一般工程學導論/工程科學
工程師位於科學家和技術人員之間。這是因為工程師應用科學並建立/使用與技術人員共享的工具。
科學家尋求擴大知識的認可。工程師尋求完成任務的尊重。
技術人員尋求專業知識。工程師希望瞭解科學家和技術人員所知道的一切,而無需專門化。
技術人員透過國家標準化測試和最佳實踐標準獲得認證。工程師參加州政府管理的考試,並像醫生和律師一樣獲得在不同州執業的資格。科學家不參加此類考試。
工程師有兩個問題。一個是科學家認為工程師和技術人員之間沒有太大區別。第二個是技術人員在看待科學家和工程師時會看到“管理”。但最大的問題是工程學院可以側重於技術,可以側重於管理,也可以側重於科學。然而,“工程科學”和“一般工程”這兩個術語在理想情況下側重於第四種選擇:“先做”。
工程學與硬科學之間的相似之處令人驚歎。工程科學在規定的範圍內是數學的和精確的。但工程科學的目的不是記錄“自然規律”。工程科學闡述了可測量屬性之間的關係,從而允許進行數學分析。工程師形成獨立於科學的抽象概念。這些概念作為框架,在該框架內可以分析技術問題。
現代工程科學始於 1749 年的法國梅濟耶爾。軍事工程師學習代數、幾何、三角學和工程力學。1794 年,巴黎成立了綜合理工學院。學生在那裡學習兩年,並參加以數學為主的核心課程。畢業生進入應用學校,並專門從事炮兵、軍事、海軍、橋樑、道路和礦山。從那時起,工程師在法國享有很高的政治地位。美國的一些學校也遵循這種模式,包括美國軍事學院和倫斯勒理工學院。如今,大多數工程學科都在沿著這種科學模式發展。機械工程和土木工程中的一些課程可以追溯到那個時期。
大多數英國和美國工程機構最初沒有遵循法國的科學模式。相反,他們遵循了後來被稱為“藝術與實踐”的模式,這種模式是從英國行會演變而來的。英國工程學的弊端在二戰期間變得顯而易見。美國軍隊更喜歡與科學家合作。那一代的工程師根深蒂固,並向技術方向發展。科學家是那些取得邊緣性和重大技術進步的人。1957 年,10% 的工程師屬於工會。戰爭結束後,美國開始強調工程科學。
科學重點始於 1950 年成立國家科學基金會,並在 1957 年的斯普特尼克危機中得到鞏固。聯邦資金湧入促進科學而非工程的研究機構和大學。到 1961 年,這些變化開始顯現。而且它們並不積極。工程學畢業生因“不願或無力”考慮完整的工程設計問題而受到批評。他們只解決那些可以透過分析方法解決的完全規定的問題。年輕工程師往往認為那些不涉及微積分的問題不值得他們關注。(麻省理工學院 1961 年 4 月發表在《工程教育雜誌》上的報告名為“關於工程設計的報告”。)在向工程科學過渡過程中失去的東西被稱為“設計”。
工程師是萬事通,樣樣精通。工程師是現存的少數幾個“文藝復興”職業之一。
以下是為什麼工程學和科學被稱為“映象雙胞胎”的一些原因,這是歷史學家埃德溫·萊頓所說的。
- 工程師共同工作。科學家們有所區別。
- 工程師考慮他們想參與哪些專案。科學家思考學生論文、展示、發表並開始參加期刊俱樂部。
- 工程師分享成功,分享失敗,分享材料。科學家將彼此視為“同行”(競爭)。
- 工程師被鼓勵尋求幫助,利用集體智慧,提出沒有解決方案的問題。科學家嘗試進行原創的個人工作,並學習如何提出以後不會被批評為“幫助”的問題。
- 工程師尋找簡潔的表達方式,並擔心問題會破壞演示。科學家努力展現自信和確定性,並不害怕在聽眾頭頂上講話。
- 工程師開始考慮他們想參與哪些專案以及在專案中擔任什麼角色。科學家開始考慮要申請哪些資助。
- 工程師迅速摒棄錯誤。科學家堅持錯誤,等待同行正式證明他們錯了。
- 工程師修修補補。科學家修修補補想法。
- 工程學取得的最終成功是利潤。尊重排在第二位。科學取得的最終成功是獲得認可,例如諾貝爾獎。
獲得博士學位的工程師必須應對這種科學態度。許多人會失去工程態度。
工程師的生活是豐富的。工程師處理所有事情。
- 哲學:真理、美、善
- 理解:直覺、經驗、分析
- 服務:物種、家庭、我們自己
- 出現:笨拙、優雅、有利可圖
- 範圍:科學、藝術、商業
這是對其他 STEM 學科的總結
- 科學:實驗、理論、數學
- 數學:應用、美、哥德爾確定性
- 技術人員:重複、直覺、專業知識
- 技術人員:使用工具成為專家
- 工程師:不能主修鏟子,學得不多,使用、駭客、改進,“玩具最多的人獲勝”。
- 科學家:要麼提出實驗(理論家),要麼建造工具(實驗家),要麼是計算專家。
工程師的簡歷中確實列出了使用的工具和駭客工具。但工程師不是工具的集合。工程學是關於改變世界。透過簡歷傳達成功的專案是困難的。一些公司稱工程師為“佈道者”,因為他們倡導變革。
科學家痴迷於真理,而工程師只擔心什麼有效。科學家是不切實際的純粹主義者。科學家讓事情變得雜亂無章,因為事情變化很快。工程師務實。理論在任何深刻意義上是否正確並不重要。他們會擔心和思考,直到得到有效的東西。然後他們停止、拋光和欣賞。他們不擔心它是否違反了熱力學第二定律。
科學家提出實驗和資金。然後,他們與工程師團隊合作進行設計。它實際上是由工程師和技術人員建造的。通常團隊內部會有一個“專案科學家”,確保工程團隊交付科學家想要的東西。獲得資助的唯一科學家被稱為“首席研究員”或 PI。通常,PI 是“專案科學家”。
那麼,這意味著 PI 必須阻止工程師偷工減料嗎?通常情況恰恰相反。科學家變得不耐煩。它可能是科學家的玩具,但它是工程師的心血。
- “啊,”工程師說,“我們需要做更多測試。”
- “哦,等等,如果我們開啟低溫恆溫器並使用不同型別的電線,讀數噪聲應該會下降。”
- “嗯,”他們說,“它可能會透過 CDR,我們認為;但它在高空失敗的機率為 5%。我們應該拆開它並重新校準。我們也應該在此時更換擋板……”
- “啊,”工程師說,“我們需要做更多測試。”
每個PI職業生涯中都會遇到一個所有工程客戶都會遇到的教訓。最終你必須“槍斃”工程師,然後釋出產品。科學家不能是一個不切實際的純粹主義者。PI需要它來完成他們的工作。工程師本質上仍然是務實的人。但對技術精湛的誘惑、對工作的自豪以及無限的可能性會克服他們的判斷。當被問及原因時,工程師會陷入哲學的迷霧之中。工程師必須被“槍斃”。
大多數專案都涉及創新軟體的建立。才華橫溢的軟體工程師熱愛這些東西。與他們的談話很有誘惑力
- “哦,我可以做得更好”
- “嗯,”他們說,“有全新的技術正在興起。”
- “我們應該改變整個架構並重新設計。事實上,”他們說,眼睛閃著光,“當你仔細想想的時候,你會意識到有一種完全不同的方法,我是說對使用者和我們來說。很難解釋。”
- “但它有點,嗯。嗯。我需要考慮一下。”
- “哦,我可以做得更好”
思考?!你不應該思考!你應該去執行!你是一個工程師!
科學家們更容易被軟體工程而不是硬體工程所吸引。當科學家想要硬體時,他們會說明他們想要什麼並堅持自己的意見。但在軟體方面,科學家期望隨著迭代開發原型出現,需求會變得更加清晰。但相反的是,科學家被誘惑地說,“哦,等等,這給了我一個主意。不,我們完全錯了,我們想要的是更像這樣。事實上,這真的很奇怪,你知道,我前幾天讀了這個部落格,它提出了一些非常有趣的想法……”
這就是大多數軟體專案失敗的原因。不是因為軟體行業不稱職或其方法論不成熟。不是因為軟體本身太難。不。它們失敗是因為這些東西太有趣了,有太多方法可以做,也有太多事情要做。科學家變成了工程師。