一、延续性、创新与适应

在达尔文生物进化论中，以“自然选择”对“生命是如何进化的”提供了强有力的解释之后，生物进化理论逐渐被作为一种隐喻或模式，在科学、技术、产业、经济、社会等活动/领域扩散（如科学知识进化论、技术进化论、产业演化论、演化经济学、社会进化论等）。至今，进化的观念也已经从自然界向人工界延伸与拓展。从“自然—科学—技术—工程—产业—经济—社会”的知识链来看，进化的观念在工程活动领域尚未引起足够的关注。显而易见，工程作为人工自然界的造物实践活动，作为技术性要素和非技术性要素的集成系统，技术和人工物的进化为研究工程演化提供了可能。

进化论的基本理论框架是以多样性为前提的，而生物物种如何从已知物种中进化发展则是生物物种得以延续的关键。此外，对于一个进化系统而言，还必须包含以下两个重要因素：第一是新物种出现的机制，即变异；第二则是物种的延续及变异的保留（适应自然）必须要具有可理解的选择机制（自然选择）。那么，对于工程而言，是否也具有生物进化理论的基本要素或条件？

基于工程史的研究，可以清晰地看到工程史上存在着工程的多样性，而且不同“物种”类型的工程和同一门类工程内部之间存在着延续性与创新性。

从不同门类工程的发展并结合科技史和社会发展史来看，每一新类型工程的出现往往是科技革命、产业革命和重要社会历史变化与多因素选择的结果，正是这些变化的复杂性凸显了工程的多样性变化及其选择性特点。恩格斯“劳动创造了人本身”的观点揭示了人类的出现和工程活动的起源之间的联系。工程的一般含义是“造物”，最早的石器工具的打制标志着人类“造物”的开始，这种“造物”劳动也意味着工程的发端，同时也赋予了“造物者”——人——的内涵。石器工具的出现也被认为是技术诞生的标志，因而在起源意义上，工程和技术的发展紧密联系，工程史与技术史也就有了许多内在的联系和结合（这也许是加里森将书名冠之以工程与技术史的原因，尽管在书中主要以工程为研究对象）。人类的生存除了自然物之外，还需要人工物，如器物、工具、人工居所等，自然物为天工之物，而器物、工具和一切非自然生成的有用物的制作、建造是人工界的，它们是人类工程活动的产物。

随着人类生产、生活需求的变化，随着科学技术发展水平的提高，工程活动也逐渐丰富多样。从工程史来看，近代以前主要有土木工程，在欧洲某些地区冶金工程开始出现。到近代，科学革命和产业革命为工程的分化，以及新的工程领域的出现带来了动力。在这一时期，除了土木工程领域的分化，开始有了机械工程、化学工程等，特别是蒸汽机的发明更是推动了机械工程的发展，也加速了钢铁冶金与铁路工程的发展步伐。20世纪，航空航天工程、电子工程、石油工程和核工程等发展起来。工程多样性的存在既反映了科技的不断进步过程，也反映了人类需求及创造力的不断丰富和加强。

从同一门类工程的发展来看，在大尺度的历史时期内，每一类工程内部之间也存在一定的连续性和创新性，技术创新与社会需求是促使工程创新的动力。连续性的表现之一是同一类工程在不同时期的持续出现。以具有代表性且最与人的日常生活联系紧密的土木工程为例，在旧石器时代，原始人类主要以石器工具的制造和使用来提高适应自然并得以生存的能力。这一时期的“土木工程”（这种称谓后来才出现）简单而直接，但“集成”了一些原始人类的生存和生活技术。古埃及人利用适合自身环境条件的工程方法创造了许多土木工程奇迹，如寺庙、金字塔、灌溉水渠、军事工程设施等，使得他们成为那个时代真正的“石头的主人（Master of Stone）”^[53]。

工程思维、工程知识的继承和传播也是工程具有连续性的表现。在古希腊，不仅有举世闻名的土木工程的典范（如罗得西人巨像、亚历山大里亚灯塔和帕台农神庙等），而且更值得提及的是，古希腊留给后世的最大财富在于对现代工程实践产生深远影响的科学思想、工程知识和批判性思维方式。例如，古罗马人从古希腊人那里学到了关于引水渠、隧道等的工程知识。但古罗马人在继承古希腊等地区土木工程知识的基础上进行了创新，并且把工程能力发挥到极致，使得土木工程技术达到那一时代的巅峰，取得了令人瞩目的成就，如军事土木工程、交通与桥梁工程（如罗马主干道、桥梁）、城市建筑群等。古罗马的土木工程在不同时期有着鲜明的特色，在东罗马共和国时期以军事工程为主，而在西罗马帝国时期则以民用工程为主。正如加里森所概括的，“在共和国的时代是军事工程师的时代，而帝国时代是民用工程师的时代”^[54]。(www.daowen.com)

到中世纪，工程活动尽管以阿拉伯人“重新点燃古希腊火炬”——继承希腊人的科学思想和工程风格为主，但也有所创新。如建造出了康斯坦丁堡式的城堡，并一直影响着中世纪的城堡建筑。到近代，实验科学的诞生与发展提供了作为工程基础的知识（如静力学），文艺复兴运动使得文艺领域的人文主义思想对工程也产生了深远的影响。圣彼得堡圆顶教堂、圣保罗教堂、多孔桥、碎石路等是那一时期最具代表性的土木工程。18—19世纪初的欧美，土木工程的分支——桥梁建筑工程，无论是构架还是设计都既有继承又有创新。那一时期在铁桥、吊桥和它们设计方面的演化上就是很好的证明^[55]。随着城市化进程的加速，垃圾与废物处理、给水与用水卫生等社会需求促使许多卫生工程和大型水利工程陆续出现。比较著名的有美国的胡佛大坝和圣·弗朗西斯大坝，以及克劳顿（Croton）供排水水道、伊利运河、苏伊士运河和巴拿马运河等。从以上叙述中可以看出，同一类型工程在不同地区、不同时期既体现了工程的延续性，又体现其创新性，主要体现为这类工程在结构、功能、意义、用途等方面的变化。在这个变化过程中，技术的创新与社会需求的变化是其演化的主要动力。

另外，同一国家（或地区）在不同时期、不同国家（或地区）在同一时期的工程呈现出与科技创新水平相适应的状况，并且整体上都呈现螺旋式上升的趋势。从建筑工程来看，早期比较发达的地区有埃及、罗马等，文艺复兴时期工程科学的出现使得意大利成为当时的中心，从17世纪开始法国就成为了新的工程中心。直到19世纪中期，先是英国、然后是法国在钢铁桥梁设计方面一直是世界的引领者。20世纪中期，随着钢铁技术和混凝土技术的飞速发展，这种领先水平被桥梁建造工程师传入美国。艾菲尔铁塔、克里夫顿吊桥（Clifton Suspension Bridge）都是那个时代最具代表性的成就。

从机械工程来看，在第一次工业革命时期的英国，由于当时其科技水平相对于其他地区较高，使得它在以蒸汽机为动力的机械工程方面的成就比较突出。而到了19世纪后期，英国在以电动机为动力的科技成果转化方面相比美国而言不占有优势，使得这一时期它在机械工程方面的成就不再是绝对的领先者。同样，对于不同国家（或地区）来说，在同一时期各种类型的工程也与其当时的科技水平相适应。在卡诺原理、热力学第二定律等还没被发现之前，即新的动力源被发现之前，热能的应用真正是伴随着蒸汽泵的发展而出现的。而科学的新成果（热力学定律）被发现之后，以热能为动力的机械工程才迅速取得了快速的提高与发展。

工程的多样性、延续性与创新性揭示了工程的演化本质。工程作为哲学的研究对象，是作为“一般”的对象，包含抽象的“物种”概念和具体的“个体”概念。因此，工程的多样性表现为作为“物种”的多样性（如机械工程、电子工程等各种门类的工程）和作为“个体”的多样性（如桥梁工程中的拱桥、吊桥等）。工程的多样性存在是工程发展过程中诸多因素进行选择的前提，也为工程的创新提供了可能性。

工程演化中的选择机制是指在不同科技发展水平与社会历史条件下，因自然条件、技术条件、社会需要等诸多因素的影响，在工程的规划设计、建造、运行、管理等过程中对工程的结构、功能、效用、效率等进行选择的过程。这种选择机制不同于生物进化论中的目然选择，而是一个社会建构的过程。如卡隆（M.Callon）在分析20世纪70年代法国电动汽车的失败案例时指出，由于电动汽车的开发与当时社会需求及消费需求的不适应性制约了它的发展^[56]。

此外，同一“物种”类型的工程在知识、技术、物质材料等方面的“继承”（类似于生物学中的“遗传”）也是工程演化过程中存在延续性的基础条件，同时也为新的一轮工程创新进行“量”的积累。因此，工程在人工世界犹如生物在自然界那样具有演化的特性，演化是工程的固有属性和内在要求。

工程的多样性、选择、延续性（类似于生物学中的“遗传”）的存在，揭示了工程在大尺度的时间—空间内的演化本质。工程哲学研究需要从静态的“工程”认识转向动态的工程演化研究。