編者按 工程師是做什么的？成為一名卓越的工程師，應具備哪些素質？歷史上的天才工程師為我們留下了哪些精神遺產(chǎn)？近日，國家卓越工程師和國家卓越工程師團隊名單發(fā)布。本報選取相關圖書，帶領讀者進一步了解工程師這一職業(yè)。
工程師為何不是科學家
□ 科普時報記者 張英賢
提起工程師這一職業(yè)，大家會想到科學家或者是軟件工程師。在《像工程師那樣思考》一書中，作者邁克爾·戴維斯解釋，其實，科學家和軟件工程師并非工程師。那么，工程師是做什么的？
在邁克爾·戴維斯看來，工程師的工作是將遇到的問題進行數(shù)學解析建構，利用自然科學知識提出解決方案，再將每個解決方案整理成一份設計、一套有用的說明或者指令。因此，工程本是一種技術的管理。
《像工程師那樣思考》一書介紹了工程師群體誕生和發(fā)展的歷史。美國最早的工程師，或者說第一批被冠以工程師頭銜的人是獨立戰(zhàn)爭時期的軍官。美國第一所工程學校是一所軍事院校，即西點軍校。后來，這些工程師很快就被征召參與民用工程，如修路、架橋、開鑿運河、開礦及其監(jiān)管。
在19世紀40年代，工程師更強調實踐，尤其是那些學徒出身的工程師。19世紀90年代，工程師們試圖將自己與“純機械工人”進行區(qū)分——工程師是生產(chǎn)大軍的長官，具備一些手工藝者所沒有的知識，那些具有專門技能的人只是負責執(zhí)行指令而已。
不過，在20世紀尤其是第二次世界大戰(zhàn)后，美國工程教育更多傾向于科學這一端。工程專業(yè)領域的教學大綱從本科課程中消失，只剩下土木、電氣等專業(yè)，甚至這些領域的課程也越來越傾向于強調一般的原理計算和實驗室操作。只是到了最近，工程學校作了很多改革，才又開始傾向于實踐。但這并不意味著，要回到最初的工廠，而是表明工程學校開始用新的思路去考量工程學，比如從根本上關心設計。
在書的最后，邁克爾·戴維斯說道，化學家或者物理學家在證明了相關工作技能之后，可能被認為是工程師，但實際上仍然被排除在工程師之外。工程或者技術對科學非常重要，然而，工程師在科學中的重要性還應給予足夠的討論。
《像工程師那樣思考》，［美］邁克爾·戴維斯著，叢杭青 沈琪等校譯，浙江大學出版社出版。
中國如何培養(yǎng)卓越工程師
□ 科普時報記者 張英賢
目前，我國幾乎同時擁有世界最大的工程項目和最多的工程量。近幾十年，我國在交通工程、橋梁工程、水利工程等領域都不斷創(chuàng)造出“世界之最”。最典型的是三峽工程，它的許多指標都突破了我國甚至世界水利工程的紀錄。
《大工程時代的卓越工程師培養(yǎng)》對工程哲學視角下卓越工程師大工程素質培養(yǎng)問題進行了較為系統(tǒng)的深化研究和拓展研究。本書對卓越工程師提出了5項大工程素質，分別為綜合交叉的工程知識、強烈執(zhí)著的工程意識、系統(tǒng)整體的工程思維、多維立體的工程能力、健全和諧的工程精神。
如果用國產(chǎn)C919大飛機模型表述這5項要素對工程素質的重要性，其中工程思維是工程素質的靈魂，相當于駕駛艙，起導航作用；工程知識是基礎，相當于機身，起軀干作用；工程精神是動力，相當于發(fā)動機，起動力驅動作用；工程能力是關鍵，相當于雙翼，起升力支撐作用；工程意識是前提，相當于尾翼，起方向調整作用。
作者在書中多次強調，現(xiàn)代工程特別是大型復雜工程的建設，早已超出了挖土蓋房、鋪路架橋等傳統(tǒng)土木工程技術的范圍，因而需要跨學科、多領域的科學技術的綜合運用，需要材料、電子通信、能源信息等相關技術的支撐。由于工程項目要面臨很多前所未有的技術難題，因而需要各學科各領域的專家的共同努力以及團隊協(xié)作，應用多種高科技技術來解決多專業(yè)的集成技術問題。
《大工程時代的卓越工程師培養(yǎng)》一書還強調了自主創(chuàng)新意識。世界上幾乎沒有一模一樣的工程，任何一個工程都不能完全照搬和復制其他工程，因而工程需要自主創(chuàng)新。中國古代曾創(chuàng)造出許多輝煌的工程，留下了鄭國渠、都江堰、趙州橋、京杭大運河、萬里長城等不朽的工程創(chuàng)造物。要成為卓越工程師，工程師們還須解放思想，打破重建造、輕創(chuàng)造的傳統(tǒng)觀念，增強自主創(chuàng)新意識，走出一條具有中國特色的工程自主創(chuàng)新道路。
《大工程時代的卓越工程師培養(yǎng)》，王章豹著，上海科技教育出版社出版。
歷史上的天才工程師
□ 科普時報記者 張英賢
提起文藝復興，人們往往可以列舉出許多該時期的藝術家和藝術作品，卻很少有人能系統(tǒng)地講述這一時期的工程師們以及他們的偉大工程成就。
威廉·巴克萊·帕森斯所著的《文藝復興時期的工程師和工程》記錄了達·芬奇、布魯內萊斯基、豐塔納、巴蒂斯塔、梅達、達龐特等人在工程領域的非凡成就，并描寫了那個時代兼具藝術家與工程師才能于一身的天才們的生平、個性和精神遺產(chǎn)。
本書還介紹了法國和意大利杰出的橋梁工程和享譽古今的穹頂建筑，如法國米蘭運河工程、巴黎圣母院橋，意大利威尼斯里亞托橋、佛羅倫薩圣母百花大教堂等。
圣母百花大教堂始建于1296年。1420年，布魯內萊斯基主張建造一個沒有任何內部支撐或腳手架的穹頂。為此，他設計了八面穹頂，以便平面圖中的任何部分都能在每個面上顯示為一條直線。之前所有的穹頂都是單殼體的，布魯內萊斯基對穹頂殼體進行了創(chuàng)新，采用了雙層殼體的設計，在主穹頂上建造一個保護性屋頂，以防濕氣到達內部裝飾物。
從17世紀末到18世紀早期，布魯內萊斯的設計受到了相當多的批評。5個世紀以來，穹頂已經(jīng)成功地經(jīng)受住了時間和天氣的蹂躪，雖然不可避免地出現(xiàn)了沉降，甚至遭到地震的破壞，但從不需要任何防御措施。
“當20世紀的工程師在殼體之間攀爬時，就會對布魯內萊斯基的構思的大膽、執(zhí)行的技巧和材料選擇的謹慎印象深刻……他會驚嘆于五百年前在沒有現(xiàn)有機械輔助設備的情況下建造這樣一座建筑的人的勇氣。”打開《文藝復興時期的工程師和工程》一書，我們會感嘆這些天才工程師的非凡創(chuàng)造力。
《文藝復興時期的工程 師和工程》，［美］威廉·巴克 萊·帕森斯著，吳姜瑋譯，郭相寧 姚大志審校，上海科學技術出版社2024 年1 月出版。
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