原文链接：

编者按：迈入大学是青年学子人生旅程当中非常重要的一个抉择。随着一年一度的高考落下大幕，进入优秀的大学、选择合适的专业，成为莘莘学子们规划未来、迎接下一次人生启航的关键。

北京大学一直是优秀学子心中的圣地与奋斗的目标。她是一所怎样的大学？如何选择一个理想的专业？在北京大学进行四年学习后，有怎样的发展前景？

近日，北大招生办公室和北大新闻网联合推出“xxx看北大”专题，全面介绍北京大学各院系特色，展示院系的风采与魅力，帮xx生和家长了解北京大学在教学、科研、国际交流、校园文化等方面的情况。

走进北大工学院

力学：自然科学之母

力学（mechanics）是数学和自然科学之母，它的产生和发展是人类文明和科学发展不可分割的一部分。力学是人类探索自然界运行规律的智慧结晶。 早在2200年前古希腊（相当于中国的战国时期）的哲学家亚里士多德（Aristotle）和阿基米德（Archimedes）等先哲曾利用静力学原理推断世界（地球）是球形的。阿基米德对物体重心的研究中发明了微积分的雏形，给出了球的表面积和体积的xx公式。在其后的2000年左右时间里，以力学为代表的人类的智慧光辉曾一度黯然。主要原因是一方面古希腊自由哲学的思想光辉已不复存在，另一方面人类对于自然界的运动观测手段和数据缺乏，致使思想学院化。

文艺复兴使得古希腊自由哲学思想在欧洲得以复兴，达芬奇（Leonardo Da Vinci）等文艺复兴巨匠对于力学的发展都有重要贡献。哥白尼（Copernicus）的日心说极大的影响了天文学家对于天文观测数据的总结。开普勒（Kepler）基于大量的天文观测数据总结了行星运动的三大定律。伽利略（Galileo）和惠更斯（Huyghens）给出了物体在重力作用下加速运动规律。英国人牛顿（Isaac Newton）作为经典力学集大成者，在他的“自然哲学的数学原理”（Philosophiae Natrualis Principia Mathematica）中系统的总结了物体运动定律（牛顿三定律）和万有引力定律，这种基于力和动量的力学也称为牛顿力学。而在欧洲大陆，在费尔马（Fermat）关于光的折射定律（光走时间（而不是距离）最短路径）的影响下，莱布尼兹（Lebniz）、伯努力（Bernoulli）、达朗伯（D’Alembert）、欧拉（Euler）、雅可比（Jacobi）、拉格朗日（Lagrange）和哈密尔顿（Hamilton，爱尔兰人）等人的努力下，以功和能量为出发点的基于变分原理的经典力学（分析力学）也牢固建立起来。分析力学的思想和方法对于现代物理发展的影响大大超过了牛顿力学。欧拉、伯努力、圣维南（Saint-Venant）、纳维（Navier）、斯托克斯（Stokes）等也建立了连续介质基本方程，包括刚体动力学、弹性动力学和流体动力学等。 力学研究大大促进了现代数学的发展，对数学分析、线性代数、微分方程和微分几何的发展起了至关重要的作用。20世纪以前的大数学家，例如高斯（Gauss）、黎曼（Riemann）、柯西（Cauchy）、傅立叶（Fourier）、拉普拉斯（Laplace）、庞加莱（Poincare）等等，几乎都同时是大的力学家。二十世纪初以经典力学为基础，但突破经典力学假设而发展起来的相对论力学和量子力学是现代物理学基础。

可以说，经典力学是现代物理学之母。在应用方面，经典力学与电磁学是工业革命的两大基石，而二十世纪初的飞机的发明和航空的发展大大促进了空气动力学的理论和研究，促生了流体力学的边界层理论。经典力学不但是现代数学和物理学的基础，也是是几乎所有现代工程学科的基础，例如机械制造、航空航天、土木建筑、矿业冶金、能源动力、石油化工、电力系统、大气、海洋、环境、武器装备等工程学科，都是以力学为最重要的基础学科之一。到北大力学系来读书，不但能够有机会充分领略到作为人类智慧结晶的力学的魅力和精髓，也为以后继续在相关工程和科学领域的进一步深造打下坚实基础。

北京大学力学与空天技术系简介

北京大学工学院力学与空天技术系前身是北京大学数学力学系力学专业, 由xx科学家周培源教授创立于1952年，是新中国大学中{dy}个力学专业。自创立之日起，以周培源为代表的一大批xx学者，如：钱敏、吴林襄、叶开沅、陈耀松、董铁宝、王仁、周光坰、孙天风等为北大力学专业教学和人才培养付出了他们的努力和智慧，奠定了北大力学系发展的坚实基础。经过几代人的努力，艰苦创业，辛勤耕耘，力学专业在教学、科研和基础建设等各方面取得了巨大发展。近六十年来，人才培养取得辉煌成就，一大批校友成为科技、教育、国民经济与国防建设各行业的领军人物、技术骨干、力学与其它方面的专家学者；有12位校友当选为中国科学院院士或中国工程院院士。力学专业为我国力学学科的发展、为我国的社会主义现代化建设做出了重要贡献。

理论与应用力学专业成立于1952年，由xx科学家周培源教授创建，是新中国大学教育中的{dy}个力学专业。该专业致力于学生的力学基本理论和基本技能的掌握，坚实的数理基础和科学素质的培养，科学研究和工程技术应用的实践。旨在培养能运用理论研究、实验分析和数值模拟等手段解决问题的高级人才。学生毕业后可在力学及相关交叉学科领域继续深造，或从事教学科研工作，也可进入工程技术相关领域从事应用研究、技术开发或管理工作。由于该专业的学生具有坚实的数学、物理、力学、以及科学计算基础，本专业的大多数毕业生选择毕业后继续攻读研究生学位；许多优秀毕业生进入世界{yl}大学继续攻读博士学位。由于力学是工程与应用科学的基础学科，该专业毕业生在当代社会具有极强的适应能力、巨大的发展潜力，在国内外许多领域取得了杰出的成就，从事的科学研究和工程领域涵盖力学、物理、数学、航空航天、生物医学工程、机械、土木、自动化、工业管理等等。该专业毕业生的质量和他们取得的杰出成就在国内外享有盛誉。

工程结构分析专业成立于1996年，是北京大学力学系为适应工程界对结构计算与分析和工程软件开发与应用的人才需求在国内设立的{dy}个工程结构分析专业。计算力学是用计算机方法求解力学问题的学科，起始于20世纪50年代中期的有限元法及其软件。计算科学的成就已经使得科学界公认：理论、实验和计算是现代科学的三大支撑。在国民经济领域，产品数字化设计和制造等手段将使计算力学软件以更大的深度和广度介入到各项工程领域。计算力学软件已由原来的辅助工具，发展成为产品设计和制造中不可或缺的重要环节，对缩短产品设计和制造周期，提高产品品质，降低生产成本发挥不可替代的重要作用。在国防领域，更需要计算力学软件的发展，如载人航天和战机的发展依赖于材料、结构、空气动力的大规模实验与计算力学仿真；核武器的小型化和虚拟实验依赖于多物质的计算力学模拟。

近年的实践表明，一个国家要有自主开发的国防、运载工具、动力、能源、机械、电器、电子、装备等高新技术，不仅要有具有自主知识产权的各类重大工业装备生产能力，而且必须要有掌握计算力学与相关科学知识的人才与软件。在一定意义上，甚至可以说，谁掌握了计算力学的人才与软件，谁就更有效地占据了全球竞争的优势。 计算力学以及相关的软件已经并正在促进力学及相关学科的发展，例如：直接数值模拟为研究的湍流开辟了一条新的途径；有限元方法的发展促进了大规模代数方程组与代数特征值问题的实用化研究。在科学研究中，计算软件已经成为我们理解一些复杂力学物理现象的重要工具。

北京大学自上世纪七十年代就开始工程结构xxxx的研究与推广，七十年代完成了冷却塔静动力xxxxBD与BDY，八十年代初与郑州机械研究所合作推广了在能用软件SAP5，并通过对国外SAP84软件的移植和重大改造，研制出了SAP-84，并三次获{gjj}科技进步奖。在国家基础设施建设和工程结构设计中都发挥了重要作用，有相当广泛的应用。 该专业着重培养学生用数学和力学基本理论结合计算机和信息综合技术手段研究和解决工程与科学问题的能力，以及工程应用软件的设计与开发能力，使学生成为掌握当代先进计算理论和方法、工程软件开发，并应用这些知识解决工程实际问题的人才。学生毕业后可在力学及相关交叉学科领域继续深造，也可进入工程设计部门、研究机构、大型企业、政府机关等从事研究、开发和管理工作。该专业的毕业生广受国内外工业界和科研单位的欢迎。

航空航天工程

2003年10月16日，我国自行设计研制的“神舟五号”飞船，在绕地14圈后，按预定时间和地点平稳地在内蒙古草原着陆，航天员杨利伟神采熠熠地回归地球。这标志着我国继前苏联、美国之后，成为了第三个拥有载人航天技术的国家。举世瞩目，万众欢腾。事隔不到5年，2008年9月27日，航天员翟志刚，在刘伯明、景海鹏的协助下，顺利地走出“神舟七号”飞船舱门，在太空遨游约20分钟。同一年，我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星。当温家宝总理揭开远隔38.4万公里之外传回来的月球表面清晰的图像，并向世界承诺共享探月卫星信息时，我们自豪地感受到作为一个航天大国，我国在向世界承担着我们的责任。不出数月，中国航天局向又向世界公布：在2012年前，我国计划将自行研制的空间站“天宫一号”送入太空。

2008年11月，我国自行研制的“歼十”战斗机，在珠海航展上闪亮登场，令无数中外航空迷们为之倾倒。在建国60周年大庆阅兵式上，那一排排呼啸而过的“预警”、“歼八”、“轰六”，“飞豹”、“空中加油机”、“直九”等，使我们看到了我国空军现代化水平的大幅提升。2008年11月28日，我国自行研制的支线涡轮风扇喷气发动机运输机ARJ21实现首飞成功。2008年10月10日，涡轮螺旋桨发动机支线客机“新舟600”成功实现首飞。也是在2008年3月13日，国务院批准组建中国商飞集团公司，标志着酝酿已久的大型客机国家重大专项的正式启动。

为适应国家航空航天事业高速发展的需求，发挥北京大学在基础科学研究方面的雄厚资源，为航空航天及相关领域培养和输送具有坚实基础和宽广视野的高素质人才，北京大学工学院于2008年建立了航空航天工程专业，并自2009年开始招收本科学生。

工学院航空航天工程专业的定位是“理科基础、工科取向”。强调学生要具有高于一般工科同类专业的坚实的数学、物理和力学基础，同时也要具有广博的工学和航空航天专业知识，了解行业的发展动态、理论前沿和技术变革，能成为航空航天领域具有全局视野和创新精神的领军人才。

工学院拥有一支重视基础教学、治学严谨、勤恳敬业的高水平师资队伍，汇集了理论力学、弹性力学和流体力学等一批国家和学校的精品课程，航空航天工程专业的教学将充分利用工学院雄厚的数学、力学教学资源。工学院还将邀请航空航天领域的知名专家学者为本科生开设系列课程，提供学生与专家交流的平台，以便学生在校期间能够更好的了解行业的发展动态。工学院将组织学生到国家航空航天重点科研机构以及大型企业参观实习，并与波音公司等实力雄厚的国际{lx1}企业开展合作，为本科生提供设计课程。航空航天工程专业的学生将有机会亲身参与到科研和生产一线，培养创造力和动手解决实际问题的能力。

工学院目前拥有航空航天研究所、湍流与复杂系统xxxx实验室、航空航天动力学与控制实验室等一批优秀的实验室，从事着发动机推进、航空航天材料、飞行器外形设计等一系列重点研究，并即将组建新的航空航天工程系。工学院目前承担着工信部大飞机工程、科技部973项目和总装重大科研项目等航空航天领域的一批重大项目，这些项目的科研成果不仅在国际上产生着重要的影响，也为我国的航空航天事业起着有力的支撑作用。

如果你是一个既热爱北大又想圆航空航天梦想的人，如果你是一个喜欢挑战前沿科学或{jd0}技术的人，那么请选择航空航天工程专业！这里可以让你得到真知灼见，可以使你锻造成才，可以给你插上翅膀而放飞梦想！航空航天工程专业欢迎你！

能源与资源工程：为了可持续发展的明天

共同的挑战:自然资源是人类生存和发展不可缺少的物质基础，能源与资源短缺是中国经济发展与国家安全面临的一个严峻挑战。随着经济的持续、快速发展，资源、能源与环境已经逐渐成为制约我国经济与社会可持续发展的三大瓶颈。

在过去的二十年里，随着中国经济的发展，能源的需求量也翻了一番。能源安全尤其是石油安全问题越来越严重。中国石油对外依存度从1995年的7.6%增加到2005年的40%。我国矿产资源储量远远满足不了生产规模与社会需求的增长，造成资源保证程度急剧下降。主要金属储量的保证年限只有10～30年左右，对国外矿产资源的依赖程度越来越高，目前，我国几种主要矿产资源对外依存度都在40％左右，这必将成为制约我国经济发展的主要障碍。此外，在气候变化和环境污染等问题的日益突出，优质水资源的短缺问题已经对社会、经济的进一步发展构成了严重的威胁。 北大的响应 合理应对和解决上述能源、资源和环境领域的关键问题是中国乃至全世界的迫切需求。

为此，北京大学成立了国内{sg}能源与资源工程本科专业，针对能源、资源和环境领域的关键问题开展教学和人才培养工作。该专业的教学内容集中在三个方面：1）新能源开发与利用；2）资源高效与清洁利用；3）水资源与水环境。 新能源开发与利用。石油等传统化石能源终有耗尽的{yt}。能否早日实现太阳能、风能、生物质能等可再生能源对于传统化石能源的有效替代，事关人类社会存亡之大计。当前可再生能源的开发和利用存在许多瓶颈问题，例如，能量转化效率有待进一步提高，储存、配送等环节有待技术革新，经济成本需进一步降低，等等。国家急需新能源领域的高层次的科研、管理和工程设计人才。 资源高效与清洁利用。煤炭是我国最为重要的能源和矿产资源，能否用好煤、如何用好煤，是我国的可持续发展面临的关键问题。“三废”资源的有效利用，也是我国发展循环经济、实现节能减排的重点环节。本专业针对上述重点问题，进行资源与清洁利用方向的教学和人才培养工作，以满足国家节能减排、建设循环型社会的需求。

水资源与水环境。能源和矿产资源一旦枯竭，人类也许要回归“石器时代”，但水资源一旦枯竭，人类文明则将消失于茫茫宇宙。如果我们不能合理的利用水资源、有效保护水环境，“水比油贵”将不再是一个遥远的神话。水资源、水环境和水生态的保护已被提升到国家战略的层次，“十一五”期间国家启动的“水专项”就是一个很好的注解。国家对于水资源和水环境方向的人才同样存在巨大的需求。

扬帆启航:北京大学能源与资源工程专业拥有一批具备国际先进水平的优秀学者，正在进行大量前沿性的科学研究和工程实践工作。这些科研和实践工作为本科教学提供了强有力的支持，确保学生能够掌握{zx1}、最前沿的知识，并获得宝贵的实践机会。目前，北京大学能源与资源工程专业拥有全职教师18人，其中国家“千人计划”特聘教授2名，“长江学者”获得者1人，“国家杰出青年”获得者2人。本专业教员90%以上具有海外学习和工作的经历，能提供与国际接轨的本科课程。本专业教员正承担国家973计划、国家863计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等几十项重大科研任务。

生物医学工程

现代医学发展的动力 亲爱的中学生朋友，相信你一定看过科幻电影《阿凡达》。在片中的未来世界，为了操纵可以在潘多拉星球上活动的人造混合物种——阿凡达，来自地球的科学家们使用了一种通过外部机械接入神经从而让人类意识进驻阿凡达身体的技术。实际上，这种幻想中的神奇技术就是正在兴起的脑机接口技术，也是生物医学工程领域中一个正在发展的重要分支。神奇的生物医学工程 生物医学工程是生命科学、医学与现代工程科学的有机结合，是一个大跨度、多学科、深交叉的学科领域。除生物技术和医学外，生物医学工程还综合了物理、化学、电子技术和机械工程等，它的研究方式是将多种学科中的技术有机地综合在一起，用于xxx类文明发展过程中不断产生的复杂的现代医学问题。

半个多世纪以来，生物医学工程已经深入到人类健康与医学的各个领域，深刻地改变了医学本身，并且预示着未来医学变革的方向。生物医学工程产生了多种影像技术，包括MRI、CT、超声成像、光学成像等，它们不仅做可以进行人体组织结构研究，也可以用于功能成像，为疾病早期诊断提供了强有力的工具。分子生物学和微电子技术相结合，生产出多种多样功能的生物芯片，并创造出具有时代特征的新型诊疗技术，在基因普查、基因诊断、基因xx中得到广泛应用。生物材料、组织工程等的快速发展产生了多种人造器官，例如人造心脏和人造骨骼。另一方面，通过组织工程手段用于胚胎干细胞的研究，也将用于生产人的多种替代器官。此外基因技术、纳米技术和化学xx工程的发展为人类提供了众多的新xx，为多种疾病提供了有效的xx手段。

不仅如此，现代医疗技术和现代通信技术以及计算机技术的结合，诞生了远程医疗技术和医疗诊疗仪器的智能化。从这个意义上看，没有生物医学工程就没有今天的现代医学。 未来医学模式将由xx型向预防保健为主的模式转变，特别是随着个人健康意识增强，性能良好的便携式个人保健及健身的设备、健康自我检测医疗设备将成为家庭中新的“家电”。组织工程和生物材料科学的发展，将使得人类的大部分器官可以被替换。基因工程和靶向xx的发展将为多种遗传和顽固疾病提供强有力的xx手段。大量的为医学创造出来的新技术、新方法、新材料、新仪器设备将推动医学向更高层次更快地发展，显著地提高了医学水平。

北大生物医学工程系——培养未来领军人才的摇篮

北京大学工学院生物医学工程系成立于2005年，是新的工学院的重要组成部分。几年来，我系在研究和教学方面取得了重要的进展。科研上先后承担了xxxx基础研究发展计划(973)、国家高技术研究发展计划(863)、国家自然科学基金、国际合作项目等一大批科研项目，科研总量逐年增长，并通过多样的校内外合作实现产学研结合。我系已拥有一支朝气蓬勃的优秀中青年师资队伍，其中教授5人，副教授4人，特聘研究员5人，全部具有海外留学经历。他们活跃在科研与教学{dy}线，开展国际前沿领域的科研工作。我们的主要研究方向包括生物材料和组织工程、生物力学、生物医学信息学、医学装置、生物医学成像、神经医学工程和健康医学工程。 我系与美国佐治亚理工大学、约翰霍普金斯xxxx省理工学院、哈佛大学等国际xx院校建立了良好的教学和科研合作关系。其中，我系与美国佐治亚理工大学、埃默里大学在Coulter种子基金的支持下进行了生物医学工程领域内不同研究方向的合作，并建立了全国{sg}由国务院学位办正式审批通过的联合博士学位项目，目前已招收两届来自中美两地共30名博士生。

为了满足新世纪现代医学和医疗设备产业发展对生物医学工程人才的更高需求，培养未来生物医学工程领域的领军人才，同时也为了更好地发挥北京大学研究型、综合性大学的优势，北京大学生物医学工程系自2010年起正式招收本科生，并启动了本科生教学培养的一系列工作。本专业注重“强化基础、重视素质、追求创新”，致力于培养具有扎实的理论基础和专业知识、良好的综合能力和创新意识的生物医学工程领域的高素质、xx性的复合型人才。毕业生受到自然科学、工程科学与生物、医学领域的跨学科训练，具备全面的文化素质、合理的知识结构、良好的国际化视野和较强的国际竞争力，能够运用理论分析、实验研究和工程设计等手段解决生物医学工程领域的相关问题。毕业生能继续攻读生物医学工程及相关交叉学科的研究生学位，也可直接进入生物医学工程相关的工程技术、产业或管理部门从事应用研究、技术开发或管理工作。

先进材料与纳米技术

材料是对人类社会、经济和科学活动影响面大、带动作用强的基础领域。人类所使用的材料随时代不同而不同，所以材料也被称为人类文明的尺度。新材料、信息技术和生命科学被认为是现代文明的三大支柱。 《Materials Today》杂志2007年底评选出材料科学领域在过去50年间的xx进展。其中一些科研发现改变了该领域的研究方向，另外一些则为材料科学领域提供了新的机会和研究方向，依次为《国际半导体技术蓝图》、扫描式探针显微镜、巨磁电阻效应、半导体激光器和发光二极管、美国国家纳米技术计划、碳纤维强化塑料、锂离子电池材料、碳纳米管、软刻蚀、超材料。

先进材料一是指新出现的或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；二是指在传统材料基础上通过新技术（工艺、装备）处理所获得的性能明显提高或产生了新功能的材料。一般认为能够满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。同传统材料一样，先进材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套。当前先进材料的热点主要包括纳米材料、新能源材料、生物医用材料、复合材料、高性能结构材料等。 据保守估算，世界上各种新材料市场规模每年已逾4000多亿元，由新材料研究生产的新技术和由新技术制成的新产品则有更大市场。美国、日本、欧盟是世界新材料生产的主要国家和地区, 在加强对量大面广的传统材料改造的同时, 高度重视新材料产业发展。各国政府、部门相继制定了推动新材料产业和科技发展的相关计划, 如美国的“ 国家纳米计划” 、“ 光电子计划” 、“ 太阳能电池光伏发电计划” 、“ 下一代照明光源计划” 、“ 先进汽车材料计划”等，日本的“ 纳米材料计划” 、“ 世纪之光计划” ，德国的“ 世纪新材料计划”，欧盟的“ 纳米计划” 等。

北京大学在材料科学方面的研究涉及工学院、化学学院、物理学院、信息科学学院、环境学院、地空学院和药学院等，为了满足社会对先进材料科学和技术人才的需求，实现我国在先进材料和纳米技术等前沿领域的突破，培养高层次的创新人才，北京大学于2006年在工学院成立了先进材料与纳米技术系，设立了材料科学与工程本科专业以及先进材料与力学的博士专业， 为国家培养具有坚实理科背景和工程技术能力的创新性人才。微小尺度的纳米材料 纳米材料是指由尺寸小于100nm( 0.1~100nm) 的超细颗粒构成的具有小尺寸效应的零维、一维、二维、三维材料的总称。由于纳米材料表现出特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能, 纳米技术迅速渗透到材料的各个领域，成为当前世界科学研究的热点。

低炭需求下的新能源材料 新能源和再生清洁能源技术是21世纪世界经济发展中{zj1}有决定性影响的五个技术领域之一。新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新能源技术中所要用到的关键材料。关爱人类健康的生物医用材料 生物医用材料是一类用于诊断、xx或替换人体组织、器官或增进其功能的新型高技术材料，是材料科学技术中的一个正在发展的新领域，不仅技术含量和经济价值高，而且与患者生命和健康密切相关。生物医用材料按材料组成和性质分为医用金属材料、医用高分子材料、生物陶瓷材料和生物医学复合材料等。多功能的复合材料 复合材料按用途主要可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。结构材料通常按基体的不同分为聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和水泥基复合材料等。功能材料是指除力学性能以外还提供其它物理、化学、生物等性能的复合材料。包括压电、导电、雷达隐身、永磁、光致变色、吸声、阻燃、生物自吸收等种类繁多的复合材料，具有广阔的发展前途。