【正文】 學(xué)科體系。這門新學(xué)科的活力與重要意義立即在世界各國(guó)產(chǎn)生了反響。我國(guó)已故著名氣象學(xué)家顧震潮首先注意到它的重要性，在中國(guó)科學(xué)院大氣物理所，中央氣象局，北京大學(xué)地球科學(xué)系，以及南京大學(xué)氣象系中組織了一個(gè)翻譯組， 1960 年把它翻譯成中文由科學(xué)出版社出版。 4 年以后，又在倫敦衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學(xué)研究院的著名學(xué)者戴維思（ Davies）領(lǐng)導(dǎo)下，同時(shí)還在富克斯夫婦的積極參與下，該書(shū)的補(bǔ)充修訂英文版，終于在 1964 年出版。至此，它開(kāi)始在世界上產(chǎn)生了更為廣泛深遠(yuǎn)的影響。前蘇聯(lián)科學(xué)家的著作能夠在西方產(chǎn)生廣泛影響的并不多 ，富克斯 的書(shū)是其中之一。 富克斯不是一個(gè)理論科學(xué)家，他也做過(guò)一些理論工作，但貢獻(xiàn)并不突出。然而他知識(shí)特別淵博，既在理論上，也在實(shí)驗(yàn)上，也在各種工程技術(shù)上，他都有十分廣博的知識(shí)，他那本《氣溶膠力學(xué)》 1955 年的俄文原著中所引用的文獻(xiàn)有 500溫景嵩：創(chuàng)新話舊第 5 章 原 125146 頁(yè) 4 多篇，而 1964 年的英文版竟增加到將近 900 篇參考文獻(xiàn)?？梢?jiàn)富克斯知識(shí)的廣泛程度。富克斯不僅知識(shí)廣博，而且對(duì)這些知識(shí)的理解十分深刻，對(duì)這些知識(shí)有異乎尋常的駕馭能力，正是他具有的這種天才的駕馭能力，他才能從這些看似十分雜亂的氣溶膠零散研究中，提煉出“氣溶膠力學(xué)”這一新概念， 并按照氣溶膠粒子的直線等速運(yùn)動(dòng)、氣溶膠粒子的直線非均速運(yùn)動(dòng)、氣溶膠粒子的曲線運(yùn)動(dòng)、氣溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)和布朗擴(kuò)散、氣溶膠粒子的對(duì)流擴(kuò)散和湍流擴(kuò)散，氣溶膠粒子的碰并（顧震潮先生把它譯為“凝并”，本書(shū)前已指出， coagulation 這個(gè)術(shù)語(yǔ)，目前在國(guó)內(nèi)各種譯法都有，沒(méi)有統(tǒng)一），以及由粉末狀物質(zhì)向氣溶膠狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，這七個(gè)概念 把眾多的分散研究組織成為一門獨(dú)立的科學(xué)分支。它所組織進(jìn)來(lái)的研究范圍十分廣泛，大到大氣氣溶膠的輸送，傳播與沉淀，小到氣溶膠在人體呼吸系統(tǒng)中的沉淀過(guò)程，以及更小的氣溶膠在織物和纖維過(guò)濾器縫隙中 的沉淀過(guò)程。在每一類運(yùn)動(dòng)中，富克斯都首先介紹這類運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)，例如在氣溶膠粒子的直線等速運(yùn)動(dòng)中，它首先介紹的正是 1851 年斯托克斯阻力公式。在氣溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)中，他首先講的是，正是愛(ài)因斯坦 1905 年布朗擴(kuò)散系數(shù)的經(jīng)典理論。然而與一般人所做的不同，富克斯在書(shū)中并不講述這些理論是如何導(dǎo)出，相反他單刀直入地給出斯托克斯和愛(ài)因斯坦的理論公式。然后，他把重點(diǎn)放在導(dǎo)出這些公式時(shí)所要滿足的條件，以及這些條件和氣溶膠現(xiàn)實(shí)世界的比較。最后再講在氣溶膠實(shí)踐中應(yīng)如何避開(kāi)不利條件或是補(bǔ)充以人們已做過(guò)的各種修正。這就正確地把有 關(guān)的基礎(chǔ)理論成果，引入到氣溶膠科學(xué)與技術(shù)實(shí)踐活動(dòng)之中，從而把氣溶膠領(lǐng)域中的一切實(shí)踐活動(dòng)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。 例如，在氣溶膠粒子等速直線運(yùn)動(dòng)一章中，他首先直接給出斯托克斯阻力公式，然后，就詳細(xì)地列舉出應(yīng)用該公式所必須滿足的 6 個(gè)條件： （ 1） 粒子四周介質(zhì)應(yīng)是不可壓縮； （ 2） 粒子四周介質(zhì)應(yīng)是無(wú)限伸延； （ 3） 粒子運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)十分?。? （ 4） 粒子運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)是定常的； （ 5） 粒子應(yīng)是剛性的； （ 6） 介質(zhì)在粒子表面上應(yīng)保持無(wú)滑流條件。 緊接著富克斯就依次分析了這 6 個(gè)條件在氣溶膠世界中是否滿足，以及應(yīng)如何保證其實(shí)現(xiàn)，或者應(yīng)做何種修正。這是該書(shū)的精華之處，且 讓我們也跟著富克斯走一遍。 （ 1） 眾所周知，僅當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度可以和力學(xué)脈沖傳播速度相比時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度可以和聲速相比時(shí)，介質(zhì)才顯示出其壓縮性。所以若我們把由爆炸引起的氣溶膠粒子的運(yùn)動(dòng)排除在外（再加上把超音速飛行器在飛行時(shí)引起的氣溶膠粒子的運(yùn)動(dòng)排除在外 ── 溫注），則這一條在氣溶膠力學(xué)研究中均可滿足。 （ 2） 富克斯指出，粒子四周介質(zhì)沿任何方向都無(wú)窮延伸的狀況，在氣溶膠現(xiàn)實(shí)中，從未被觀測(cè)到。實(shí)際情況恰恰相反，總是至少有一個(gè)方向或幾個(gè)方向上，當(dāng)介質(zhì)延伸時(shí)，會(huì)遇到宏觀物體，例如盛放氣溶膠容器的四壁，這個(gè)四壁對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)必然會(huì)有影 響，對(duì)此已有相當(dāng)多的理論和實(shí)驗(yàn)研究。富克斯在這里引用了這些研究的成果。然后 , 富克斯還指出，氣溶膠是一個(gè)多粒子體系不是孤粒子體系，對(duì)其中某一給定的參考粒子而言，其他粒子的存在就又構(gòu)成了參考粒子四周介質(zhì)不能無(wú)限延伸的狀況。對(duì)此，富克斯說(shuō)他將在該書(shū)中后面沉降兩節(jié)中專門討溫景嵩：創(chuàng)新話舊第 5 章 原 125146 頁(yè) 5 論這一問(wèn)題。（溫注：富克斯正確地指出了這一問(wèn)題的存在，但他在該書(shū)后面講述多粒子體系沉降兩節(jié)的討論中，并沒(méi)有解決問(wèn)題。實(shí)際上如本書(shū)第四章中所述，直到 1972 年巴切勒單分散沉降理論，和 1982年巴切勒和我多分散沉降理論的出現(xiàn)，這一問(wèn)題才取得進(jìn)展。即使 如此，到現(xiàn)在也不能說(shuō)這一問(wèn)題已完全徹底解決了。對(duì)此本書(shū)曾在第四章最后的第 節(jié)“任重而道遠(yuǎn)”中有所說(shuō)明。 （ 3） 粒子慢運(yùn)動(dòng)的要求，來(lái)自支配擾動(dòng)流場(chǎng)的斯托克斯方程，它完全忽略了四周介質(zhì)的非線性慣性力，這只有粒子運(yùn)動(dòng)速度十分慢，以致使雷諾數(shù)很小時(shí)，才可做此種近似。富克斯根據(jù)當(dāng)時(shí)所知道的 1910 年奧森修正，和 1929 年戈?duì)柕滤固梗?Goldstein）的修正指出，當(dāng)雷諾數(shù)等于 時(shí)，使用斯托克斯 阻力公式所帶來(lái)的誤差為 %。（后來(lái)，在 1957年普勞德曼 和皮爾森對(duì)此有更精確的修正 —— 溫注） （ 4） 粒子的非均勻運(yùn)動(dòng)對(duì)阻力 的影響，富克斯在該章后面又有兩章作了專門討論。 （ 5） 當(dāng)粒子不是剛性球而是液滴時(shí)，它對(duì)阻力的影響有以下兩個(gè)方面： (a) 當(dāng)液滴比較大時(shí)，它會(huì)變形，富克斯在書(shū)中有專門一節(jié)討論此效應(yīng)； (b) 液滴內(nèi)部可以出現(xiàn)內(nèi)環(huán)流，這會(huì)降低介質(zhì)阻力，富克斯也引用了這方面的研究。 (6)介質(zhì)在粒子表面與之粘著在一起，它們之間沒(méi)有滑流存在，這只有對(duì)水溶膠和液溶膠才有可能。但在氣溶膠中則否。由于氣態(tài)物質(zhì)不是連續(xù)地充滿空間，存在著分子自由路徑，當(dāng)空間尺度小到分子自由路徑時(shí)，介質(zhì)在粒子表面就不會(huì)粘著在一起，會(huì)有滑動(dòng)存在，從而降低了阻力，實(shí)際阻力要比斯托克 斯阻力公式預(yù)測(cè)的為低。富克斯正確估計(jì)到這種情況，并引用了當(dāng)時(shí)的修正研究成果，對(duì)此，后來(lái)在 1973 年豪金（ Hocking）有更細(xì)致的研究，并給出了更精確的修正。 以上就是富克斯在把斯托克斯阻力公式應(yīng)用到氣溶膠力學(xué)中時(shí)所做的分析和研究。雖然他不是理論科學(xué)家，他沒(méi)有在理論上創(chuàng)新來(lái)發(fā)展斯托克斯理論，但他的貢獻(xiàn)仍然巨大，他的貢獻(xiàn)在于把斯托克斯理論和氣溶膠力學(xué)實(shí)際正確地結(jié)合起來(lái)，在這方面做了相當(dāng)細(xì)致相當(dāng)全面相當(dāng)徹底的研究，因而能夠把氣溶膠粒子的等速直線運(yùn)動(dòng)一類的研究放在了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)上。對(duì)于氣溶膠粒子的布朗運(yùn)動(dòng)中愛(ài)因 斯坦的布朗擴(kuò)散系數(shù)理論也是如此，他在書(shū)中并不講愛(ài)因斯坦理論的由來(lái)，而只是直接給出了結(jié)果，他仍把重點(diǎn)放在應(yīng)用愛(ài)因斯坦理論于氣溶膠力學(xué)實(shí)際時(shí)，所需要考慮的問(wèn)題，盡管富克斯 在分析中個(gè)別的觀點(diǎn)有錯(cuò)誤，例如他在書(shū)中宣稱，氣溶膠粒子在做隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，來(lái)自其他粒子的流體動(dòng)力相互作用可以忽略，其統(tǒng)計(jì)平均的效應(yīng)為 0。對(duì)于這一點(diǎn)，我們將在下半節(jié)詳細(xì)加以說(shuō)明，他這一觀點(diǎn)為什么是錯(cuò)的。盡管如此，總體上講富克斯在把愛(ài)因斯坦布朗擴(kuò)散理論應(yīng)用到氣溶膠粒子隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，其貢獻(xiàn)仍然不小。此外，放進(jìn)氣溶膠粒子等速直線運(yùn)動(dòng)這一章里的還有 高努森（ Knudsen）數(shù)下粒子半徑小于空氣分子自由路徑時(shí)所受到的空氣阻力，中雷諾數(shù)與高雷諾數(shù)時(shí)介質(zhì)對(duì)粒子的阻力，無(wú)界空間中粒子云的沉降，有界空間中多粒子體的沉降，垂直與水平電場(chǎng)中氣溶膠粒子的運(yùn)動(dòng)，氣溶膠粒子的輻射力，熱泳光泳和擴(kuò)散泳。對(duì)氣溶膠粒子的非等速直線運(yùn)動(dòng)的研究，還產(chǎn)生了新的兩章，一章是非均勻直線運(yùn)動(dòng)，一章是曲線運(yùn)動(dòng)。前者又吸收進(jìn)低雷諾數(shù)和高雷諾數(shù)的非均勻直線運(yùn)動(dòng)，在周期性外力作用下的運(yùn)動(dòng)，在聲波作用下的振動(dòng)，壓強(qiáng)粒子對(duì)聲波的散射和吸收，粒子間流體動(dòng)力相互作用，粒子的靜電彌散。后者又吸收進(jìn)粒子在交變 水平電場(chǎng)中的沉淀，在重力作溫景嵩：創(chuàng)新話舊第 5 章 原 125146 頁(yè) 6 用下粒子在層流中的沉淀，離心力場(chǎng)中的沉淀，離心機(jī)，旋風(fēng)器。氣溶膠力學(xué)的相似理論，氣溶膠的取樣理論，狹縫儀器，在形狀簡(jiǎn)單的物體上的粒子的慣性沉淀。在氣溶膠粒子的隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)一章中，還吸收進(jìn)靜止介質(zhì)中氣溶膠的沉淀，層流中氣溶膠粒子的擴(kuò)散，織物過(guò)濾器和纖維過(guò)濾器，氣溶膠粒子在呼吸道中的沉淀，氣泡對(duì)氣溶膠粒子的吸收，布朗轉(zhuǎn)動(dòng)，氣溶膠在電場(chǎng)中的取向等等。我們僅從以上不完全的介紹中就可以認(rèn)識(shí)到富克斯貢獻(xiàn)之巨大。雖然他沒(méi)有在理論上創(chuàng)新，但他是在學(xué)科上創(chuàng)新，其意義并不比單純的某一理論創(chuàng)新價(jià)值為低 。 在富克斯的《氣溶膠力學(xué)》一書(shū)出版后，特別是 1964 年它的英文版出來(lái)后，其影響迅速在全世界相關(guān)領(lǐng)域中傳播開(kāi)來(lái)，富克斯的書(shū)具有無(wú)比強(qiáng)大的生命力，隨著時(shí)間的進(jìn)展，其影響越來(lái)越大，越來(lái)越廣。不僅氣溶膠力學(xué)，而且在他的《氣溶膠力學(xué)》的帶動(dòng)下，整個(gè)氣溶膠科學(xué)與技術(shù)，在全世界也呈現(xiàn)出一片繁榮的景象，發(fā)展成一門新學(xué)科，到了 80 年代，世界各國(guó)