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1 引 言 大约一个多月前，受一位老学长之邀参加了一个讨论会，内容是关于工程知识论中的桥梁工程部分。这是我第一次接触到工程知识论这个词，之前对此毫无概念，所以对知识论的部分完全是外行，说不出什么东西来，只能就桥梁知识体系的构成和特点发表点儿意见，好歹这跟我从事的教育教学工作有些关联。这次会议对我来说是个学习的机会，老学长及其领导的编写组高屋建瓴，对桥梁工程知识的体系、特点、作用以及与社会及自然的相互关系等都有精辟的论证，从而让我学到了很多以前不熟悉的知识和概念。由于本人至今对知识论的概念仍然了解不多，因此本文不想对此进行叙述和讨论，而是想对由此而联想到的一些问题进行讨论（完全是探讨式的，不一定正确），对有些捉摸不透的问题，也想听听各位读者对此的看法。 2 科学、技术、工程 三者的关系 对于科学和技术，通常的解释是：“科学解决理论问题，技术解决实际问题。科学要解决的问题，是发现自然界中确凿的事实与现象之间的关系，并建立理论把事实与现象联系起来；技术的任务则是把科学的成果应用到实际问题中去”。而关于工程，一般认为“工程是科学和数学的某种应用，通过这一应用，使自然界的物质和能源的特性能够通过各种结构、机器、产品、系统和过程，以最短的时间和最少的人力、物力做出高效、可靠且对人类有用的东西”。（以上两条均引自百度百科）。 关于科学与技术的关系，相对比较清晰。但把工程再放进来，三者之间（主要是工程与另外二者）的关系似乎就不那么清晰了。以下是几种可能的不同观点，读者自己判断哪一种更为合适。 第一种观点：三元论，认为科学、技术、工程三者为同层次且相互渗透和交叉的关系，用图形表示则如图1所示。  图1 科学-技术-工程之间关系的第一种观点 第二种观点：二元论，认为科学与技术属于同一层次，工程是建立在科学与技术基础之上、综合利用科学与技术来进行生产活动的领域（图2），工程本身并不产生科学与技术，只是利用科学与技术，凡工程中涉及到的技术，都应归属于技术范畴，而非工程范畴。  图2 科学-技术-工程之间关系的第二种观点 第三种观点：也是二元论，但认为科学与工程属于同一层次，技术是在科学与工程基础之上衍生的（图3），科学与工程才是基本的。  图3 科学-技术-工程之间关系的第三种观点 在上面的叙述中可以看出，尽管对于三者的关系存在不同的观点，但有一点可以肯定，即工程不等于科学，或者通俗地说，工程不是科学。著名的美籍华人工程专家邓文中先生认为，工程不是科学，工程是艺术；科学讲究发现，工程讲究创作。邓先生的观点是对工程及其特性的高度概括。艺术这个词，有两种涵义，一是指与美学相关的艺术，如美术、音乐、建筑等，二是指技巧和能力。邓先生所说的“艺术”显然是指技巧和能力，表示工程是利用科学、技术、人文和经验等的一门综合“艺术”。 另外说明一点，在上述关于工程的解释中，“科学与数学”的提法显然是认为数学是独立于科学之外的一个类别。对于数学到底属于科学范畴还是独立的，目前尚有争议。社会上多数人认为数学属于科学范畴，但有些研究这类问题的专家却认为数学是独立于科学之外的。当然这不是本文要讨论的问题，此处只是说明一下。 3 桥梁工程知识体系 交通部原总工程师凤懋润先生认为：“工程知识是自然科学知识、应用技术知识与人文社会科学知识以及造物实践经验的有机结合（综合集成）”。依据这个定义，可将桥梁工程知识体系分为三个组成部分：桥梁工程的基础知识、专业知识和人文社会知识。这与我校土木工程课程体系的构成基本一致，我对此深以为然。按照上述的划分原则，可将桥梁工程知识的三个组成部分描述如下（图4）： 桥梁工程的基础知识以力学为主线，主要包括数学、物理、化学、力学、图学、计算方法等等。从知识层次角度来说，力学是建立在最底层的数学和物理学之上、专业知识之下的一个知识层，连接着基础知识和专业知识。 桥梁工程的专业知识以结构设计为主线，主要包括设计原理、结构形式与构造、材料、地质、测量、结构分析、施工、机械、软件、环境等等。 桥梁工程的人文社会知识以桥梁的社会功能为主线，主要包括经济、管理、社会、哲学、历史、人类、美学、宗教、民俗、法律、文化、政治等等。  图4 桥梁工程知识体系 由此可见，桥梁工程知识涵盖面非常广泛，是集自然科学、工程技术、人文社会科学和艺术等于一体的综合性知识体系，而且从所涉及面的广度来看，从基础知识到专业知识再到人文社会知识是越来越宽广。 4 桥梁工程教育 在1952年之前，我国的高等教育基本是欧美体系，即大类培养体系。1952-1998年期间，则基本是前苏联体系，按照小专业培养，桥梁是一个独立的专业，其他诸如隧道、工民建、岩土、道路、铁道等等，都是独立的专业。自1998年起，专业或学科划分又转向了欧美体系，在本科教育阶段，按土木工程专业大类培养，桥梁工程只是土木工程专业中的一个方向；在研究生教育阶段，桥梁工程是“桥梁及隧道工程”二级学科中的一个方向，但几乎所有学校都是把桥梁与隧道分开来各自独立培养研究生。这种作法与欧美的培养体制相似，之所以说相似而不是一致，是因为欧美的专业或学科设置中，并没有桥梁专业或者学科，无论在本科还是研究生阶段，桥梁都只是结构工程学科的一个组成部分。 近年来，关于工程教育到底是按大类培养好还是按小专业培养好的争议一直没有结果，一种意见说，欧美体系是几百年实践证明了的先进体系，应该作为主要参考体系。一种意见说，要考虑我国目前的经济体制和用人体制，小专业培养更容易满足用人单位的需求。对此问题的具体内容大家都很熟悉，此处不再赘述。这里提出此问题，也是想请读者思考一下，到底怎么做更为合理。 作者简介：李乔，西南交通大学教授，博士生导师，茅以升桥梁研究所所长，在中国公路学会桥梁分会等学术组织任常务理事或理事，在土木工程学报等重要学术期刊任编委会委员。研究兴趣为桥梁结构力学行为、大跨斜拉桥结构理论及施工控制方法、桥梁结构分析软件研发等。开发的软件有桥梁结构分析系统BSAS、桥梁非线性分析系统NLABS、曲线桥分析系统ASCB等。 |
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