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工具之后,问题仍在——从有限元软件的冲击到人工智能时代人的成长

卢天健

卢天健. 工具之后,问题仍在——从有限元软件的冲击到人工智能时代人的成长[J]. 应用数学和力学, 2026, 47(6): 687-698. doi: 10.21656/1000-0887.472033
引用本文: 卢天健. 工具之后,问题仍在——从有限元软件的冲击到人工智能时代人的成长[J]. 应用数学和力学, 2026, 47(6): 687-698. doi: 10.21656/1000-0887.472033
LU Tianjian. After Tools, Problems Remain: From the Impact of Finite Element Software to Human Growth in the Age of Artificial Intelligence[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2026, 47(6): 687-698. doi: 10.21656/1000-0887.472033
Citation: LU Tianjian. After Tools, Problems Remain: From the Impact of Finite Element Software to Human Growth in the Age of Artificial Intelligence[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2026, 47(6): 687-698. doi: 10.21656/1000-0887.472033

工具之后,问题仍在——从有限元软件的冲击到人工智能时代人的成长

doi: 10.21656/1000-0887.472033
(本刊主编卢天健来稿)
详细信息
    作者简介:

    卢天健(1964—),男,教授,博士,博士生导师(E-mail: tjlu@nuaa.edu.cn)

  • 中图分类号: O3

After Tools, Problems Remain: From the Impact of Finite Element Software to Human Growth in the Age of Artificial Intelligence

(Contributed by LU Tianjian, Editor-in-chief of AMM)
  • 摘要: 本刊此前几篇按语已分别讨论了学术根脉、智能工具、研究尺度与学科方向. 这些讨论之后,还需要追问一个更靠前的问题:当工具越来越强,人是否还能守住问题、判断和成长?从力学史看,人工智能并不是第一次强工具革命. 有限元方法、计算机和工程软件曾经把力学人从大量繁琐数学求解中解放出来,使复杂结构、复杂边界和复杂载荷进入可计算状态;但它们也曾反过来冲击力学人的位置感、学科自信和建制空间. 不少独立力学、应用力学或工程力学方向在工程学科重组中被压缩、合并或边缘化,其影响至今仍未完全消散. 今天AI带来的迷茫、无力和恐慌,与当年计算工具和有限元软件带来的冲击有相通之处,甚至更深,因为AI不只进入求解环节,还进入检索、写作、表达、代码、图表、方案和问题外观的生成环节.强工具时代最稀缺的,不是更熟练地调用,而是能不能看清对象、讲清机理、提出问题并承担责任. 会建模、会划网格、会看云图,并不等于看清对象、理解边界、解释机理和承担责任;生成答案、生成文本、生成方案,也不等于提出问题、形成判断和完成创造. 生成新外观也不等于打开从0到1的新入口;真正的原创入口,只能从真实对象、真实矛盾、真实边界和真实责任中被人辨认、承担和推进. 近期MechanoEngineering Editorial中提出“机制必须先于性能”,并强调AI可以加速搜索,但力学必须判断什么是真实. 这一判断正好提醒我们:工具可以更快生成候选结果,却不能自动给出物理可采纳性;算法可以扩大搜索空间,却不能替代守恒约束、本构结构、边界条件、稳定性判据、失效包络和实验验证. 速度如果不受机制约束,就不是进步,只是更快的运动.AI不是要不要用的问题,而是怎样用、由谁用、用到哪里、谁来负责的问题. 大学教师不能因AI风险而反AI,也不能放任学生成为工具的附属物;真正的教书育人,是帮助学生穿过强工具带来的恐慌和幻觉,把他们带到工具之上. 工具之后,问题仍在;问题之后,是人的成长.
    1)  (本刊主编卢天健来稿)
  • 表  1  从工具输出到机理洞察的训练链条

    Table  1.   Training chain from tool outputs to mechanistic insight

    工具输出 表层结果 必须追问的问题 深层机理训练
    有限元云图 应力、位移、温度分布 峰值是否真实?
    是否由边界、网格或奇异性诱导?
    应力集中、载荷路径、局部失效、边界效应
    计算曲线 刚度、频率、响应、损伤演化 拐点、平台、突变和斜率变化
    对应什么物理过程?
    稳定性、能量转化、损伤演化、路径依赖
    优化结果 最优构型、最优参数 优化是否利用了模型漏洞?
    工程边界是否仍成立?
    约束机制、失效模式、鲁棒性、可制造性
    AI文本 摘要、综述、解释、方案 是否有真实文献、
    真实证据、真实逻辑?
    文献核查、概念辨析、证据链、责任边界
    AI候选问题 题目、框架、研究方向 是否来自真实对象和主要矛盾? 问题意识、对象识别、方法论判断
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    表  2  强工具时代人的成长图谱:从工具调用到责任承担

    Table  2.   A map of human growth in the age of powerful tools: from tool use to responsibility

    层级 表面能力 最大风险 真正训练
    会用 能调用有限元、AI、数据库和软件平台 把操作当能力 知道为什么用、怎样用、用到哪里为止
    会辨 能判断输出是否可信 接受默认设置和流畅表达 看边界、参数、证据、适用域
    会看 能从图、曲线、文本和答案中看机理 停在云图和答案 看载荷路径、能量转化、失效萌生、边界效应
    会问 能从对象、矛盾、需求和未来中提问 先用工具再补问题 从真实对象和主要矛盾中提出问题,
    识别可能的原创入口
    会担 能对数据、模型、文献、结论和影响负责 把责任外包给工具 守住文献、数据、图像、模型、署名和审稿责任
    下载: 导出CSV
  • [1] 卢天健. 桥仍在, 河向前[J]. 应用数学和力学, 2026, 47(1): ⅰ-ⅳ.

    LU Tianjian. The current runs while the bridge holds[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2026, 47(1): ⅰ-ⅳ. (in Chinese)
    [2] 卢天健, 孟晗, 姜永烽. AI赋能结构设计[J]. 应用数学和力学, 2026, 47(3): 257-262. doi: 10.21656/1000-0887.470062

    LU Tianjian, MENG Han, JIANG Yongfeng. AI enables structural design[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2026, 47(3): 257-262. (in Chinese) doi: 10.21656/1000-0887.470062
    [3] 卢天健. 为什么科学研究必须坚持"四性": 关于重要性、必要性、创新性与可行性的几点思考[J]. 应用数学和力学, 2026, 47(4): 391-403. doi: 10.21656/1000-0887.470101

    LU Tianjian. Why scientific research must uphold the four essential criteria: reflections on significance, necessity, originality, and feasibility[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2026, 47(4): 391-403. (in Chinese) doi: 10.21656/1000-0887.470101
    [4] 卢天健. 河流的新航道——应用数学与力学的学科再定向[J]. 应用数学和力学, 2026, 47(5): 529-540. doi: 10.21656/1000-0887.472008

    LU Tianjian. The river's new channels: reorienting applied mathematics and mechanics[J]. Applied Mathematics and Mechanics, 2026, 47(5): 529-540. (in Chinese) doi: 10.21656/1000-0887.472008
    [5] COURANT R. Variational methods for the solution of problems of equilibrium and vibrations[J]. Bulletin of the American Mathematical Society, 1943, 49(1): 1-23.
    [6] CLOUGH R W. Original formulation of the finite element method[J]. Finite Elements in Analysis and Design, 1990, 7(2): 89-101. doi: 10.1016/0168-874X(90)90001-U
    [7] LIU W K, LI S, PARK H S. Eighty years of the finite element method: birth, evolution, and future[J]. Archives of Computational Methods in Engineering, 2022, 29(6): 4431-4453. doi: 10.1007/s11831-022-09740-9
    [8] RAISSI M, PERDIKARIS P, KARNIADAKIS G E. Physics-informed neural networks: a deep learning framework for solving forward and inverse problems involving nonlinear partial differential equations[J]. Journal of Computational Physics, 2019, 378: 686-707. doi: 10.1016/j.jcp.2018.10.045
    [9] KARNIADAKIS G E, KEVREKIDIS I G, LU L, et al. Physics-informed machine learning[J]. Nature Reviews Physics, 2021, 3(6): 422-440. doi: 10.1038/s42254-021-00314-5
    [10] HERRMANN L, KOLLMANNSBERGER S. Deep learning in computational mechanics: a review[J]. Computational Mechanics, 2024, 74(2): 281-331. doi: 10.1007/s00466-023-02434-4
    [11] GAO H J. From paradigm to practice: MechanoEngineering in the Mechano-X era[J]. MechanoEngineering, 2026, 1(2): 020401. doi: 10.1063/5.0337506
    [12] UNESCO. AI competency framework for teachers[R]. Paris: UNESCO, 2024.
    [13] UNESCO. AI competency framework for students[R]. Paris: UNESCO, 2024.
    [14] 教育部, 国家发展改革委, 工业和信息化部, 科技部, 国家数据局. 教育部等五部门关于印发《"人工智能+教育"行动计划》的通知: 教科信[2026]1号[Z]. [2026-04-10].

    Ministry of Education, National Development and Reform Commission, Ministry of Industry and Information Technology, Ministry of Science and Technology, National Data Administration. Circular of the five departments including the ministry of education on issuing the "Artificial Intelligence + Education" action plan: document No. Jiao Ke Xin[2026]1[Z]. [2026-04-10]. (in Chinese)
    [15] Nature Portfolio. Artificial intelligence (AI)(editorial policies)[EB/OL]. [2026-06-10]. https://www.nature.com/nature-portfolio/editorial-policies/ai.
    [16] Springer Nature. AI for our communities(editorial policies): artificial intelligence[EB/OL]. [2026-06-10]. https://group.springernature.com/gp/group/ai/ai-guidance-for-our-researchers-and-communities.
    [17] 钱学森. 论技术科学[J]. 科学通报, 1957, 8(3): 97-104.

    QIAN Xuesen. On technical science[J]. Chinese Science Bulletin, 1957, 8(3): 97-104. (in Chinese)
    [18] 毛泽东. 实践论; 矛盾论[M]//毛泽东选集: 第一卷. 北京: 人民出版社, 1991.
    [19] 毛泽东. 反对本本主义[M]//毛泽东选集: 第一卷. 北京: 人民出版社, 1991.
    [20] 程昌钧. 钱伟长先生对力学和应用数学的贡献[J]. 力学进展, 2010, 40(5): 480-494.

    CHENG Changjun. Profesor Chien Weizang's contributions to mechanics and applied mathematics[J]. Advances in Mechanics, 2010, 40(5): 480-494. (in Chinese)
    [21] 杨卫. 力学基本问题[M]. 北京: 科学出版社, 2024.

    YANG Wei. Basic Issues in Mechanics[M]. Beijing: Science Press, 2024. (in Chinese)
    [22] 胡海岩, 乔栋, 李翔宇, 等. 力学工程问题[M]. 北京: 科学出版社, 2024.

    HU Haiyan, QIAO Dong, LI Xiangyu, et al. Engineering Issues in Mechanics[M]. Beijing: Science Press, 2024. (in Chinese)
    [23] ASHBY M F. Materials Selection in Mechanical Design[M]. 5th ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2016.
    [24] HUTCHINSON J W, SUO Z. Mixed mode cracking in layered materials[M]//Advances in Applied Mechanics, Vol 29. Amsterdam: Elsevier, 1991: 63-191.
    [25] EVANS A G, HUTCHINSON J W, FLECK N A, et al. The topological design of multifunctional cellular metals[J]. Progress in Materials Science, 2001, 46(3/4): 309-327.
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  • 收稿日期:  2026-06-10
  • 刊出日期:  2026-06-01

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