时间：2024-07-19 来源：网络搜集 关于我们 0
在书中走近工程师
工程师是做什么的？成为一名卓越的工程师，应具备哪些素质？历史上的天才工程师为我们留下了哪些精神遗产？
前不久，“国家卓越工程师”和“国家卓越工程师团队”表彰名单发布。我们选取了几本与工程相关的图书，带领读者进一步了解工程师这一职业。
工程师为何不是科学家
《像工程师那样思考》
［美］迈克尔·戴维斯著，丛杭青 沈琪等校译，浙江大学出版社出版。
提起工程师这一职业，大家会想到科学家或者是软件工程师。在《像工程师那样思考》一书中，作者迈克尔·戴维斯解释，其实，科学家和软件工程师并非工程师。那么，工程师是做什么的？
在迈克尔·戴维斯看来，工程师的工作是将遇到的问题进行数学解析建构，利用自然科学知识提出解决方案，再将每个解决方案整理成一份设计、一套有用的说明或者指令。因此，工程本是一种技术的管理。
《像工程师那样思考》一书介绍了工程师群体诞生和发展的历史。美国最早的工程师，或者说第一批被冠以工程师头衔的人是独立战争时期的军官。美国第一所工程学校是一所军事院校，即西点军校。后来，这些工程师很快就被征召参与民用工程，如修路、架桥、开凿运河、开矿及其监管。
在19世纪40年代，工程师更强调实践，尤其是那些学徒出身的工程师。19世纪90年代，工程师们试图将自己与“纯机械工人”进行区分——工程师是生产大军的长官，具备一些手工艺者所没有的知识，那些具有专门技能的人只是负责执行指令而已。
不过，在20世纪尤其是第二次世界大战后，美国工程教育更多倾向于科学这一端。工程专业领域的教学大纲从本科课程中消失，只剩下土木、电气等专业，甚至这些领域的课程也越来越倾向于强调一般的原理计算和实验室操作。只是到了最近，工程学校作了很多改革，才又开始倾向于实践。但这并不意味着，要回到最初的工厂，而是表明工程学校开始用新的思路去考量工程学，比如从根本上关心设计。
在书的最后，迈克尔·戴维斯说道，化学家或者物理学家在证明了相关工作技能之后，可能被认为是工程师，但实际上仍然被排除在工程师之外。工程或者技术对科学非常重要，然而，工程师在科学中的重要性还应给予足够的讨论。
中国如何培养卓越工程师
《大工程时代的卓越工程师培养》
王章豹著，上海科技教育出版社出版。
目前，我国几乎同时拥有世界最大的工程项目和最多的工程量。近几十年，我国在交通工程、桥梁工程、水利工程等领域都不断创造出“世界之最”。最典型的是三峡工程，它的许多指标都突破了我国甚至世界水利工程的纪录。
《大工程时代的卓越工程师培养》对工程哲学视角下卓越工程师大工程素质培养问题进行了较为系统的深化研究和拓展研究。本书对卓越工程师提出了5项大工程素质，分别为综合交叉的工程知识、强烈执着的工程意识、系统整体的工程思维、多维立体的工程能力、健全和谐的工程精神。
如果用国产C919大飞机模型表述这5项要素对工程素质的重要性，其中工程思维是工程素质的灵魂，相当于驾驶舱，起导航作用；工程知识是基础，相当于机身，起躯干作用；工程精神是动力，相当于发动机，起动力驱动作用；工程能力是关键，相当于双翼，起升力支撑作用；工程意识是前提，相当于尾翼，起方向调整作用。
作者在书中多次强调，现代工程特别是大型复杂工程的建设，早已超出了挖土盖房、铺路架桥等传统土木工程技术的范围，因而需要跨学科、多领域的科学技术的综合运用，需要材料、电子通信、能源信息等相关技术的支撑。由于工程项目要面临很多前所未有的技术难题，因而需要各学科各领域的专家的共同努力以及团队协作，应用多种高科技技术来解决多专业的集成技术问题。
《大工程时代的卓越工程师培养》一书还强调了自主创新意识。世界上几乎没有一模一样的工程，任何一个工程都不能完全照搬和复制其他工程，因而工程需要自主创新。中国古代曾创造出许多辉煌的工程，留下了郑国渠、都江堰、赵州桥、京杭大运河、万里长城等不朽的工程创造物。要成为卓越工程师，工程师们还须解放思想，打破重建造、轻创造的传统观念，增强自主创新意识，走出一条具有中国特色的工程自主创新道路。
历史上的天才工程师
《文艺复兴时期的工程师和工程》
［美］威廉·巴克莱·帕森斯著，吴姜玮译，郭相宁 姚大志审校，上海科学技术出版社2024年1月出版。
提起文艺复兴，人们往往可以列举出许多该时期的艺术家和艺术作品，却很少有人能系统地讲述这一时期的工程师们以及他们的伟大工程成就。
威廉·巴克莱·帕森斯所著的《文艺复兴时期的工程师和工程》记录了达·芬奇、布鲁内莱斯基、丰塔纳、巴蒂斯塔、梅达、达庞特等人在工程领域的非凡成就，并描写了那个时代兼具艺术家与工程师才能于一身的天才们的生平、个性和精神遗产。
本书还介绍了法国和意大利杰出的桥梁工程和享誉古今的穹顶建筑，如法国米兰运河工程、巴黎圣母院桥，意大利威尼斯里亚托桥、佛罗伦萨圣母百花大教堂等。
圣母百花大教堂始建于1296年。1420年，布鲁内莱斯基主张建造一个没有任何内部支撑或脚手架的穹顶。为此，他设计了八面穹顶，以便平面图中的任何部分都能在每个面上显示为一条直线。之前所有的穹顶都是单壳体的，布鲁内莱斯基对穹顶壳体进行了创新，采用了双层壳体的设计，在主穹顶上建造一个保护性屋顶，以防湿气到达内部装饰物。
从17世纪末到18世纪早期，布鲁内莱斯的设计受到了相当多的批评。5个世纪以来，穹顶已经成功地经受住了时间和天气的蹂躏，虽然不可避免地出现了沉降，甚至遭到地震的破坏，但从不需要任何防御措施。
“当20世纪的工程师在壳体之间攀爬时，就会对布鲁内莱斯基的构思的大胆、执行的技巧和材料选择的谨慎印象深刻……他会惊叹于五百年前在没有现有机械辅助设备的情况下建造这样一座建筑的人的勇气。”打开《文艺复兴时期的工程师和工程》一书，我们会感叹这些天才工程师的非凡创造力。
<!--article_adlist[延伸阅读
]article_adlist--> <!--article_adlist[工程学的前沿永无止境
]article_adlist--> <!--article_adlist[“它负有微妙而艰难的使命，要把科学抽象转化为世俗生活中的实践语言；这也许是世界上要求最为全面的任务。因为它需要理解两个不同的领域——不仅有科学赖以安身立命的纯理论，还有人类社会中所有复杂事物的目标、动力和渴望。”
这是一位名叫弗雷德里克·克拉克的土木工程师，对广义的工程学所做的形象描述。在克拉克看来，承担这“使命”的工程师，“必须同时是一位哲学家、人文主义者和精明务实、身手不凡的匠人。”言语间，亦概略显出了工程学和纯科学的一大分异。
确实，如我们所见，在人类文明和社会进步的长河中，科学的发展和技术的进步往往是相伴而行的。不过，基于基础研究的突破所产生的技术发明，对人类社会的发展和进步的影响和变革有时更为直接且更为广泛。譬如蒸汽机的发明和应用，就是一个范例。它带动着纺织机、鼓风机、抽水机、磨粉机，促成了纺织、印染、冶金、采矿业的迅猛发展，导致了机器制造业、钢铁工业、运输工业的蓬勃兴起；同时，它也在科学上促进了热力学理论的建立。
说来这又关涉到工程师与科学家两者的关系。美国电气工程师、发明家万尼瓦尔·布什以在1945年向美国总统递交报告《科学——无尽的前沿》（“布什报告”）、提出建立美国国家科学基金会的愿景而著名，他也是原子弹研制计划“曼哈顿工程”的重要推动者。他在另外一篇文章中写道：“在工程师与科学家的所有关系中，工程技术与其说是科学的产儿不如说是科学的伴侣……虽然每个人都知道工程学是用于将科学转化为技术的，但不是每个人都知道工程学也在做着正好相反的事情，即将技术转化为新的科学和数学。”
兴许是向“布什报告”致敬，60年过后，美籍华裔物理学家欧阳莹之推出了一部广有影响的专著《工程学——无尽的前沿》。
]article_adlist--> <!--article_adlist[ 
书中对工程师与科学家的职业特点和两者关系做了精彩阐释。她说，自然科学家发现前所未知的东西，工程师创造前所未有的东西。当今，工程师在研究领域中是自然科学家的同事，在开发领域中则是先导者。他们都是大胆地走在前人从未走过的道路上，但是又具有各自的原创性途径。工程师们发展出来的工程科学，也已拥有能够与科学相媲美的连贯自洽的知识体系。
在欧阳莹之看来，工程科学的优势之一就是它的综合能力，凭借这个优势，它们能够从各种不同的学科中综合出基本原理来，并把这些基本原理应用到广泛的实际问题中去。在运用科学的原理与方法研发出新的工艺、流程、产品、装备和系统的过程中不仅需要已有知识的积累，更需要有巧妙的构思和大胆的突破，这些构成了科技创新中不可或缺的重要部分。
美国研究现代工程历史的学者小戴维·P.比林顿，对工程和科学这两种活动之间的关系也进行了区分。他说，两者往往被公众视为一个整体——科学。公众通常认为科学是新见解的源泉，而工程作为其应用，这种描述具有误导性。从广义上讲，科学家和工程师各有一项核心竞争力；对于科学家来说，是发现关于自然以及自然存在的事物的新事实；对于工程师来说，是对自然不存在的事物的设计。
科学家和工程师都具有创造性：科学家挑战我们对自然的理解；而工程师挑战我们对设计能力的理解。使用“科学”一词来指代这两种活动，实际上模糊了设计新事物所需的独立思考能力。
只要可持续发展仍然是一个有价值的目标，工程学的前沿就永无止境。
]article_adlist--> <!--article_adlist[来源：科普时报
作者：张英贤 尹传红
编辑：吴桐
审核：王飞
终审：尹传红
]article_adlist--> <!--article_adlist[ 据说点“在看”的都会更好看 
