“原书出版者的话”中指出,在С.А.查浦雷金关于不变系统的动力学的著作中,占有特别重要位置的是他对非全定系统的动力学的研究,其中包括这种系统的一般运动理论的原理,并解决了关于刚体滚动的一系列的问题。所有这些研究全刊载在С.А.查浦雷金全集的第一卷(国家技术书籍出版社,莫斯科,1948年)中,但由于这个全集的印行数很少,为了让青年学生与致力于理论力学及应用力学研究的学者对此有更多的认识,С.А.查浦雷金的上述著作是值得另印单行本的。
Л.Н.斯列间斯基的文章是对С.А.查浦雷金四篇论文的说明和评述,对理解这四篇论文大有裨益。С.А.Чаплыгин(1869~1942年),汉译С.А.查浦雷金(该书译法)、С.А.恰普雷金(《中国大百科全书·力学》),英译S.A.Chaplygin,是苏联著名力学家。他的主要学术贡献在气体动力学和非完整力学两个方面。在气体动力学方面他指出,当气流顺利流过机翼时它的尖后缘必定是机翼上下两面气流的合成线。这一假说和儒科夫斯基定理一起解决了气流在流线型物体上的作用力问题,被称为恰普雷金-儒科夫斯基假说。他在非完整力学方面发表的这四篇论文,给出了系统的运动微分方程,提出了方程的积分方法和应用。这些都是非完整力学的奠基性工作。
书中的“非全定”,亦称“不完整”,多称“非完整”。非完整约束是不可积分的约束,是对点的速度的限制。例如,冰刀不允许横滑就限制了它的速度方向,滚球或滚盘沿平面的纯滚动就限制了它与平面接触点的速度为零。至少有一个非完整约束的系统称为非完整系统。非完整系统广泛出现于科学、工程和日常生活中。凡是带有滚动装置的系统几乎都是非完整系统,因此,非完整系统动力学可用于研究自行车、摩托车、汽车、火车车厢和飞机起落架等的运动。自行车向右倾斜时需向右转动手把才不至于摔倒,这一日常现象只有用非完整动力学中的线路稳定性理论才能得到圆满解释。非完整动力学的理论也应用于可变质量系统,包含伺服约束的系统、可控力学系统、链式系统(人体模型、机器人、电缆和天线的有限节模型)等。19世纪末、20世纪初是非完整力学的奠基时期。奠基人除查浦雷金外,还有意大利的V.Volterra(1860~1940年)、法国的P.Appell(1855~1930年)、俄国的П.В.Воронец(1871~1923年)、德国的G.Hamel(1877~1954年)等。
1963年笔者在北京大学做毕业论文时就拜读过这本86页的小册子,并受到启发,50年来一直从事非完整动力学的研究。值此科学社成立60周年之际,为该书写一点简短的介绍,以对科学社的贡献表示敬佩和谢意。 (梅凤翔)