一、知识经济时代的工程

自20世纪中叶以来，人类在工程理论与实践方面的重大变化刻画了现代工程突出而又根本的特征。这些变化一方面表现出某些传统工程的持续扩张和专门化的继续，另一方面也表明这一阶段的工程随着日益增多的科学问题而进化，而且在满足社会需求方面努力寻求一种扩大化的效益。

20世纪30年代末至50年代，核物理学的重大发现及其在军事上的应用（原子弹的爆炸和核潜艇的建造），拉开了核工程的序幕。20世纪30年代末，原子核裂变反应的发现打开了人类原子能利用的大门。重核裂变对现代军事工程产生了两方面的重要影响，一是制造原子弹，二是为潜艇提供理想动力。“曼哈顿计划”成为这一时期最具影响的军事工程，研制出的原子弹在日本广岛和长崎两座城市的爆炸，对第二次世界大战的局势产生了决定性的影响。核动力的出现及其在潜艇、航空母舰和航天飞机上的应用，很大程度上也改变了世界的军事格局。到20世纪50年代中期，核能开始由军用转为民用，核电厂先后在俄罗斯和美国等国家快速发展起来，在随后的25年里，大约有400座大型核电站遍布世界^[24]。从人类可利用的非生命能源的演化过程看，能源工程的发展经历了由史前时期木材生火的利用与控制，到近代对矿物资源（煤、石油、天然气）的开发利用，再到现代核能的发现和利用三个重要阶段。而且，在燃料供应的可获得性、初始条件、控制要求及其对环境的副作用等方面，后一阶段与前一阶段相比，都相当于进行了一次截然不同的“变异”。

电子计算机的发明、应用及其快速发展是20世纪最令世人瞩目的成就，它已经对人类的工程实践和生活方式产生了深远的影响。计算源于史前时期苏美尔人用已编码的泥塑字母来算数，中国也很早就有了结绳计数的记载。公元前5世纪，古代中国发明了算盘，这被认为是最早的计算器，到现在某些方面仍然发挥计算机无可替代的功能。计算器的进化，直到17世纪以后，才有了第二次重要突破，经历了计算尺（1622年）、帕斯卡加法机（1642年）、差分机（1822年）等渐进的过程。特别是巴比奇（Charles Babbage，1792—1871）的差分机，从理念和原理上已接近现代的电子计算机。第一台现代意义的电子计算机是冯·诺依曼机（1946年）。随着计算机硬件装备由电子管（1906年）、晶体管（1947年）、集成电路（1958年）、大规模集成电路（1970年）的演变，软件由二进制编码、存储程序、程式编译、多任务操作系统等的进化，电子计算机的发展已经历了五次更新换代，现正处于第五代人工智能机发展阶段。计算机的诞生和不断进化，为人类工程活动中大量信息的接收、存储、计算、处理和反馈提供了条件，也为社会生产和生活的信息化提供了基础，更为未来世界人工物的“自组织”提供了可能。

核能核电和电子计算机的发展，为航空航天工程的诞生和快速发展提供了“助推器”。从20世纪60年代开始，航空航天工程迅速发展起来。作为工程建造物，飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、国际空间站和火星探测器等的发展，也经历了一个由低空到高空、由地球到太空、由功能单一到多元的、渐进的演化过程。在这一过程中，核能核电为航空航天提供了动力和能源，电子计算机则为航空航天工程中大量的计算和轨道模拟提供可能性的工具和手段。(www.daowen.com)

20世纪70年代，交通运输业、制造业和能源行业的工程活动呈现出集群式的发展。交通运输的全球性运营使得该行业的工程有了膨胀式的扩张需求，也推动了机场、港口、公路铁路交通枢纽及相关配套基础设施的工程建设，形成了纵横交错、结构复杂、功能多样的全球性交通网络。制造业也实现了全球性的“集成”，也涉及到以协调和战略规划为中心的问题。在能源方面，全球性的能源分配和价格垄断已经成为强烈的利益角逐，这刺激了对能源技术的选择。这些方面的工程发展表明，工程知识因其服务功能，与政治经济利益之间有相当多的彼此“交叠”。基础设施和战略性工程已成为集群式发展在组织化和功能化方面的基础性联系。在生物医学工程方面，心肺机、肾脏透析装置、放射性同位素起搏器在20世纪60年代已经出现，70年代还出现了断层X光扫描仪，激光也开始应用于眼睛治疗和手术。此外，各种新奇的电子传感器在医学和其他产业方面的应用也在逐渐推广。

随着技术的不断发展，20世纪80年代以后，工程活动的方式和重点也发生了新变化。新能源、环保、效率、速度、远距离通讯和网络安全等成为各个产业工程活动的功能目标。在新能源领域，工程活动项目指向风能发电、太阳能发电、潮汐能发电等，交通领域更加关注电动汽车、燃料电池、治理污染的催化转换器、能提高能源效率的相关装备的研发等；其他方面，特别重视高速铁路、移动电话通信、关于商业贸易和重工业领域计算机的拓展式注册，以及网络安全等方面的工程活动。当然，跟所有以往的工程时代一样，工程创新被放到非常特殊的地位。

工程人工物，作为工程思维、工程能力及其社会功能的集合体，受个人选择和集团的利益诉求的影响。社会环境是个人和集团意愿、信仰和意志等的结合体，通过社会反馈，为工程师们研制新的工程人工物提供动机。多元利益诉求的综合是工程、产业活动中需要权衡的，这种权衡一方面使得新的工程物的成功建造，另一方面也促使某些现有的工程“物种”类型的衰退。

现当代工程演化的一个特殊路径，体现在它是一个“多样性、涌现、衰退、不确定性”不断呈现的过程。多样性是工程人工物进化的一个最明显特征。如电话随着结构与功能性的需求变化，而出现了性能升级版、可移动型、光纤替代型（Fiber-optics Substitution）、增加信息存储型、扩展集成型等多样性类型。电子计算机也经历了快速化、微型化、配套装备多样化等。在未来的时间内，在一些相近领域或交叉领域，许多通用的工程人工物将不断“涌现”。如装有燃料电池或混合动力的汽车，污染治理方面的各种过滤器、物质流控制器，纳米技术领域的原子层次结构、分子计算等。在过去的十多年里，制造业及相关产业的工程有衰退现象，如大型矿业和重型造船业尤其受到了这方面的影响。此外，由于多方面的原因，某些工程领域面临着不确定性，如铁路建设和通勤运输^[25]。