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1 引 言 大約一個多月前,受一位老學(xué)長之邀參加了一個討論會,內(nèi)容是關(guān)于工程知識論中的橋梁工程部分。這是我第一次接觸到工程知識論這個詞,之前對此毫無概念,所以對知識論的部分完全是外行,說不出什么東西來,只能就橋梁知識體系的構(gòu)成和特點發(fā)表點兒意見,好歹這跟我從事的教育教學(xué)工作有些關(guān)聯(lián)。這次會議對我來說是個學(xué)習(xí)的機會,老學(xué)長及其領(lǐng)導(dǎo)的編寫組高屋建瓴,對橋梁工程知識的體系、特點、作用以及與社會及自然的相互關(guān)系等都有精辟的論證,從而讓我學(xué)到了很多以前不熟悉的知識和概念。由于本人至今對知識論的概念仍然了解不多,因此本文不想對此進行敘述和討論,而是想對由此而聯(lián)想到的一些問題進行討論(完全是探討式的,不一定正確),對有些捉摸不透的問題,也想聽聽各位讀者對此的看法。 2 科學(xué)、技術(shù)、工程 三者的關(guān)系 對于科學(xué)和技術(shù),通常的解釋是:“科學(xué)解決理論問題,技術(shù)解決實際問題??茖W(xué)要解決的問題,是發(fā)現(xiàn)自然界中確鑿的事實與現(xiàn)象之間的關(guān)系,并建立理論把事實與現(xiàn)象聯(lián)系起來;技術(shù)的任務(wù)則是把科學(xué)的成果應(yīng)用到實際問題中去”。而關(guān)于工程,一般認(rèn)為“工程是科學(xué)和數(shù)學(xué)的某種應(yīng)用,通過這一應(yīng)用,使自然界的物質(zhì)和能源的特性能夠通過各種結(jié)構(gòu)、機器、產(chǎn)品、系統(tǒng)和過程,以最短的時間和最少的人力、物力做出高效、可靠且對人類有用的東西”。(以上兩條均引自百度百科)。 關(guān)于科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系,相對比較清晰。但把工程再放進來,三者之間(主要是工程與另外二者)的關(guān)系似乎就不那么清晰了。以下是幾種可能的不同觀點,讀者自己判斷哪一種更為合適。 第一種觀點:三元論,認(rèn)為科學(xué)、技術(shù)、工程三者為同層次且相互滲透和交叉的關(guān)系,用圖形表示則如圖1所示。 圖1 科學(xué)-技術(shù)-工程之間關(guān)系的第一種觀點 第二種觀點:二元論,認(rèn)為科學(xué)與技術(shù)屬于同一層次,工程是建立在科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)之上、綜合利用科學(xué)與技術(shù)來進行生產(chǎn)活動的領(lǐng)域(圖2),工程本身并不產(chǎn)生科學(xué)與技術(shù),只是利用科學(xué)與技術(shù),凡工程中涉及到的技術(shù),都應(yīng)歸屬于技術(shù)范疇,而非工程范疇。 圖2 科學(xué)-技術(shù)-工程之間關(guān)系的第二種觀點 第三種觀點:也是二元論,但認(rèn)為科學(xué)與工程屬于同一層次,技術(shù)是在科學(xué)與工程基礎(chǔ)之上衍生的(圖3),科學(xué)與工程才是基本的。 圖3 科學(xué)-技術(shù)-工程之間關(guān)系的第三種觀點 在上面的敘述中可以看出,盡管對于三者的關(guān)系存在不同的觀點,但有一點可以肯定,即工程不等于科學(xué),或者通俗地說,工程不是科學(xué)。著名的美籍華人工程專家鄧文中先生認(rèn)為,工程不是科學(xué),工程是藝術(shù);科學(xué)講究發(fā)現(xiàn),工程講究創(chuàng)作。鄧先生的觀點是對工程及其特性的高度概括。藝術(shù)這個詞,有兩種涵義,一是指與美學(xué)相關(guān)的藝術(shù),如美術(shù)、音樂、建筑等,二是指技巧和能力。鄧先生所說的“藝術(shù)”顯然是指技巧和能力,表示工程是利用科學(xué)、技術(shù)、人文和經(jīng)驗等的一門綜合“藝術(shù)”。 另外說明一點,在上述關(guān)于工程的解釋中,“科學(xué)與數(shù)學(xué)”的提法顯然是認(rèn)為數(shù)學(xué)是獨立于科學(xué)之外的一個類別。對于數(shù)學(xué)到底屬于科學(xué)范疇還是獨立的,目前尚有爭議。社會上多數(shù)人認(rèn)為數(shù)學(xué)屬于科學(xué)范疇,但有些研究這類問題的專家卻認(rèn)為數(shù)學(xué)是獨立于科學(xué)之外的。當(dāng)然這不是本文要討論的問題,此處只是說明一下。 3 橋梁工程知識體系 交通部原總工程師鳳懋潤先生認(rèn)為:“工程知識是自然科學(xué)知識、應(yīng)用技術(shù)知識與人文社會科學(xué)知識以及造物實踐經(jīng)驗的有機結(jié)合(綜合集成)”。依據(jù)這個定義,可將橋梁工程知識體系分為三個組成部分:橋梁工程的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和人文社會知識。這與我校土木工程課程體系的構(gòu)成基本一致,我對此深以為然。按照上述的劃分原則,可將橋梁工程知識的三個組成部分描述如下(圖4): 橋梁工程的基礎(chǔ)知識以力學(xué)為主線,主要包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、力學(xué)、圖學(xué)、計算方法等等。從知識層次角度來說,力學(xué)是建立在最底層的數(shù)學(xué)和物理學(xué)之上、專業(yè)知識之下的一個知識層,連接著基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。 橋梁工程的專業(yè)知識以結(jié)構(gòu)設(shè)計為主線,主要包括設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)形式與構(gòu)造、材料、地質(zhì)、測量、結(jié)構(gòu)分析、施工、機械、軟件、環(huán)境等等。 橋梁工程的人文社會知識以橋梁的社會功能為主線,主要包括經(jīng)濟、管理、社會、哲學(xué)、歷史、人類、美學(xué)、宗教、民俗、法律、文化、政治等等。 圖4 橋梁工程知識體系 由此可見,橋梁工程知識涵蓋面非常廣泛,是集自然科學(xué)、工程技術(shù)、人文社會科學(xué)和藝術(shù)等于一體的綜合性知識體系,而且從所涉及面的廣度來看,從基礎(chǔ)知識到專業(yè)知識再到人文社會知識是越來越寬廣。 4 橋梁工程教育 在1952年之前,我國的高等教育基本是歐美體系,即大類培養(yǎng)體系。1952-1998年期間,則基本是前蘇聯(lián)體系,按照小專業(yè)培養(yǎng),橋梁是一個獨立的專業(yè),其他諸如隧道、工民建、巖土、道路、鐵道等等,都是獨立的專業(yè)。自1998年起,專業(yè)或?qū)W科劃分又轉(zhuǎn)向了歐美體系,在本科教育階段,按土木工程專業(yè)大類培養(yǎng),橋梁工程只是土木工程專業(yè)中的一個方向;在研究生教育階段,橋梁工程是“橋梁及隧道工程”二級學(xué)科中的一個方向,但幾乎所有學(xué)校都是把橋梁與隧道分開來各自獨立培養(yǎng)研究生。這種作法與歐美的培養(yǎng)體制相似,之所以說相似而不是一致,是因為歐美的專業(yè)或?qū)W科設(shè)置中,并沒有橋梁專業(yè)或者學(xué)科,無論在本科還是研究生階段,橋梁都只是結(jié)構(gòu)工程學(xué)科的一個組成部分。 近年來,關(guān)于工程教育到底是按大類培養(yǎng)好還是按小專業(yè)培養(yǎng)好的爭議一直沒有結(jié)果,一種意見說,歐美體系是幾百年實踐證明了的先進體系,應(yīng)該作為主要參考體系。一種意見說,要考慮我國目前的經(jīng)濟體制和用人體制,小專業(yè)培養(yǎng)更容易滿足用人單位的需求。對此問題的具體內(nèi)容大家都很熟悉,此處不再贅述。這里提出此問題,也是想請讀者思考一下,到底怎么做更為合理。 作者簡介:李喬,西南交通大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,茅以升橋梁研究所所長,在中國公路學(xué)會橋梁分會等學(xué)術(shù)組織任常務(wù)理事或理事,在土木工程學(xué)報等重要學(xué)術(shù)期刊任編委會委員。研究興趣為橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)行為、大跨斜拉橋結(jié)構(gòu)理論及施工控制方法、橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件研發(fā)等。開發(fā)的軟件有橋梁結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)BSAS、橋梁非線性分析系統(tǒng)NLABS、曲線橋分析系統(tǒng)ASCB等。 |
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