關(guān)于載荷荷載的命名

關(guān)于載荷荷載的命名

長(zhǎng)期以來(lái)，與力學(xué)相關(guān)的中國(guó)技術(shù)領(lǐng)域有兩個(gè)名稱(chēng)：負(fù)荷”和“負(fù)荷”。雖然大家都知道這兩個(gè)名稱(chēng)指的是同一概念,即施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力,但不同的學(xué)科叫法不一(如在全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布的土木工程、公路科技、水利科技名詞中定名為“荷載”;在地質(zhì)學(xué)、力學(xué)名詞中則定名為“載荷”),甚至同一學(xué)科在使用中也經(jīng)常出現(xiàn)時(shí)而“載荷”,時(shí)而“荷載”的亂象。那么,到底哪個(gè)名稱(chēng)更合理呢?筆者將從以下幾方面進(jìn)行探討。首先,要明確:“載荷/荷載”是由“載”和“荷”并列而成的名詞,而不是表示“所載的荷”或“所荷的載”之類(lèi)含義的偏正結(jié)構(gòu)名詞。其次,我們回顧歷史,追根溯源。因?yàn)椤拜d荷/荷載”是工程技術(shù)領(lǐng)域中常用的概念,而人類(lèi)最早的工程就是出于保暖和安全等考慮建造房屋而從事的土木工程。其他工程都是在土木工程的理論和實(shí)踐的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,其他“載荷/荷載”也是在土木工程中的“載荷/荷載”的基礎(chǔ)上引申、推廣而來(lái)的。那么,我們只要考慮這個(gè)詞在土木工程中如何定名更合理就可以了。需要注意的是:土木工程里的“土”不僅僅是指“土”,實(shí)際通常是既有“土(還包括用土燒制的磚、瓦等)”又有“石”,以下皆同。再次,“土木工程”中早期最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)是“土木”結(jié)構(gòu),注意是“土木”而不是“木土”。因?yàn)橥潦Y(jié)構(gòu)有一定的維度(長(zhǎng)、寬、高)和強(qiáng)度,有較固定的形狀,能遮風(fēng)、擋雨、保溫等,但質(zhì)量較重;而木結(jié)構(gòu)有一定的強(qiáng)度和彈性,受到外力后能產(chǎn)生比較小的變形,質(zhì)量較輕,常用作支撐。所以人類(lèi)就把土石和木結(jié)合在一起形成“土木”結(jié)構(gòu),結(jié)合的方式通常是外土內(nèi)木,上土下木,這樣才會(huì)形成比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。漢語(yǔ)言文字的一個(gè)重要特征就是:表示事物的名詞中的前面的字通常表示事物的外在、表面或上面的特征,而后面的字通常表示事物的內(nèi)在、本質(zhì)或下面的特征,這是符合人類(lèi)認(rèn)知習(xí)慣和漢字發(fā)展歷史的——人畢竟是先通過(guò)感官來(lái)認(rèn)識(shí)事物的,感官能察覺(jué)到的只是事物外在或表面特征,而后才會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)到事物內(nèi)在或本質(zhì)特征。另外,在古代,漢字是按從上到下順序豎向排列的,漢字是象形文字,所以對(duì)上下關(guān)系或結(jié)構(gòu)的事物自然就要以上下順序豎向排列的文字來(lái)表示,只是到了20世紀(jì)50年代,才把上下順序豎向排列改為左右(前后)順序橫向排列。因此人們就把這種結(jié)構(gòu)叫“土木”結(jié)構(gòu)而不是叫“木土”結(jié)構(gòu),建造這種結(jié)構(gòu)的工程叫“土木工程”而不是叫“木土工程”。我們知道,人類(lèi)的認(rèn)知特點(diǎn)是:當(dāng)不了解陌生事物規(guī)律的時(shí)候,通常是通過(guò)考察事物的理想化、特殊化情況下的規(guī)律,將其抽象化以后再推廣到普遍化、一般化的情形來(lái)認(rèn)識(shí)事物。既然我們不清楚“載荷/荷載”這個(gè)概念與哪個(gè)名稱(chēng)對(duì)應(yīng)最恰當(dāng),不妨通過(guò)考察“載荷/荷載”的特殊情況來(lái)看看。一般情況下,無(wú)論結(jié)構(gòu)本身是否承受其他外力,結(jié)構(gòu)下面的部分總要承受該結(jié)構(gòu)上面部分的重量,即:“土木”結(jié)構(gòu)本身就是其所承受“載荷/荷載”的一部分?！巴聊竟こ獭敝械摹拜d荷/荷載”有很多種,但最常見(jiàn)、最重要的“載荷/荷載”就是因“土木”結(jié)構(gòu)本身有質(zhì)量、受重力所產(chǎn)生的自重。在僅有結(jié)構(gòu)自重而無(wú)其他外力的特殊情況下,我們可以說(shuō)該“土木”結(jié)構(gòu)就是其自身所承受的全部“載荷/荷載”,“載荷/荷載”就是“土木”結(jié)構(gòu)本身,即“土木”與“載荷/荷載”相應(yīng)。實(shí)際上,在人類(lèi)早期從事“土木工程”的實(shí)踐中,雖然還沒(méi)有明確提出“載荷/荷載”的概念,但最常見(jiàn)的直觀的“土木”結(jié)構(gòu)的自重是當(dāng)時(shí)人們所能接觸到的主要“載荷/荷載”形式,幾乎就是后來(lái)的“載荷/荷載”的代名詞。這樣,無(wú)論從普遍性的本質(zhì)含義上來(lái)看,還是從特殊情況來(lái)看,以及從歷史發(fā)展上來(lái)看,“土木”和“載荷/荷載”這兩個(gè)概念的某些含義都應(yīng)有一定的內(nèi)在聯(lián)系,這樣我們就有理由推測(cè)其名稱(chēng)也應(yīng)有一定的內(nèi)在聯(lián)系。這為我們解決問(wèn)題提示了重要的方向。到底是怎樣的內(nèi)在聯(lián)系呢?我們分別從“載”和“荷”的字體結(jié)構(gòu)和含義入手:“載”字可分解為:“ue83b”+左下角的“車(chē)”。“ue83b”是“土”+“戈”合成的,指像軍陣一般整齊劃一的田地。這里的田地指的就是“土”。這樣來(lái)看,“載”字就顯然與“土”有關(guān)。“ue83b”與“車(chē)”聯(lián)合起來(lái)表示“輜重車(chē)輛像軍陣那樣整齊劃一地停放在場(chǎng)地上”。“載”在這里讀zài,是轉(zhuǎn)義,有承載、負(fù)擔(dān)、用交通工具輸運(yùn)等義?！拜d”的左下角是“車(chē)”,說(shuō)明這個(gè)動(dòng)作是由車(chē)等工具而不是人來(lái)實(shí)施,其動(dòng)作的對(duì)象是“土”等較重的“載荷/荷載”。比如,我們常說(shuō)“載貨”“載重汽車(chē)”而很少說(shuō)“荷貨”“荷重汽車(chē)”顯然和車(chē)(結(jié)構(gòu))“載”的對(duì)象較重有關(guān)。“荷”字可分解為:“艸”(草字頭)+“人”+“可”,草木都屬于植物,“荷”自然就與“木”有關(guān)。“荷”字有背、抗、承受、負(fù)擔(dān)等義。其實(shí),在古代,為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,人的勞動(dòng)工具大都帶有木制品,就是利用了木制品的輕便和彈性?！昂伞弊旨热挥小叭恕?自然就是由人來(lái)實(shí)施的動(dòng)作,人在勞動(dòng)的時(shí)候要使用勞動(dòng)工具,所以“荷”的對(duì)象通常就帶有“人”“可”承受的相對(duì)較輕的“木”類(lèi)“載荷/荷載”。比如,我們常說(shuō)“荷槍實(shí)彈”“荷鋤”而不說(shuō)“載槍實(shí)彈”“載鋤”就是因?yàn)槿丝梢浴昂伞钡膶?duì)象“槍”“鋤”都較輕,而且“槍”“鋤”顯然帶有木制品。由此可見(jiàn),不管從字形來(lái)看,還是從含義來(lái)看,“載”都與“土”對(duì)應(yīng),“荷”都與“木”對(duì)應(yīng),“載荷”與“土木”對(duì)應(yīng),“荷載”與“木土”對(duì)應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,我們?cè)倏紤]“載荷/荷載”這個(gè)概念的內(nèi)涵與其名稱(chēng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系:“載荷/荷載”指的是施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力。既然是力,就是有大小和方向的矢量,能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度、方向)或形狀發(fā)生改變。這里,方向是其本質(zhì)特征,而大小是其外在特征。前文已說(shuō)明:“載”與“土”對(duì)應(yīng),其動(dòng)作的對(duì)象是“土”等較重的“載荷/荷載”。土、石結(jié)構(gòu)的彈性很小,受力后其方向和形狀改變很小,因此,與“荷”相比,“載”更反映“力”的大小(外在)特征;“荷”與“木”對(duì)應(yīng),其動(dòng)作的對(duì)象通常是“木”等相對(duì)較輕的“載荷/荷載”。而木材的彈性較大,在受縱向力時(shí)會(huì)沿“力”的方向發(fā)生明顯伸縮,在受橫向力時(shí)會(huì)沿“力”的方向發(fā)生明顯彎曲,出現(xiàn)撓度,其他受任意方向力的情況可沿縱向和橫向分解再合成得到(為方便起見(jiàn),這里僅以線彈性問(wèn)題為例)。即:木材對(duì)“力”的方向是非常敏感的,其變形方向能大致反映“力”的方向。因此,與“載”相比,“荷”更反映“力”的方向(本質(zhì))特征。所以,把“載”字放在前面、“荷”字放在后面所形成的“載荷”這個(gè)詞明顯符合中文名詞“前面的字通常表示事物的外在特征,而后面的字通常表示事物的本質(zhì)特征”的規(guī)律,而“荷載”則恰好相反。