【科学随笔】
作者:张百春(中国科学院自然科学史研究所研究员、南开大学教授)
工程学是我们所有人都熟悉的。它是人类改造世界的物质实践,利用技术和科学使自然资源最适合人类利用。古代工程包括土木工程、矿冶、化工、纺织、机械、造船航海、军事等类型。现代工程还包括电机、电子、信息、航空、航天、核能等,它们构成了工业体系和社会的物质基础。
工程是创造活动。工程活动以作业、决策、规划、设计、实施(运行)、制度、管理等为基本内容,以各类工程为基本单位,以工程师、工匠(工)、投资者、管理者等为主体。主要角色。价值性和合理性是主要评价标准。科学原理和技术发明具有普遍性,而每一个工程创作项目都是独特的或独特的。科学家的责任是如何理解,工程师的责任是如何实现。工程师必须在特定条件下利用各种可用的技术和知识,尽可能选择最可靠、最经济的问题解决方案,同时遵循科学技术原理和经济规律,创造出一个满足人们预期目标的人工世界。通常,项目首先注重实现其目标,并尽力避免整体失败。因此,一个具体的项目不一定要寻求全面的创新,而应该尽量利用可靠的技术和手段,只有在现有技术不足的情况下才进行有针对性的创新。工程文化的本质是实事求是、追求卓越。
从古至今,工程使技术和科学发挥生产力的作用,体现一个国家或组织的科技水平、创新能力和综合实力。了解中国工程及其历史,才能真正了解科学技术及其社会功能,了解中华文明的辉煌,从工程创造中汲取智慧和力量,坚定文化自信和创新信心。
中国是人类文明的发祥地之一,有着悠久的工程创造历史。都江堰、郑国渠、灵渠、长城等工程,体现了先贤们在勘察、规划设计、施工、工程管理等方面的高超水平。它们是项目建设者把握复杂环境条件和约束、因地制宜应用适宜技术的杰作。
质量是产品和工程的生命,需要规则来保证。我国很早就建立了标注生产厂家名称的制度。例如,秦国实行“五乐公名”制度,要求器物的制作者甚至监制者在其制作的产品上刻上自己的名字,以便管理人员方便地检查产品质量、考核工匠的技艺、逐级追究责任。南宋朱熹在《论语·学而》中注释“如雕磨”这句话,也可以用来形容工匠精益求精的精神。
中国古代的工程创造有比较扎实的知识基础。先秦文献对技术和工程进行了简洁的总结。齐国官书《考工记》记载了官府手工业的主要工种和相关技术规范,包括城市的布局以及城墙、建筑、道路等的规范。 ·《通说》把“百工”称为国家“六阵”之一,概括了工匠的创造和实现方式:“天有其时,地有其气,材有其美,工有其工”。有巧合,这四个结合起来就可以了。”这体现了天、地、人等元素相结合的技术与工程的“和”理念,在古代技术与工程的发展中发挥着重要作用。
隋唐时期,修建了大兴城、大运河、长安城等大工程,也修建了赵州桥等小工程。隋朝的新都大兴城(今西安),面积84平方公里,包括精心规划的国城、皇城和宫城。唐朝在此基础上修建了长安城,人口超过百万,是当时世界上最大的城市。北京故宫始建于1420年,是世界上最大、最完整的木结构古代宫殿建筑群,代表了中国古代建筑发展的又一个高峰。
工业革命是世界技术和工程发展的重要转折点。从此,技术与工程从古代跨越到现代,其特点是工匠与科学传统的结合,新技术逐渐建立在科学的基础上,工程科学迅速崛起和发展。这场知识革命和工业化浪潮从西欧涌向世界各地。
20世纪初,中国新一代学者系统地研究了现代科学技术,成为新型工程师和科学家。 1905年至1909年,詹天佑主持修建了京张铁路。这是中国人自行筹资、自行勘测、设计、施工修建的第一条铁路,标志着中国技术和工程进入现代阶段的开始。
新中国成立后,通过引进机械设备,逐步掌握矿山、钢铁、石油化工、发电设备、矿山机械、汽车、坦克、仪器仪表等领域的技术,大大提高了工业生产能力,初步建立了工业技术体系较为完善。组织制定实施《1956年至1967年科学技术发展中长期规划纲要》,旨在加快原子能、火箭等最稀缺、急需的科技门类的发展、计算机、自动化、电子与半导体等学科,构建了较为完善的科研体系。系统。
到20世纪70年代,中国在科学、技术和工程方面取得了一系列重大突破。比如,我们成功研制了导弹、核弹、人造地球卫星、核潜艇、通用晶体管计算机等重要装备,积累了规划和实施大型科学工程的成功经验;开发大庆油田,实现石油基本自给;我们修建了南京长江大桥、成昆大桥、成昆大桥。铁路,建造东风万吨级远洋货轮,提高运输技术水平。
1978年,我国实行改革开放。从此开创了科技跨越式发展的新局面,创建并实施了各项重大工程,如:葛洲坝、秦山核电站、三峡等水利电力工程;南水北调、西电东送、西气东输等跨区域工程;青藏铁路、高速公路、洋山深水港等交通项目;正负电子对撞机、同步辐射光源、大型望远镜等大型科学装置;以及载人航天工程、探月工程等太空探索工程。 。
近年来,我国提出建设世界科技强国的宏伟目标,在科技创新和工程创造方面取得了举世瞩目的成就。工程领域的例子包括:建设500米口径球面射电望远镜(“中国天眼”)、建设北斗卫星导航系统、港珠澳大桥、大兴机场等,发展高端-高效环保芳香设备、复兴号动车组、歼20战斗机、C919大型客机、国产航母、发射月球探测器、火星探测器等。
2024年1月19日,“国家工程师奖”表彰大会召开。 81个人和50个团队分别被授予“全国优秀工程师”和“全国优秀工程师团队”称号,以激励广大工程技术人才勇敢突破关键核心技术,锻造精品工程。
工程创作依赖自然资源、人力、技术、资金等因素的投入,与国家实力直接相关。我国幅员辽阔,资源丰富,可以为工程创作提供各种原材料和充足的空间和可能性;我国人力资源丰富,不乏勤劳的工匠和工程师;更重要的是,中国人强调集体合作,这是工程建设世界上最宝贵的精神品质。
工程创作直接服务于国计民生、国家安全和社会发展的各个方面,是现代化的最佳体现。新时代的中国一定会创造新的工程奇迹!
《光明日报》(2024年12月26日第16页)