通用工程介紹/藝術家
藝術 是文化的一個巨大分支。“藝術”和“藝術家”這兩個詞通常指的是視覺藝術。藝術,正如許多工程院校所理解的那樣,是虛弱的、邊緣的,也許是無用的。它是一個“軟”科目,缺乏硬科學的嚴謹性。但實際上,兩者之間並沒有太大的區別。
工程專案的經濟學是從贊助人、委託和資助發展而來的,就像藝術一樣。約瑟夫·B·斯特勞斯花了八年時間為獲得資金和政治支援而奔走,但沒有成功,直到他將一個旋轉橋改為懸索橋。然後,他被任命為金門大橋的首席工程師。即使在今天,工程師也依賴於政府資助/合同、商業投資或僱傭工作來為專案提供資金。
視覺藝術是工程的重要組成部分。工程師想象和繪畫。最初的工程師是平面藝術家。斧頭使用者有改進想法。工程師/藝術家會傾聽並畫畫。然後,工程師/藝術家會將圖紙交給鐵匠。一個新的斧頭會製作出來並進行測試。
直到 60 年代,第一門工程課是工程製圖。托馬斯·E·弗蘭奇的教科書 "工程製圖手冊" 為超過 50 年的製圖標準奠定了基礎。它在 1994 年(第 14 版)仍然出版。它仍然是教授 K-12 製圖的絕佳方式。如今,大多數工程學院都要求工程專業的學生學習 3D 建模軟體,例如 ProE Wildfire、SolidWorks、AutoDesk Inventor 或 Google Sketchup,以便完成專案。
成功的藝術家並非任性、異想天開或缺乏紀律。藝術家不能任性,否則他們將得不到經濟上的支援。工程師也希望擺脫人們告訴他們該做什麼的束縛。藝術家不能異想天開,否則他們永遠不會發展出獨特的風格。因此,工程師會建立起在特定技術方面取得成功的聲譽。藝術家不能缺乏紀律,否則藝術永遠無法完成。工程師和藝術家都有“風格”。
最優秀的藝術家並不孤軍奮戰。靈感來自與其他人的尖銳邊緣的摩擦,以及在原本單調乏味的無聊中創造邊緣。這對於工程來說也是如此。經理們在看到工程師意見不同,然後協商達成共識後,會感到最自信。工程師們認識到音樂、運動、交談、改變媒介(紙張、白板、電腦)都有助於完成作業或專案工作,就像藝術家一樣。
藝術並不比工程更開放。工程師從定義不明確的問題開始,這些問題沒有唯一的“正確”答案,而是有很多答案。一些問題過於受限(太多相互衝突的請求/要求)。另一些問題則不夠受限(太少的請求/要求,不知道從哪裡開始)。有些問題沒有解決方案。如何證明這一點?有些解決方案比其他解決方案更好。做出錯誤的選擇與做出正確的選擇是相同的玩法,因為通常兩者都沒有先例。沒有人知道正確或最佳的設計,因為沒有人知道什麼是最佳。例如,腳踏車在一個維度上略微不穩定。這使得轉彎變得容易。在萊特兄弟首次動力飛行之後,飛行員和工程師花了 30 年時間才找到最佳的飛機穩定性/不穩定性。
工程師的工作看似精確,但隱藏在其中的是資訊選擇、含糊不清的判斷、直覺行為以及對世界運作方式的假設。工程師傳達的資訊是壓倒性的視覺:而不是口頭的,也不是數字化的。在圖紙和螢幕截圖的背後是數字、指令、程式和應用程式故事,就像視覺藝術一樣。
現代工程專案仍然需要工程藝術家。隨著工程越來越接近科學,結合工程元素的專業藝術職業應運而生。這些包括建築師、工業設計和環境設計。1999 年 ABC NightLine 的節目 "DeepDive" 完美地捕捉到了工程的工業設計部分。
一個沮喪的工程師有幾個選擇。一是找到一個不同的起點。另一個是反覆做同一件事,直到厭倦為止。然後沉浸在無聊中,直到找到遊戲的精神。
.. just stare at the machine. There is nothing wrong with that. Just live with it for a while. Watch it the way you watch a line when fishing and before long, as sure as you live, you'll get a little nibble, a little fact asking in a timid, humble way if you're interested in it. Zen and the Art of Motorcycle Maintenance, Part III 26
第三種方法,對稱、模式和匹配的方法,就是藝術。一些工程師在觀察蛇的肋骨籠時會看到一個芬克桁架。一些工程師僅僅透過美感來指導,就可以建立一個沒有QMC 設計方法的電路。
"Poets say science takes away from the beauty of the stars - mere globs of gas atoms. I too can see the stars on a desert night, and feel them. But do I see less or more? The vastness of the heavens stretches my imagination - stuck on this carousel my little eye can catch one - million - year - old light. A vast pattern - of which I am a part... What is the pattern, or the meaning, or the why? It does not do harm to the mystery to know a little about it. For far more marvelous is the truth than any artists of the past imagined it. Why do the poets of the present not speak of it? What men are poets who can speak of Jupiter if he were a man, but if he is an immense spinning sphere of methane and ammonia must be silent?" Richard Feynman Quote
工程師們知道,當他們的作品真實、美麗和美好時,他們就擁有了勝利。它被稱為“優雅”。在做作業時練習一下。跳過當下的設計規則。專注於美。測試結果是否滿足所有技術要求。
這會導致對“形式追隨功能、外形尺寸,以及最終的希臘哲學形式”的研究。
某些東西可能是真實的(做到了它聲稱的事情)、好的(有助於改善世界),但卻因為醜陋而賣不出去。某些東西可能是欺騙性的、無用的(寵物石),但仍然因為美麗而賣得很好。一些工程師靠修復舊的鐵橋(藝術)為生。另一些人創辦公司生產和銷售電子藝術用品或奇特、昂貴的木工工具。他們參與了音樂影片和商業廣告的製作。一些大一工程專業的課程只鼓勵魯布·戈德堡式專案。
工程實踐是學生和工程師的活動,他們閱讀的書籍,他們獲得的榮譽,他們投資的工具,以及他們提供的服務。
視覺藝術家會參加評審展覽和作品展,展示他們的作品。 皇家藝術學會 從 18 世紀開始,就為解決特定問題頒發獎項。在美國,解決這些問題被稱為“競賽”。競賽由美國聯邦政府(DARPA、NASA)、州政府和行業 贊助。其中一些競賽會提供種子資金來啟動專案,並每年頒發足夠的獎金,以維持全國範圍內的運營。其他競賽則需要籌集資金。競賽由工程協會、當地博物館和獨立的非營利組織贊助。競賽數量眾多,幾支隊伍參加幾項競賽的學校有機會獲勝。
所有工程學院都會張貼專案海報。有些海報會保留幾年,另一些則會設定一天。在一些學院,專案日] 從海報環節開始,然後過渡到演示環節。聽眾包括大一新生和家長,他們正在決定是否來這所學院,所有工程專業的學生都站在自己的海報旁,準備解釋他們的專案,教授們則接待潛在的專案客戶(企業),這些客戶將為學院的專案付費。
在社群大學,最起碼也要進行為期幾天的海報展示。在走廊裡擺上一些摺疊桌,將一些泡沫板靠在牆上,並開始宣傳活動。包括任何科學論文。
即使是小社群,也會有工程師展示他們的農業裝置、馬車、老式汽車、老式拖拉機、老式電子產品。還有工業博物館、科學博物館、航空航天博物館和歷史博物館。一些博物館只是裝滿了學校展示和講述物品的盒子。有些僅僅是俱樂部,比如玩遙控飛機的俱樂部,或者練習災難響應的無線電愛好者俱樂部。這些博物館的最佳願景是在科幻小說《上帝之眼中的微塵》中體現。這些機構始終需要青少年的關注。
描述事物工作原理的物理模型的重要性,已經被遊戲和網站(例如“東西是怎麼工作的”)的物理學所削弱。然而,親身體驗模型可以激發工程直覺。某些博物館專門收藏這些模型,例如羅得島蒸汽博物館的蒸汽機。模型的重要性在 18 世紀就已經被認識到。瑞典有一個博物館,收藏了 1800 年之前建造的 412 個模型。它們包括“機械字母”,其中包括槓桿、楔子、螺絲、滑輪、絞車等。如今的塑膠模型是孩子們入門的好選擇。
如今的工具包是 樂高 和 DIY Arduino 世界。早在 80 年代,為了追求“高科技”,老式的機械工具包就被拋棄了。老式的機械工具包與齒輪、皮帶、對準、發動機以及一般的運動有關。下一波工具包是生物 類的。
許多早期從草根階層到工程/科學富豪的成功故事,都是從一個年輕人在書店工作開始的。
在 1995 年之前,工程師可以透過他們收集的技術手冊和書籍來定義。《火工學》(1540 年)包含 85 幅關於冶金學的木刻版畫。《機器劇場》 出版於 1724 年至 1739 年之間,將當時的機械庫彙集到 10 卷中,近 500 幅雕刻版畫。《機械練習》(1683 年)描述了印刷、鍛造、木工、車工和砌磚等行業。
《佩裡手冊》 收錄了化學工程師想要的大多數單元操作的配方。唐·蘭卡斯特 的食譜幫助許多電氣工程師開啟了職業生涯。土木工程有許多經驗性 設計書籍(土壤、海洋、交通等),許多其他工程學科認為土木工程師不夠“科學”或“數學”。事實並非如此。請參閱本文中的科學 部分。
大多數工程書籍和教科書一樣昂貴。事實上,它們開始看起來像教科書。與教科書一樣,它們也逐漸進入公共領域。許多正在成為昂貴的模擬軟體。舊版本正在進入網路。找到它們。閱讀這些書籍。學習模擬軟體,就像胡佛、法拉第和……以前做的那樣。
工程書籍只是工具。錘子激發砸東西。畫筆激發繪畫。工程書籍和模擬軟體激發更多的東西。
許多工程師會收集廢舊物品。任何壞掉的東西都會被拆開,而不是扔掉。一個好的廢舊物品堆是很有啟發性的。在工程專業的大一課堂上,廢舊物品堆有助於讓學生從玩耍過渡到先動手做,再到設計。在演示中,再利用 這些廢舊物品是一個賣點,因為聽眾已經理解了形式、功能和生命週期。
魯伯特·塞爾芬·戈德堡 專案 中突出了再利用。例如,一個關於雷射印表機的魯伯特·塞爾芬·戈德堡專案將暴露所有電機、繼電器、開關並對其進行再利用。雷射將被替換成一個明亮的 LED,鏡子將散射它的光線。魯伯特·塞爾芬·戈德堡專案是偉大的大一 專案,因為它們是開放式的。這裡開放式意味著沒有期望,即最大限度地發揮藝術自由。
He experimented further. In one class he had everyone write all hour about the back of his thumb. Everyone gave him funny looks at the beginning of the hour, but everyone did it, and there wasn't a single complaint about ``nothing to say.'' Zen and the Art of Motorcycle Maintenance, Part III, 16