人人都该懂的工程学(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：（英） 娜塔莎·麦卡锡（Natasha McCarthy）

出版社：浙江人民出版社

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人人都该懂的工程学试读：

学？（单选题）A．剑桥大学B．巴黎综合理工大学C．牛津大学D．米兰理工大学4．下面哪些学科属于工程学的分支学科？（多选题）A．土木工程B．结构工程C．电气工程D．机械工程E．生物医学工程5．下列哪个协会的成立，标志着机械工程成为一门独立的学科？（单选题）A．英国机械工程师协会B．美国机械工程师协会C．英国土木工程师协会D．美国电子与电气工程师协会扫码下载湛庐阅读App，搜索“人人都该懂的工程学”，获取问题答案。前言什么是工程学

什么是工程师？当你想象工程师时，脑海里会出现什么？是那个让困在车站的火车开动的人吗？还是那个修理不能排出污水的洗衣机的人呢？

或许这样的想象更恰当：工程师是设计和监造在车站蓄势待发的复杂机器零件的人，也有可能是设计和管理交通基础设施的人，而车站或铁路段只是其中的一部分。工程师可能是复杂水泵的设计者，可能是洗衣逻辑控制程序的设计者，也可能是设计和制造大型家电的企业管理者。

你甚至可以把工程师想象为电信或软件专家，他们举行的电话会议或虚拟讨论区让火车旅行变得多此一举；或者是化学工程师，通过某种方式彻底消除了洗衣服这种琐事。实际上，工程师仍在努力实现后者，但目前还只是一种希望。

工程学涵盖了一系列涉及范围极其广泛的活动。工程师负责汽车、电脑、电话和真空吸尘器等日常用品的设计、生产和维护，也负责航天飞机和肾透析机等非日常用品的设计和生产。他们还负责直观上根本不是物品的事物：公路和铁路系统、输送水电的管道和电线网络、支持移动电话的蜂窝网络，以及每天处理数百万笔金融交易的IT系统。从设计某种设备的最小部件到管理整个设计项目，再到监督施工现场和生产线，工程师的工作涉及诸多层面。虽然并不是所有被称为工程师的人都被这个行业认可为工程师，但“工程师”作为一个标签，其广泛性和多元性可能超越了“科学家”。

美发店的工程学随时观察你周围的环境，想想你周围有多少物品是工程产

物，你就能很容易地感受到，工程学无处不在。例如，我去的理

发店。理发店可能是人们能想到的与工程领域最不相关的地方了（除非某些理发师喜欢自称为“发型工程师”），但如今的理发店

完全依赖于工程产品。从最基本的方面来说，当代理发店需要供

电，这不能没有电气工程；需要供水，这不能没有土木工程；需

要锅炉来加热水，这是由电气或燃气工程师设计的。吹风机是电

气工程的产物，它配备了电动风扇和加热元件。当代理发师使用

陶瓷涂层的造型工具，这种质地光滑的涂层是材料工程的产物，

它能快速传导热量。目前人们支付许多服务费用时需要利用芯片

和密码技术，支付理发费用也一样，读卡器读取信用卡里的芯片，

判断输入的密码是否正确，然后将交易信息无线传输给银行，这

是由现代通信工程和加密技术创造的奇迹。当然，理发店早在现

代工程学诞生之前就已经存在了，但是如今的理发店完全离不开

工程学的成就。

由于其广泛性，写一本工程学方面的书籍似乎是不太可能的。尤其是对于在工程学某一领域内工作（如废水处理领域），且对这一领域所有的细节和复杂性已了如指掌的工程师而言，用一本简短的书介绍工程学的“全部”可能是不可思议的。或许正因为我并不是专注于某一特定领域或某一项目的工程师，所以我不会摒弃这种整体思想！

本书从工程学以外的视角出发，从广义上看工程学，这或许只是泛泛而论，但其目的是捕捉工程实践对世界产生的巨大、广泛且包罗万象的影响。我希望以这种方式，来传达一个虽尚未涉足工程学的实质，但却与这一领域的从业者进行过合作的人对工程学的敬畏之心。

我的意图是，让非工程学领域的从业者从这本初学者指南中了解工程学在塑造生活方式、文化、社会、知识中所发挥的作用，让大家知道，工程学或许与科学和艺术一样，发挥着巨大的作用。我希望工程师阅读本书之后会对工程学的全貌有全新的、启发性的理解，并带着这种理解处理日常生活中的细节和局部问题。工程师十分关心自己的职业，我希望这本书能够传达出工程师对自己所从事的工作抱有的信念。

本书还有一个目的，那就是体现工程师和工程学在提高人们生活品质方面所起的至关重要的作用。例如，气候变化影响全球的每一个人，因而迫切需要采取措施以减缓其进程、减轻其影响，开发更清洁的能源生产方式，以更节能的方式进行供热、制冷、旅行、计算等基本活动。尽管世界各地的政治家们达成了减少碳排放的目标，并订立了应对气候变化的协议，但是将这些承诺和良好意愿变为现实方面发挥重要作用的是工程师。

下面的章节将带领大家领略工程产品的许多成就，了解工程学给我们居住的世界留下的印记，以及工程师对现在和未来产生的影响，无论是好是坏。本书不是对工程学的介绍，而是对基础工程实践的描述。相反，本书试图概述工程学的特点——如果有的话。本书着眼于工程师面临的各种问题、工程学应对各种挑战的方法，以及工程学在通过不懈努力改善人们生活方式的过程中对人类知识做出的贡献。本书将歌颂常被忽视的工程成就，批判工程实践可能造成的损害，也将指出工程师未来面临的挑战。工程师将在解决世界面临的一些巨大挑战上扮演主要角色。

本书从社会学和哲学的角度出发，就工程师的角色和责任提出了许多问题，同时也回答了许多问题。我希望本书能为非工程师（还有非数学家和非物理学家）所用，向读者展示从工程学中可以学到的东西是多么丰富。

有些活动与其在古代的“前身”有着清晰的联系，数学就是一个例子。无论从古时起数学的发展有多快，用数字或其他抽象手段处理数量和比率的活动，在今天都算作数学。哲学也是如此，任何一个人，无论是像苏格拉底那样在市集上漫步，还是独自坐在浴桶中，只要他一天中的大部分时间都在认真思考生命的意义以及如何生活，就可以算是哲学家了。不管由此产生的哲学是多么幼稚和无趣，它仍然在原始哲学中占有一席之地。

工程学没有如此清晰的联系。显而易见的是，早在直立人开始建造住所时，与工程有着类似目的和用途的活动就已经存在了。我们可以把首次使用燧石进行切割或生火的活动视为早期工程的范例，但是把石器时代的工具制造者算作工程师是否合适呢？我们现在将工程行业和手工艺行业视为两个不同的行业，但这并不是完全准确的，毕竟并非每一个会使用工具的人都可以算作工程师。在家居装饰中，无论电动工具多么精巧，这种活动本身都是不足以纳入工程范畴的。孩子用梨的数量减去苹果的数量，虽然与教授在办公室里进行的验证迥然不同，但我们也称之为数学。然而，我们不会把业余的建筑工作称为工程。

那么，真正的工程是什么时候出现的呢？关于工程的来历有很多种说法，而且所有的争议点都聚焦在工程师的准确定义上。工程学的悠久历史

演绎工程学历史的一种方法是，通过现在人们认为与工程十分类似的活动来追溯工程学。这些活动与工程存在相似之处是出于种种原因。比如说，虽然现代的建筑与埃及金字塔大不相同，如今也没有工程师从事类似建造金字塔的工程项目，但是建造金字塔这样宏伟的建筑不仅需要运用数学来创建物理结构，还需要复杂且大规模的人力和资源，而这两点正是现代工程的特征。不过，埃及金字塔与现代工程项目还是有所不同的，现代工程项目重在实现一些有益的目的，以便为人类服务，提高人类的生活质量；金字塔虽然令人印象深刻，但追求的是一种超世俗的目的，这在现代工程中非常罕见。

古希腊的许多活动似乎是“工程科学”的前身，工程科学研究人造建筑和机器背后的数学和物理原理。例如，阿基米德对杠杆的工作原理进行了分析，他对自己的分析充满了信心，并坚信可以利用这一原理来撬动地球。然而，古希腊人并不擅长亲身实践，他们更愿意坐下来思考支点和滑轮的本质，因此，把古希腊人的活动称为应用数学比称为工程学更恰当。罗马人比希腊人做得更好。他们关注更为实际的问题，例如建造高架桥和污水处理系统。虽然罗马人的活动没有像现代工程活动那样运用大量的数学原理，但也确实应该被称为某种工程，即使只是相当初级的工程。

中世纪的活动与现代工程有着密切的联系。中世纪欧洲的人们建造了各种各样的建筑，巨大的拱顶大教堂使用飞拱等装置，巧妙地将支撑结构融入装饰中，这些建筑可以与雄心勃勃的结构工程项目相提并论。虽然人们将建造这些建筑的工匠描述为建筑大师，认为他们可能类似于现代建筑师，但他们的工作的确包含了工程任务。毕竟，如果没有技术娴熟的结构工程师参与的话，如今人们不会放心地把如此宏伟的建筑项目托付给建筑师和建筑工人。

与此同时，伊斯兰黄金时代带来了机械发明的巨大飞跃。这一时期的核心人物是阿尔－贾扎里（Al-Jazari），他是一位发明家，也是一位工匠，他在《精巧机械装置的知识》（Book of Ingenious Mechanical Devices）中展示了自己毕生的作品。其中的一些机械设备虽历经数个世纪，但对机械工程仍至关重要，如抽水泵，以及如自动洗手机等复杂的稀奇装置。

在这些时期里，一定有一些活动是现代工程师作业的前兆，但是由于许多活动在很多方面都与工程相似，所以很难通过人们所做的工作来描述工程学的历史。物理学家和化学家的工作在某些方面与工程类似，但我们不会称他们为工程师，因此，通过“engineer”（工程师）这一词的词源追溯工程学，看看这个学科最初是何时得名的，是一件很有趣的事。“engineer”这个词通常被认为起源于拉丁语的“ingenium”或“ingeniatorum”。意义分别为“独创性”和“拥有或运用独创性的人”。当然，这也是英语单词“ingenious”的词根，意为“有创造力的、新颖的”，这意味着工程学的核心概念是独创性和创造性。在中世纪，在军队中与石弩或其他战争装置打交道的工匠被称为“ingeniator”。这个称谓一直沿用至文艺复兴时期，达·芬奇在其职业生涯中，曾一度自豪地拥有“ingeniarius ducalis”（公爵的工程师）的称号。那么这个称号是否表明他是现代意义上的工程师呢？达·芬奇的工作的确包含了工程活动，工程师们也常热衷于称他为他们中的一员，但是达·芬奇被称为“ingeniarius”的原因与人们今天称某人为工程师的标准略有不同。“ingenium”这个词也是英语单词“engine”（发动机）的词根。由此我们认为，工程师之所以被称为工程师，可能是因为他们与发动机打交道。但中世纪的“ingeniator”当然不会与蒸汽机或内燃机等现代工程机械打交道。在中世纪和近代早期，“ingeniator”之所以得此称呼，是因为他们在军队工作，与战争“发动机”打交道，这些战争“发动机”是包括石弩、大炮在内的所有早期战争技术装置，“ingeniator”负责设计、制造和维护这些装置。事实上，达·芬奇的工程工作主要是设计枪炮和其他轰炸物的设计上，在文艺复兴时期，这些是在围攻战中取胜所必不可少的武器。因此，“ingeniator”的工作主要涉及军事，而不是一般的工程。

英语单词“engineer”是通过法语词“ingénieur”直接引入英语中的。在法语中，这个词最初同样用于战争。法国军队中的“ingénieur”仍然是那些处理和维护战争武器的军人。但是在法国军队中，他们的地位比前辈们要高得多。1676年，这些“ingénieur”组成了“精灵军团”（corps du génie），这是一群在军事建设方面受过特殊训练的士兵，他们制造战争武器的技艺，建造军事所需的基础设施，包括道路、防御工事等。同样，“ingénieur”这个词表示军队中具有特定技艺和能力的成员。

如今，“engineer”这个词所指的范围更广，不仅仅局限于那些在军队中工作的人了。因此，根据“engineer”这个名称来追溯工程学的历史有一定的局限性，因为它没有告诉我们，我们现在称之为“工程学”的这个范围广泛的学科是何时兴起的。然而，不可否认的是，军事活动在塑造现代工程师方面发挥了重要作用，这一点从工程教育和培训的历史中可以看到。

列奥纳多·达·芬奇列奥纳多·达·芬奇是一位非凡的画家。他的名字和作品可能

是西方世界中最著名的。然而，这位文艺复兴时期的能人涉猎广

泛，甚至可以说是精通各种学科，其中就包括工程学。达·芬奇

自称为工程师。有证据表明，他在一封介绍信中详细阐述了自己

的工程技能，其中军事工程技能尤为突出，如设计石弩和大炮，

研发锻造金属的方法，从而用新方法制造攻击力更强的大炮。当

然，达·芬奇还从事桥梁设计、城镇规划，研究河道治理的水力

学，以及建造用于大型活动的自动娱乐装置等。众所周知，达·

芬奇设计了飞行器和直升机。有证据表明，他甚至试飞过飞行器

和直升机，但没有成功。达·芬奇在笔记中记录了他对工程学的想法和看法，但这些

笔记残缺不全，他的很多想法似乎也同样不完整。因此，他没有

像伽利略那样对工程学历史产生影响。有些人甚至认为他只是一

个相当普通的工程师，因为他的工作在同行或前辈们中没有创1

举。之所以会这样，也许是因为，与达·芬奇在绘画领域的天赋

相比，他在工程领域的表现太平常了，他的绘画生涯使他在工程

方面的努力黯然失色。又或许是因为，现代技术的发展，特别是

飞机、直升机和潜艇，完全超越了达·芬奇在工程学领域所做的

所有工作，但是艺术上的任何发展（如果有的话）永远也无法将《蒙娜丽莎》贬为一幅粗糙、低劣的画作。不管出于什么原因，《蒙娜丽莎》才是达·芬奇流传于世的遗

产，想想他是否会对此感到惊讶甚至失望，也是很有趣的。当然，

值得注意的是，当今人们对工程师及其地位的看法与文艺复兴时

期是不同的。如今，人们认为成为一名成功的艺术家是崇高和引

人注目的，而成为一名工程师则被认为相对逊色。然而在达·芬

奇的时代，制造和想象技术性的装置与创造精美的艺术一样崇

高。

工程学诞生于17世纪后期的法国军队，成为一种特殊的专业，有专门的培训和教育模式。“精灵军团”中的士兵们在训练营接受专门的军事技术培训。“精灵军团”成立于1676年，30年后，路桥军团（corps des ponts et chaussées）随之成立，路桥军团着重建造军队和平民都需要的基础设施。1747年，一所专门培养土木工程专业学生的学校成立，即法国国立路桥学校（École Royale des Ponts et Chaussées），这所学校现在仍在招收学生（现在名为École des Ponts ParisTech，简称ENPC）。然而，巴黎综合理工大学（École Polytechnique）才是第一所教授与如今的工程学最为相似的课程的学校，巴黎综合理工大学成立于1794年，当时名为“中央公共工程学院”（École Centrale des Travaux Publics）。

法国的工程教育远远领先于世界其他国家。法国是当时唯一一个避开日常的工程工作，条理化地教授工程学的国家。美国很快就赶上了法国，西点军校成立后，工程学校就从军事训练学校中发展出来。西点军校成立几年后，开始采用法国军事工程学校的课程。到19世纪30年代，许多成功的工程学校在美国发展起来，它们教授同样的课程。

英国的进展比较缓慢。在整个18世纪，英国都没有对军事或民用领域的工程师进行专门培训。大部分工程师是通过学徒期间观察并协助技艺娴熟的工程师而得到锻炼的，只有少数工程师是在大学毕业后接受在职培训的。像托马斯·特尔福德（Thomas Telford）和瓦特等著名工程师最初都是从学徒做起，后来成为工匠。他们学习的是实用技能而非理论知识。尽管他们受过手工训练，但他们的角色却是工程师。他们参与设计，为客户进行规划，并与他人签订合同，由他人实际操作，而不是自己亲自动手。约翰·斯密顿（John Smeaton，1724—1792）是英国最早以这种方式工作的工程师之一，也是他在1768年撰写的一份报告中首次称自己为“土木工程师”。

一旦我们接触到斯密顿，我们就到了历史上的一个转折点，在这个点上，我们可以毫无争议地将某个人视为不在军队工作的现代工程师。然而，上述的历史表明，到达这一转折点有许多不同的路径，而且在这些路径的许多节点上，人们认为工程学可能已经出现了。这些历史描述也表明，复述工程学历史是一件困难的事情，工程学并不是在历史的某个特定时间点上体系完善地出现的，而是在很长的一个时期里发展起来的。在这一时期的不同时间点上，在世界上的不同地方可以发现接近现代工程的活动，也可以发现接近现代工程师的人，但这一独特学科的出现却经历了一段时间。工程行业的出现

工程学经历了漫长的发展过程后，进入了快速的自我组织阶段。随着工程活动越来越密集，工程师也越来越雄心勃勃。他们觉得有必要确立自己的职业地位，形成一个得到公众认可的行业。这个行业要有成员共享的知识体系，通常涉及特定的培训或资格，并要求其成员遵循共同的工作标准和公认的道德准则。法国和美国工程教育的兴起对工程学成为一个专业至关重要，但另一个重要的里程碑则是成立了专业的工程团体。

由于英国缺乏正规的工程师教育体系，一些年轻的工程师需要信息资源和教育资源来支撑他们的职业发展。出于这种需求，亨利·帕尔默（Henry Palmer）于1818年1月2日在伦敦舰队街的肯德尔咖啡馆组织了一次会议。帕尔默在开幕词中提出了以下观点：就像两个外国人之间的翻译必须理解两者的语言一样，工程

师作为哲学家和技工之间的媒介，必须同时拥有实践知识和理论

知识。

这阐明了正在萌芽的工程行业的特性，那就是工程行业不仅仅是工匠或工人的手工劳动，但又与纯科学不同，它与工匠的实际工作直接相关。这个新领域需要一个组织机构，英国的土木工程师协会（Institution of Civil Engineers，简称ICE）是第一个承担这一角色的组织。协会由一群年轻人发起，旨在为工程师提供接受指导和引领的机会。为了实现这一目标，他们愿意分享自己的经验和专业知识。该组织任命托马斯·特尔福德为首任主席。

特尔福德是一位享有很高声誉和影响力的工程师，他的一生都在修建公路、运河和桥梁，他最著名的作品是喀里多尼亚运河和梅奈悬索桥，喀里多尼亚运河开辟了一条从因弗内斯到威廉堡的横跨整个苏格兰的通航路线。特尔福德把他的图书馆捐赠给了土木工程师协会，同时该协会还可以借助他的声誉和丰富的经验。

在特尔福德的领导下，土木工程师协会成了一个具有重要意义的机构。该协会成了一个范例，很快就被其他地区竞相效仿。在美国，第一个专业的工程师机构是1848年成立的波士顿土木工程师协会，随后是1852年成立的美国土木工程师协会，类似的专业组织现在已在世界范围内建立起来，但由于一些国家管控着“工程师”的职称，因此所有人都必须在相关专业机构注册后才能成为工程师。

土木工程师协会的创立不仅为全世界类似机构的建立注入了动力，而且还引发了工程协会数量的急剧增长，这些协会代表着更新颖、更专业的工程领域。1846年，英国机械工程师协会成立，首次与土木工程师协会分开。他们之所以选择走自己的路，部分原因在于他们觉得机械工程师与土木工程师截然不同。担任顾问的土木工程师会花时间制订计划、进行实地访问，以确定一切都将按计划进行，而机械工程师更多的是在机车车厢里亲自动手实践。因此，机械工程师创立了自己的协会，更精准地服务于自己的需求。这个过程不断重复，在最初区分了土木工程和军事工程之后，工程师们还在或详或略的层面上进行了很多的划分。

世界各地都遵循着这一模式，成立了专门的工程团体，代表团体成员的利益，并制定实践和道德准则。工程行业的出现以及专业团体的组成，使工程学与医学和法律等其他行业处于同等的地位。这反映了一个事实，那就是工程学需要专业知识和技能，这样工程师才能顺利工作。工程学在社会中起着核心作用，它有责任为广大的公众服务。

伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel）在

工程界享有盛名。他出生于1806年4月9日，是马克·布鲁内尔（Marc Brunel）和索菲亚·金德姆（Sophia Kingdom）的儿子。作

为一名工程师，马克在大规模生产流程方面取得了重大进展，他

雇用儿子参与建造他最伟大的作品之一——泰晤士河隧道。伊

桑巴德·金德姆·布鲁内尔年轻有为，他取得了巨大成功，24岁便

成为英国皇家学会的一名科学精英。布鲁内尔最大的成就在于他修建的铁路和桥梁。布鲁内尔参

与了英国1200多条铁路的建设，其中与他关系最密切的是从伦

敦到布里斯托尔的大西部铁路（Great Western Railway），帕丁

顿车站（Paddington Station）的外形是他设计的，详细的设计和

施工是为1851年的万国工业博览会建造水晶宫的公司负责的。

布鲁内尔设计的铁路线总是着眼于美感，线路中的桥梁和隧道都

由他本人精心设计。他留下的遗产中有两座桥尤为引人注目，一

座是位于康沃尔（Cornwall）索尔塔什（Saltash）的皇家艾伯特

桥（Royal Albert Bridge），另一座是横跨布里斯托尔埃文河峡（Avon Gorge）的克利夫顿悬索桥（Clifton Suspension

Bridge）。克利夫顿悬索桥是从1831年开始建造的，但是工程却

停止了，直到布鲁内尔去世后，才重新开始修建，作为对他的纪

念（尽管桥的最终设计略有改动）。布鲁内尔发展了数学分析方

法，并将其应用于桥梁设计中，与当时其他英国工程师不同，布

鲁内尔曾在帮助备考法国巴黎综合理工大学的学校就读，他在学

校接受的教育为他打下了工程学的基础。布鲁内尔并不总是一帆风顺。他设计的蒸汽船“大东方号”（The Great Eastern）比之前所有的轮船都要大，且可以携带所

需的燃料，从而让乘客们能享受从布里斯托直达东亚的奢华旅

程，但从建造到下水，“大东方号”始终麻烦不断。由于没有需

求，这艘客轮没有服役于当时的任何重要时段，最终被用于铺设

海底电报线。“大东方号”是一场金融灾难，那些投资、建造甚至把它拆

掉的公司都遭受了经济损失。“大东方号”有什么成功之处吗？

虽然它没有达到预期的目的，也没有为改善人类福利做出贡献，

但是作为一项工程，它取得了巨大的发展。它的失败主要在于它

超越了时代，当时没有必要建造一艘如此巨大的船。布鲁内尔经常错误地判断自己的能力，或者错误地认为自己

的宏伟计划是明智的。两个例子可以很好地说明这一点。第一个

是他在德文郡建造的“大气铁路”（atmospheric railway），在这

条铁路上，火车被活塞拉着沿着轨道行驶，活塞深入贯穿整条铁

路的空心管中，“吸着”火车前进。遗憾的是，由于空气不断地

泄漏到空心管中，这个系统在实践中行不通。第二个例子是布鲁

内尔在大西部铁路上运行过自己设计的机车引擎，这些引擎质量

都不合乎标准，不得不被换掉。看来，布鲁内尔高估了自己的能

力。人们存在争议的是：布鲁内尔在一些工作领域，并没有获得

应有的成功。布鲁内尔的大西部铁路采用的是2140毫米宽的宽

轨，而当时英国的大多数铁路使用的是1435毫米的铁轨。布鲁

内尔的友好竞争对手——斯蒂芬孙（Stephenson）父子用的就

是这样的铁轨，因为这是马车铁路的轨道宽度，也与矿井中现有

轨道的宽度相符，然而布鲁内尔却选择了宽轨，因为在宽轨上行

驶更平稳。尽管这意味着宽轨与窄轨将面临兼容性问题，但是布

鲁内尔坚持认为，他修建的铁路是英国最好的铁路。然而，随着

英国铁路系统的发展，必须有一种轨距胜出。虽然实践证明，在

宽轨铁路上机车载重更多，速度更快，而且舒适度更高，但在做

决定时，英国窄轨铁路的数量是宽轨铁路的6倍。从工程学角度

来看，宽轨更好，但考虑到一致性和简单性，窄轨系统最终胜出

了。工程学与工程师

工程协会分化出了更加专业化的组织，这表明，工程学的发展并没有止于自我组织。工程行业就像一种生命形式一样，随着新的生态环境出现，不断进化出不同的物种，技术的发展，甚至社会的变迁，往往会产生独特的工程学新分支。核工程在20世纪中叶发展成为一个行业，那时核物理已经足够成熟，可以控制并利用核反应发电；生物医学工程也随着医学技术的不断应用而得到了发展。这是一个很自然的过程，随着知识的增长和技术的进步，必然需要精通这些技术细节的专家，这些专业的从业人员需要接受教育和培训，因此创建了专业化的组织作为他们的家园，以及可提供培训的资源。

那么，是什么把工程行业联系在一起的呢？怎样成为工程师？他们必须做些什么、知道些什么，或者学会些什么才算是真正的工程师呢？有很多有趣的说法尝试概括工程学的本质。这里有两则：1828年起草的英国土木工程师协会章程将工程学定义为“为了人类的使用和便利而引导自然中巨大能源的技术”。美国前总统赫伯特·胡佛（Herbert Hoover）对工程师的体验的描述虽然不如上面的简洁，但同样令人印象深刻：这是一个伟大的职业。在科学的帮助下，我们让想象之物跃

然纸上，成为一项计划，这令人着迷。接着，该计划借助石头、

金属或能源成为现实，并给人们创造了工作机会，帮助人们得以

安家，还能提高人们的生活水平，提升生活的舒适度。这是工程2

师享有的最高荣誉。

从这些描述中我们可以清晰地看到工程学的特征，这些特征值得我在此一一列出，看看它们是如何在工程实践中体现的，在知识和技能方面对工程师提出了什么要求。

令人惊奇的是，工程学常常被明确地描述为为服务于人类而存在的。这是工程机构的核心目标，不是工程师的人对此感到惊讶，但是工程学的本质是创造对人们有用的技术，增进人们的福利，提高人们的生活质量。工程师大概不会被刻板地认为是出于对他人的仁爱而从事的职业，这种雄心壮志或许只限于医疗等行业。然而，除了让人们的生活更轻松之外，工程项目几乎没有其他意义。从移动电话等现代

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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