关于科学与工程

偶尔也写点非技术的文章吧~

我们很多工科学生将来都会成为工程师,而像我本科所学的化学专业则是以培养科学家为己任,那科学与工程是何关系呢?一言以蔽之,工程是科学有选择性的应用,Engineering is the purposeful use of science. 最早听到这句话是大一的时候在看MIT的公开课电路和电子学时,第一集中,Agarwal教授高屋建瓴的分析了这门课程在整个知识体系中的地位。从麦克斯韦方程组出发,引入一些约束条件后,得到了集总元件抽象(LMP),也就是电路理论的基础。在这里,麦克斯韦方程组就是科学,它描述的是自然的运行规律;而电路理论则是工程,它是人类根据需要对麦克斯韦方程组进行了有选择性的应用后得到的理论。所以说,科学是工程的基础,工程是科学的结晶。

科学与工程所追求的目标并不那么相同,从本质上来说,工程的目的是应用、是设计、是创造;而科学的目的是探索、是求真。正因为如此,工程很多时候是一门平衡的艺术,我们需要综合考虑各种技术和非技术因素,最终以技术为手段,去实现一个特定的目的。因为实现某一目的是一个确定的目标,所以说,工程是以结果为导向的,而科学,其实并不该以结果为导向,科学是对真理的探求,其原动力是对未知世界的好奇。刘慈欣有一部很好的短篇小说,叫《朝闻道》,取“朝闻道,夕死可矣”之意,其中对何谓真正的科学精神做出了一个我很欣赏的诠释——科学其实并没有什么目的,科学本身就足以让人着迷了,不是吗?

工程是实现一个特定的目的,这个目的通常是一个“有价值”的目的,比如能创造经济效益一类的。不过一个优秀的工程师往往并不局限于做这些“有价值”的事,也会出于兴趣、出于好玩等目的去做一些“没有价值”的事。之前看过无人机大神Raffaello D’Andrea的一个TED演讲,Raffaello在其中展示了各种令人惊叹不已的炫酷控制技术。不过,研究制作这些无人机技术有什么用呢?事实是这并不能马上创造什么商业价值,不过在演讲的最后,Raffaello说了这样一段话:

The reality is that it is difficult to predict the impact of nascent technology. And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation. It’s a continual reminder of how wonderful and magical the universe we live in is, that it allows creative, clever creatures to sculpt it in such spectacular ways.

是啊,创造本身不就是有趣而有价值的吗?从这个角度上看,工程和科学又是那么的相像。

那工程师又是怎样的人呢?之前在知乎上看过这样一句精彩的总结,“Engineers are versatile minds who create links between science, technology, and society”, 工程师们将科学、技术与社会相连接,从生活中发现问题、从社会中洞察需求,之后以技术为手段,以科学为基石去设计出解决方案,以此满足普罗大众的需求,创造人类更美好的明天。

这也就是将来我所追求的了吧,从一个具体的环节做起,扩宽自己的深度与广度,之后以技术为工具,带领着更多人去实现更大的目标——突破现有的产品,创造出更好的产品,实现自身的价值。毕竟,对于一个工程师而言,自己设计出的东西能惠及越多的人,自身的成就感也就会越强吧~

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