高中工程/歷史主題

在本章中，四個主題反覆出現；它們在整個工程史中不斷重複。每個主題都與本章的學習目標之一相關，並且將在本章中多次說明。我們將在開始歷史之前簡要介紹這些主題。

工程需要創造力和判斷力，將數學和科學應用於解決問題。您將在本章討論的大多數工程發展中認出這個主題。這方面的具體例子包括蒸汽機的開發和電燈系統的開發；在這兩種情況下，在工程師利用這些原理開發技術之前，都建立了與蒸汽動力和電力相關的基本科學原理的理解。然而，僅有理解並沒有立即導致技術的實施；通常需要付出大量努力才能使事物正常運作。

複雜的工程問題通常由在更廣泛的社會結構中工作的團隊解決。例如，歷史上大多數大型建築專案，例如古埃及的金字塔、中世紀歐洲的大教堂或美國西部的巨型水壩，都需要大量的材料、勞動力和其他資源。這些資源由政府、公司、教會或其他組織提供。此外，大型專案需要組織大量人員。所有這些都是在社會結構內完成的。

政府是不斷影響工程進步的一種社會結構。政府經常為工程專案提供資源，並推動新技術的發展，包括用於測量經度的精確時鐘、早期計算機、軍用飛機以及火箭和太空旅行技術。除了提供資源之外，政府還透過法律和政策影響技術。一些法律可能是為了保護公眾安全而實施的；例如，19 世紀後期蒸汽機鍋爐的爆炸導致了政府監管和安全標準。專利代表政府利用法律影響技術的另一種方式；專利授予其持有人阻止他人使用特定技術或設計的合法權利。

隨著技術的進步，它變得越來越複雜。因此，許多早期的工程成就可歸功於個人或小型團隊。然而，大多數最近的工程成就都是由多學科的工程師團隊取得的。

工程進步提供了新的能力，進而增強了工程能力。許多技術進步為進一步的技術進步奠定了基礎。例如，經濟型印刷方法（包括活字印刷和機械印刷機）的開發導致書籍的更廣泛傳播並促進了識字率；這反過來又導致了科學知識的廣泛傳播，為工業革命奠定了基礎。再舉一個例子，計算機的開發促進了隨後計算機輔助設計軟體的開發，該軟體現在被用來建立功能更強大的計算機。

工程既產生了預期的和理想的結果，也產生了非預期的和不良的結果。例如，卡車和汽車的開發使人員和貨物能夠在更廣泛的範圍內旅行。然而，這些車輛是空氣汙染的主要來源，尤其是在發展中國家，並且這些車輛已使城市蔓延成為大多數美國主要大都市的主要問題。在當今世界，工程系統已經變得極其複雜，沒有一個人能夠理解複雜技術系統的所有影響；這種複雜性產生了不確定性，這會導致問題甚至災難，尤其是在工程師開發系統時無法預見情況或後果的情況下。

在閱讀本章時，看看您是否能找到每個主題的示例。

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