工程学科：概念辨析-工程学科：框架、本体与属性

2.1.1　“工程”概念辨析

本节详细地列介有关工程的种种界说和定义，识别工程概念的“活动”、“知识体”和“职业”等基本属性，并且加以深入讨论，以揭示可视为“第三种文化”的工程的丰富内涵。

2.1.1.1　关于工程的界说

许慎《说文解字》称：“工，巧饰也，象人有规榘也。”“程者，物之准也。”（《荀子・致仕》）但“工程”一词，古亦已有之。据称该词始见《北史・列传第六十九》：“见于齐文宣营构三台，材瓦工程，皆崇祖所算也。”其后《新唐书・魏知古传》亦云：“会造金仙、玉观音，虽盛夏，工程严促。”《宋史》、《元史》等虽有记载，但并不多见。元代程端礼撰有《程氏家塾读书分年日程》，史称“读书工程”或“进学阶程”。及至清代，书中言及工程者不可胜数。在西方，工程（engineering）一词源出于与工程师（engineer）同一词根的拉丁词“ingenium”（攻城槌）和“ingeniator”（发明或操纵攻城槌的人）（Hicks，1977）。而早在埃及新王朝（公元前1750—1100年）的手稿中，就有了关于工程师的记载（Rogers，1985）。可见，无论中外，工程都是古老的事物。

“工程”有多种界说，现列举中外若干辞书给出的如下典型界说：

●工程是土木建筑或其他生产、制造部门用比较大而复杂的设备来进行的工作，如土木工程、机械工程、化学工程、采矿工程、水利工程、航空工程。（《现代汉语词典》，1988）

●工程是把自然科学的原理应用到工农业生产部门中去而形成的各学科的总称。（《辞海》，1979）

●工程是把数学和科学技术知识应用于规划、研制、加工、试验和创建人工系统的活动和结果。有时又指关于这种活动的专门学科。（《自然辩证法百科全书》，1994）

●工程是：（1）将科学知识运用于机器、道路、桥梁、电气设备等的设计、建造及控制的活动；（2）（工程科学）作为学科的工程学问，参见化学工程、土木工程、电气工程、基因工程、机械工程、社会工程。（OALD，7th edition）

●工程是：（1a）科学和数学知识的运用结果，如设计、制造和操作经济有效的结构、机器、过程和系统；（1b）职业或工程师的工作。（2）熟练地操纵和指导，如地缘政治工程、社会工程。（AHD，4th edition）

●工程是：（1）为实际目的的科学和数学原理的应用，如设计、制造，以及对有效和经济的结构、机器、过程与系统的操纵管理；（2）工程师职业，或由工程师从事的业务活动；（3）熟练地操作或指导，如地缘政治工程、社会工程。（Free Online Dictionary，2005）

●用作名词的工程有三个意思：（1）科学对商业或工业的实际应用，同义词为“技术”；（2）与艺术和科学有关的为实际问题而应用科学知识的学科，同义词为“工程科学”、“应用科学”、“技术”；（3）安装发动机的场所（例如在船上），同义词为“轮机舱”。（Word Net，2005）

●工程是应用科学知识使自然资源最佳地为人类服务的一种专门技术。（《简明大英百科全书》（中文本），1985）

●工程是专注于工业和日常生活的结构、机器与其他装置的设计、制造和运行的专门职业。（Free Online Encyclopedia，2005）

若干著名的工程团体也有极为值得关注的工程界说：

●工程是利用丰富的自然资源为人类造福的艺术。（《英国土木工程师协会章程》1828）（参见Mayne，1982）

●工程是把科学知识和经验知识应用于设计、制造或完成对人类有用的建设项目、机器和材料的艺术。（《美国土木工程师协会章程》1852）（参见Mayne，1982）

●工程是一种专门职业，（从事这种职业的人）需要把通过学习、体验和实践所获得的数学和自然科学知识用于开发并经济有效地利用自然资源，使其为人类造福。（ECPD，1961）

●工程是能熟练应用一种特殊知识体系的专门职业；该知识体系以数学、科学和技术为基础，并且整合了工商与管理，它们通过某一具体工程学科的教育和专业形成（professional formation）才能掌握。工程的目标是为工业和社会开发、提供和维护基本设施、产品与服务。（ECUK，2000）

●工程是应用科学和数学原理、经验、判断，以及应用常识以造福人类的艺术。（ABET，1982）

●工程指企业、政府、院校或个人从事的下述工作：它将数学、物理和/或自然科学应用于研究、开发、设计、制造、系统工程或技术操作，以创造和/或提供目的在于使用的系统、产品、过程和/或技术性质与内容的服务。（NRC，1985）

尤其值得注意的是20世纪末美国麻省理工学院（MIT）给出的工程界说：

●工程是关于科学知识的开发与应用和关于技术的开发与应用的，在物质、经济、人力、政治、法律、文化限制内满足社会需要的一种有创造力的专业。（参见路甬祥，1996）

以上界说之所以典型，因为它们的来源一是重要的相关工具书，二是著名的相关机构，均具有代表性和权威性。至于不同学者的意见，文献所见也是见仁见智。表2.1列出了按年代顺序排列的21种工程定义，它们均出自历史上的名人之口。

表2.1　21种工程定义

续表

续表

资料来源：IEEE（1995）：21 Definitions of Engineering.

国内为数不多的有关著作也有自己对工程的见解，例如：

《工程教育设计与工程设计方法》（冯厚植等，2003：3）认为，为了将工程与科学、技术区别开来，其定义至少应包括四个部分：（1）它的依托是科学、技术，还要加上经验判断；（2）它的目的是为满足社会需要以改造世界；（3）它必须考虑自然和社会的多种因素的制约；（4）它的结果应是产生出现实中还没有的人工产物，即有创造性。作者据此给出自己的定义：工程是“以科学、技术的应用为主线，考虑到多种自然和社会因素的制约影响，加上经验判断，为满足人类社会需要而改造世界，创造人工产物（包括实物硬件和非实物软件）的活动和结果”。

《工程哲学引论》（李伯聪，2002：7—8）注意到“学术术语”和“日常语言”的不同，指出日常语言的工程指四种情况：“一是一般性地指称大型的物质生产活动，例如土木工程、冶金工程、采矿工程”；“二是在（广义的）生产范围中仅把那些新开工建设的或新组织投产的建设项目称为工程，例如三峡工程”；“三是用于指称某些大型的科研、军事、医学或环保等方面的活动或项目”，如“曼哈顿工程”；“四是用于指称某些有具体而明确目标的大型的社会活动，例如希望工程”。从术语角度讲，作者则把“工程这个术语一般性地界定为对人类改造物质自然界的完整的、全部的实践活动和过程的总称”。

《工程教育基础：工程教育理念和实践的研究》（王沛民等，1994：19—21）在概括了“工程即技术”、“工程即科学”和“工程即专业”三类定义后评论道：它们“从不同领域反映了工程某个侧面的属性，包含了相对真理的成分。但它们的共同局限在于都把工程作为静止的东西，忽略了工程的动态过程，因而只能说明工程作为一个整体的某个侧面或阶段的属性，尚未能揭示出本质”。作者进而补充道：“工程是一种古老的文明活动”；尽管工程范围不断扩大、工程手段日益丰富和更新，其基本涵义仍然是“为了人类生活得更好，创造、发明、设计和建造”。

众所周知，“界说”或“定义”出自拉丁文“definitio”或“difinitio”，可惜该术语本身却缺少明确的定义。按照迈纳的说法（1984：24—28），定义（此处为动词，即下“定义”）有四种目的：其一，“确定本质”，其二，“确定概念”，其三，“规定一个符号的意义”，其四，“规定一个符号应在什么意义上使用”。

定义的第一种目的是“确定本质”。何谓“本质”？这在哲学本体论上首先就是一个众说纷纭、世世代代皆可讨论的问题。当然，不妨碍人们在方法论上就“本质”的“特征”进行讨论、描述并达成一定的共识。人们普遍认为，“本质特征”是指那些对事物起决定性作用的基本特征。“本质特征”和“本质”本身有联系，但并不等同。确定了本质特征不等于确定了本质，所以描述事物基本特征并不能认为是在下定义，当然对事物基本特征的描述也不是下定义的目的。如此看来，探究和确定工程的“本质”不是一件容易的事，甚至是不可能的事。

定义的其他三种目的通常是混合在一起的，甚至看不出它们之间究竟有什么重大区别。事实上，人们需要确定一个词语，如工程，看它通常在什么意义上使用，那么词典和辞书基本上就能解决问题。然而，此时的该词语是在一般的意义上或在口语的意义上被使用的。本书中，仅仅在口语的意义上使用“工程”是不够的。我们需要区别或确定的是，在历史过程中，“工程”先后在哪些意义上使用过，希望尽可能完整地描述“工程”在某个意义上被使用的场景。

“工程”有哪些可以描述、解释和应用的意义呢？综上所述，“工程”已经在三种意义上被人使用。或者说，人们已经注意到至少可从三个角度“看”工程：（1）把工程视为一种活动，给出工程的活动定义；（2）把工程视为一种知识体系，给出工程的知识定义；（3）把工程视为一种职业，给出工程的职业定义。

2.1.1.2　视为“活动”的工程

以上工程界说提到的活动有：文明活动、生产活动、社会活动、实践活动，以及创造人工产物的活动等。这些活动的最大特点，可用目的性、物质性、实践性和群体性来概括。

目的性：意味着这些活动都有自己的初衷或意图，活动的过程都以一定的目标为指向。目的性暗含着活动主体是人的命题。这里的人是复数、是人的群体。个人也可以从事活动，包括无目的的活动；但是群体的活动总是有着这样那样目的的。有目的的活动在发生或进行时，人未必出现在活动现场，如运行中的生产线和轨道上的卫星，但在它们的背后必然可见人的身影。

物质性：指这些活动的过程是借助工具的物质运动过程，其结果也是物质形态的。比如截断江河建筑一座大坝，其过程和结果显然都是物质的。如果只有水坝的设计图和纸上的施工方案，那么不能说这些图纸方案就是工程，但是可以把制作图纸和方案的过程视为工程活动的局部过程，因为它具体配置了人财物的资源。这个局部过程主要涉及人的思维活动，不过已经不是纯粹的精神活动及其记录，后者如哲学的思辨、数学的推理、文学的创作等。

实践性：指这些活动的对象是“做”而非“想”，是“行”而非“知”，或者说在时间序列中是“先行后知”、“行中求知”。有时候似乎“先知后行”，例如工科学生在校学习，但今天的知是为了明天的行，是为了能够解决真实世界的问题；工科学生的学习，与其说是为满足对未知世界的好奇心，不如说是为实现对未知世界的创造欲望。实践性把工程活动与科学活动相对明确地区别开来。

群体性：意味着进行这些活动一定要求合作，不是个别人的个别行为。工程活动的目的性、物质性和实践性的内在要求，也凸现在工程活动的群体性上面。发明家可以独自一人搞发明，艺术家可以关起门来搞创作，工程师则需要把工程活动的相关成员组织起来，指挥并带领大家一步步地实现工程的具体目标。技术、技艺的活动是工程的基本活动，但工程活动并不局限于此，因为它还要面对材料和人工的使用，以及与其相关的经济事项、政策法规、文化习俗，乃至生态环境等问题，这些都不是单个个人能够解决的。(www.chuimin.cn)

由上可见，作为活动的工程有着自己的鲜明特征，虽然工程活动的外延很宽，但其内涵却表现为四项特征兼备的明确限定。综合这四种特性，基本上可以把工程与其他活动区分开来。

2.1.1.3　视为“知识体”的工程

“知识体”（body of know ledge）可以理解成许多知识或大量知识集合而成的系统（体系）。知识本身就是一个复杂概念。一般来讲，各种认识、认知和经验都可以视为知识，并不限于理性认识，更不限于书本理论。

事实上，对工程知识体系的最初认识，就是由经验和实践而来的。例如在工程领域最古老分支的土木工程，1828年成立的英国土木工程师协会和1858年成立的美国土木工程师协会，其《章程》均指出工程是一种“艺术”（Art）。与此类似，有的界说也把工程视为一种艺术或技术。艺术是“艺”和“术”的统称。在古代中国，“艺谓书、数、射、御，术谓医、方、卜、巫”（《辞源》，1985）。在西方，艺术也有审美艺术（fine arts）和实用艺术（useful arts）之分，前者似可称为“艺”，后者似可称为“术”。与“术”相近的词语还有“手艺”/“技艺”（craft）、“技能”（skill）、“技巧”（technique），以及“技术”（technology）等。从“实用艺术”到“技术”，构成了一大类工程知识的集合（这也可能就是今天把工程和工程技术混为一谈的一个主要原因）。

工程知识的另一大类集合，是与工程相关的“科学”（science）知识的集合，后者被称为一种“学科”（discipline），即“应用自然科学原理的学科”，或“应用科学和数学原理的学科”。这里，关于（自然）科学的学科和数学的学科显然有别于工程类型的学科，前者似乎是“领导型”的知识体，后者似乎只能是作为“二传手”的知识体。在等级社会的学术界，“科学一流”、“工程二流”的偏见比比皆是，同时科学话语权的滥用又将此论点推向极致，进一步误导了社会公众。生产力水平愈是低下的社会，此种偏见愈大，对国家竞争力的致命冲击也愈大，这已经成为不争的事实。

为了摆脱“二流”知识的尴尬，新概念“工程科学”（engineering sciences）诞生了。据文献考察，“工程科学”术语首见于1955年美国工程教育协会（ASEE）发表的《Grinter报告》（Harris，1994）。该报告历史性地提出，工程科学包含六大学科：

●固体力学；

●流体力学；

●热力学；

●热量、质量和动量传递；

●电工理论；

●材料性能和特性。

众所周知，已有75年历史并具有国际影响力的美国工程与技术鉴定委员会（ABET），其鉴定的学科（专业）领域除工程和技术外，已经扩展到应用科学和计算，计四大领域；其团体成员亦已达到28家，其中涉及的工程学科有：（ABET，2006）

环境工程（美国环境工程师学会AAEE）；

测量工程（美国测绘协会ACSM）；

宇航工程（美国航空航天学会AIAA）；

化学工程（美国化学工程师协会AIChE）；

核工程（美国核学会ANS）；

农业工程，林业工程（美国农业和生物工程师协会ASABE）；

建筑工程，土木工程，结构工程（美国土木工程师协会ASCE）；

通用工程（general engineering）（美国工程教育协会ASEE）；

供热制冷和空调工程（美国供热制冷和空调工程师协会ASHRAE）；

机械工程，工程力学（美国机械工程师协会ASME）；

生物工程及生物医学工程（生物医学工程学会BMES）；软件工程，信息系统（计算机科学鉴定委员会CSAB）；

计算机工程，电气和电子工程（电气和电子工程师协会IEEE）；

工业工程，工程管理，工业管理（工业工程师协会IIE）；

陶瓷工程（全国陶瓷工程师协会NICE）；

车辆工程（汽车工程师协会SAE）；

制造工程（制造工程师协会SME）；

地质/地球物理工程，矿业工程（矿业、冶金和勘探协会SME-AIME）；

船舶和轮机工程，海洋工程（船舶和轮机工程师协会SNAME）；

石油工程（石油工程师协会SPE）；

材料工程，冶金工程，焊接工程（矿产、金属和材料协会TMS）。

上述33种工程学科与“自然科学原理”和“数学原理”密切相关，但被简单认为是后者的“应用”则有失偏颇，因为这些工程学问有其独特的对象（人工自然和人工物）、有其独特的方法（包括试探法在内的工程方法），以及有其毋庸讳言而且需要标榜的功利目标（以工程的产品和服务造福人类）。总之，作为知识体系的工程，至少涉及“工程技术”和“工程科学”两个大类。正如它的英文词汇的后缀“—ing”所表征的那样，工程知识体是行动中的“做”的学问，是在进行中求知以便把事情做得更好的学问。

2.1.1.4　视为“职业”的工程

所谓职业，是社会中的个人所从事的作为主要生活来源的工作。成千上万种职业在西方分成“普通职业”和“专门职业”两类，前者称为“trades”，后者称为“profession”（参见郑晓沧，1936：62—66）。在经济全球化的进程中，改革开放的中国开始注意、认识和引进“profession”的概念，在专业技术职称评定、专业资格认证和注册、专业团体构建等方面，开始尝试建立有特色“profession”的社会建制。

上文的若干界说都把工程定义为“profession”，即把工程视为一种专门的职业，其中ECPD的界说则是文献所见的较早的工程职业定义。该定义由美国工程与技术鉴定委员会（ABET）的前身美国工程职业发展协会（ECPD）于1961年正式提出，它表达了工程职业的四重要义，即：（1）工程职业的使命是“为人类造福”；（2）完成该使命的途径是“开发并经济有效地利用自然资源”；（3）为此而运用的专门工具是“数学和自然科学知识”；（4）掌握该工具的方法是“通过学习（study）、体验（experience）和实践（practice）”。

进入20世纪90年代，美国麻省理工学院（MIT）把工程的职业定义大大推进了一步，指出“工程”是“一种有创造力的专门职业”。正如冯・卡门（Theodore von Karman）指出的那样：“科学家探究已有的世界，工程师创造全无的天地”（Wikipidia，2006）。“创造”这一界定，揭示了工程几乎被人遗忘的最基本特征。MIT的这个定义，同时也阐明了工程的实践本质（对科学知识、技术两者的“开发与应用”）。它既纠正了200多年来单纯技术的狭隘观念（强调对科学知识的“开发与应用”），也摆脱了将近半个世纪盲目尾随科学的附庸地位（补充对技术“开发与应用”的同时，指明对科学知识既要“应用”更要“开发”）。MIT率先提出这个“工程”新概念，在科学独秀、理论至尊的学术传统氛围中是个非常之举。它为工程教育带来了新鲜空气，也为新世纪工程教育的健康发展指出了明确方向。前不久，MIT的工程定义又有新的陈述：“工程是整合人、物质和种种经济资源以满足社会需要的创造性专业（profession）”（MIT，2005），但其内涵并无改变。

工程的职业定义是个相对完备的定义。作为一个着眼于“人”的工程定义，它把工程活动的主体和工程知识的载体同时推到了大众面前，一方面从内容和过程上揭示了工程教育的典型特征，一方面也展现了工程人才职业生涯的广阔前景，以及对他们充满诱惑的极度挑战。

总而言之，对“工程”的多种界说，至少可从三个角度加以考察，一是视之为一种造福人类的实践活动；二是一种涉及科学技术的知识体系；三是一种创造尚未有过的世界的专门职业。当然，工程也还是一种最古老而又充满活力的文化。如果说科学文化和人文文化是“阳春白雪”，工程文化就是“下里巴人”。这种与人类物质生活密切相关的造物和做事的文化，是现实性、普及性和大众性的。“两种文化”的世界里只有科学和艺术的殿堂，真实的世界里却不能没有作为“第三种文化”的工程。