我們生活在一個工程的世界里,科學(xué)和工程、技術(shù)和研究之間的根本差別正在快速消泯之中。本書展示的是:隨著21世紀的曙光降臨,自然科學(xué)家的目標發(fā)現(xiàn)什么是未知的,工程師的目標創(chuàng)造什么是未有的,兩者正在經(jīng)歷一種前所未有的一體化趨同過程。
歐陽瑩之廣泛地論證了:當今的工程學(xué)不僅是科學(xué)的合作者,而且兩者同等重要。通過簡略地提及工業(yè)實驗室、化學(xué)工程和電氣工程的出現(xiàn),機床工業(yè)和汽車工業(yè)旋風般的歷史進程,以及核能技術(shù)和信息技術(shù)的興起,她的著作展現(xiàn)了現(xiàn)代工程學(xué)的壯闊圖景:它的歷史、結(jié)構(gòu)、技術(shù)成就和社會責任性,它同自然科學(xué)、工商管理和公共政策的相互關(guān)系。歐陽瑩之擅長利用案例進行研究,例如F-117A型夜鷹隱形戰(zhàn)斗機、波音777型客機的開發(fā),以及亥維賽等工程師兼科學(xué)家型、福特和比爾?蓋茨等工程師兼企業(yè)家型、斯隆和韋爾奇等工程師兼經(jīng)理型等杰出人物的實踐,給廣大讀者一種清晰的感悟:工程學(xué)必將在未來科學(xué)研究中發(fā)揮基本作用。
工程師有沒有文化?近年來我國大力提倡工匠精神,在新興產(chǎn)業(yè)里出現(xiàn)了一波自命為工匠或者工程師的企業(yè)家,例如羅永浩、雷軍。然而,對于底層的工程師,如程序員,人們對他們抱有一些不好的刻板印象衣著打扮差、沒品位等。這本書系統(tǒng)闡釋了工程學(xué)的發(fā)展足跡、工程師的工作方法、工程學(xué)與科學(xué)的關(guān)系、工程學(xué)與工程師對社會的重大影響等。讀了這本書,工程師能更有文化,普通大眾能了解工程師有文化。
中國古來以農(nóng)立國,士人不免輕工賤商。這態(tài)度應(yīng)隨現(xiàn)代化而徹底改變,F(xiàn)代工程融會數(shù)理,與科學(xué)并駕齊驅(qū),且在應(yīng)用上常顧及科學(xué)之所不及。工程師不但要精于運算及掌握理論,他更要清晰什么科學(xué)原則適用于什么實際環(huán)境,決定施用哪些自然現(xiàn)象以獲效果最佳的設(shè)計。無論飛機或橋梁、電腦或通信,工程產(chǎn)品必須在現(xiàn)實條件下運作無滯。因此創(chuàng)造科技產(chǎn)品的工程師一面宏觀應(yīng)用大局,一面工夫入微,摒棄文人空拋主義、虛談玄理等浮夸風氣。一貫客觀務(wù)實的立場,加上科學(xué)分析,培養(yǎng)成工程師很強的規(guī)劃決策能力。能運籌者亦可馳騁于商界政壇。從鐵路、汽車開始,許多現(xiàn)代工業(yè)都基于科技工程。把工程要務(wù)之一的策劃生產(chǎn)擴展到工商管理乃順理成章。在美國,工程師于20世紀初首創(chuàng)大型公司的體制,至今仍有不少名列企業(yè)總裁首席。在現(xiàn)時中國,國家領(lǐng)導(dǎo)人中理工出身的也不在少數(shù),想非偶然。18世紀初年,中國的國民生產(chǎn)總值與整個歐洲 (除俄國) 的不相上下,各占世界生產(chǎn)總值的23%。19世紀西方工業(yè)革命,經(jīng)濟猛進,中國則遲滯不前。到1978年,歐洲的生產(chǎn)總值上升至世界生產(chǎn)總值的28%,高于美國的22%,中國的則下沉至5%,不及蘇聯(lián)的9%。幸而這時中國開始改革,扭轉(zhuǎn)世局。至 2007 年 ,中國的國民生產(chǎn)總值(購買力計)已躍居世界第二,駕乎俄、德、英三國總和之上。而且經(jīng)濟增長速度不減,索回歷史地位。國運興衰,涉及政治社會文化等復(fù)雜因素,但無可否認,科技是必要因素之一。中國在世界競爭,目前最靠重的仍是大量低薪勞工,但其他優(yōu)勢亦不斷增強。政府開放市場,引進外國科技,更致力教育,投資科研,促助發(fā)展,栽培本國技術(shù)能力。西方分析家目睹中國超乎常速地發(fā)展中級甚至高級科技的工業(yè),震驚之余,卻也認為:雖然中國的大學(xué)每年畢業(yè)的理工學(xué)士人數(shù)比歐盟或美國的多,但畢業(yè)生素質(zhì)總體尚低;況且偏重死記硬背、遵奉權(quán)威的教育習(xí)俗,有礙培育獨立思考的創(chuàng)新人才。西方國家多把例行科技讓給東方人去做,自己專攻最尖端亦最盈利的突破創(chuàng)新。但事情正在變化,明天的格局或許會大為不同?萍紕(chuàng)新如今是大熱門。創(chuàng)新不止發(fā)明,也不同發(fā)現(xiàn)。再奇巧的發(fā)明,若不能被適價生產(chǎn)、廣受歡迎,也只能積塵架上,不成創(chuàng)新產(chǎn)品。科學(xué)發(fā)現(xiàn)專顧自然現(xiàn)象,工程技術(shù)創(chuàng)新必須兼顧自然、人民和社會因素。由于其復(fù)雜程度,發(fā)展工程技術(shù)創(chuàng)新所需的人才物資,高于純科學(xué)研究的10倍以上。這是工程學(xué)和純科學(xué)的一大分異。如何分配有限資源,協(xié)調(diào)科研與發(fā)展,以求當下及長期的最大創(chuàng)新,給予國民經(jīng)濟最大推動,是政策和社會上的大問題。參與解決它,工程師和科學(xué)家們責無旁貸。現(xiàn)代工程怎樣創(chuàng)新?本書介紹工程學(xué)三大相疊范疇:科學(xué)、設(shè)計、管理。它提供一個對科學(xué)、技術(shù)和工程的廣泛認識,并敘述不少歷史實例,旨在解釋工程師們?nèi)绾芜\用科學(xué),改造自然,變抽象知識為實用資料,組織勞動生產(chǎn),捕捉時機,發(fā)明創(chuàng)新,或漸進,或突破,發(fā)展出100年前夢想不到但今天是生活必需的各種優(yōu)秀科技。我本專研物理,后轉(zhuǎn)思索有關(guān)科技的哲學(xué)。在美國麻省理工學(xué)院及科研生涯中,我交到不少從事工程的朋友,學(xué)到很多有趣的知識。為了撰寫本書,我旁聽了好些課。在此謹向各位教授和友人致謝。
歐陽瑩之(Sunny Y. Auyang),美籍華裔物理學(xué)家、科學(xué)學(xué)家,先后在上海、香港、美國等地就讀小學(xué)、中學(xué)、大學(xué),1972年獲麻省理工學(xué)院物理學(xué)博士學(xué)位。畢業(yè)后曾在美國惠普公司供職,后在麻省理工學(xué)院從事研究工作20余年,1992年以來,她的研究興趣轉(zhuǎn)向?qū)茖W(xué)技術(shù)本質(zhì)的哲學(xué)考察。除了本書外,還著有《量子場論如何可能?》(1995)、《復(fù)雜系統(tǒng)理論基礎(chǔ)》(1998)、《日常生活和認知科學(xué)中的心智》(2000)等。
對本書的評價
內(nèi)容提要
作者簡介
中文版序
譯者序
第一章 導(dǎo)論
第二章 技術(shù)騰飛
2.1 從實用技藝到技術(shù)
2.2 結(jié)構(gòu)工程越來越數(shù)學(xué)化
2.3 機器試驗
2.4 科學(xué)與化學(xué)工業(yè)
2.5 電力和通信
第三章 信息工程
3.1 從微電子技術(shù)到納米技術(shù)
3.2 計算機的硬件和軟件
3.3 無線通信、人造衛(wèi)星和因特網(wǎng)
第四章 處在社會中的工程師
4.1 社會進步與工程師形象
4.2 研究與發(fā)展中的伙伴關(guān)系
4.3 對經(jīng)濟部門的貢獻
第五章 設(shè)計創(chuàng)新
5.1 以負反饋方式進行的發(fā)明思維
5.2 系統(tǒng)工程中的設(shè)計程序
5.3 航空器研發(fā)中的聯(lián)合攻關(guān)
5.4 從機載計算機到門鉸鏈
第六章 實用系統(tǒng)的科學(xué)
6.1 工程技術(shù)和自然科學(xué)中的數(shù)學(xué)
6.2 信息論與控制論
6.3 風洞實驗與因特網(wǎng)模擬
6.4 綜合性的材料工程學(xué)
6.5 生物工程學(xué)前沿
第七章 工程師背景的領(lǐng)導(dǎo)者
7.1 汽車產(chǎn)業(yè)的行業(yè)領(lǐng)軍人物
7.2 公共政策與核動力
7.3 管理技術(shù)風險
附錄A 工程師的統(tǒng)計概況
附錄B 美國的研究與開發(fā)
注釋