极端机制力学学科作为力学学科的新机遇，有望在国家2024年中长期科技发展规划的基础科学发展战略中占有一席之地，使力学在科技发展的新阶段能够更全面地通过自身发展， 更好地服务国家战略需求，促进其他学科发展。不出所料，极端力学研究有望在未来的以下方向取得领先成果
1. 极端工况下的材料和结构力学
材料和结构在非常规温度、天气和重力场、强动载荷、强腐蚀、超高压、超电磁场和辐照场等极端服役条件下的力学响应与常规工况有显著差异，表现出非平衡、非稳态、多场、多介质、多尺度强耦合的特点，涉及力学、物理、化学、 地质、材料、环境等学科和重大领域涉及核电、船舶船舶、航空航天、国防与安全等。亟需开发新的实验技术、理论模型和模拟方法，以揭示极端服役条件下材料和结构力学响应的新现象、新效应和新规律。
2. 极端材料本构性质及其综合结构和功能的设计与表征。
具有超硬度、超韧性、超延展性、超灵敏度、超物理效应等新材料（包括细胞、组织、器官）和结构功能的一体化设计与表征，涉及材料结构基因、机器学习、增材制造等新兴方向，以及医疗健康、新能源、传感器器件等前沿领域。 亟需发展远离平衡和力学-生物-化学-热多过程耦合的材料、结构和功能的一体化设计与表征方法，以及基于人工智能的多场、多尺度本构与强度理论、强度与寿命方法。
3. 非常规时空尺度上材料和结构的力学性能和输运。
材料和结构在非常规空间尺度（超大空间结构、微纳结构等）和非常规时间尺度（超高速、超高周期疲劳等）的运动、变形和破坏过程以及物质的复杂输运涉及多尺度、多态强非线性等共性科学问题，亟需在非常规时空尺度上发展物质第一性原理理论， 气-液-固相互作用动力学、湍流与粒子相互作用理论、材料与结构在时空尺度上的变形与破坏机理、非常规时空尺度原位测量技术、超大型结构动力学模型等。
4.极端力学的基本理论和计算与优化方法。
极端力学问题具有跨尺度、多场耦合、多介质、多重非线性、强不连续性、非光滑性、非平衡性等特点，需要超越传统物理、化学、材料与力学等学科的理论体系，建立新的理论和计算方法，蕴含重大的理论突破和原创性创新机遇。 亟需发展多场多媒体强耦合多强非线性计算方法和独立软件、多功能多层次材料结构集成设计与优化方法，这些方法与平衡介质力学理论和跨时空尺度问题相去甚远。
5. 极端条件下多物理场耦合的流动机理与控制。
高马赫数、高雷诺数等极端条件会导致高温气体效应、气体表面材料化学反应、高瞬态不定常等复杂的理化过程，强烈影响转变、湍流、燃烧、气动热和气动噪声的产生机理和演化机理。 亟需发展非定常非平衡化学反应流、稀薄气体流的理论与计算方法、气动布局与流动控制综合优化设计技术、跨尺度多场流固耦合分析方法、超音速燃烧理论与推进技术等。
本文摘自《中国学科发展战略：极端力学》（中国科学院主编）。 北京： 科学出版社， 20241）《力学第一章》一书，书名由编者添加。
中国学科发展战略）。
isbn 978-7-03-076495-9
责任编辑：朱萍平、孔晓辉。
极端力学起源于力学研究与科技进步的相互促进，是一门研究物质在极端服役条件下的极端性能和响应规律的科学。 本书系统介绍了极端服役环境下的材料与结构力学、极端自然环境力学、极端性能材料、极端时空尺度力学、极端流动与输运、极端条件下的实验与试验、极端力学的基本理论、方法和数值模拟等前沿内容，总结了力学的发展现状和主要挑战。
本书不仅能帮助科技工作者了解极端力学的理论基础、核心技术和最新研究进展，而且为科技管理部门决策提供重要参考，也是大众了解力学发展新前沿、新热点的重要读物。
本文编辑：刘思丹）。
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