在知识经济时代,工程的门类日益复杂和多样化,既有传统意义的工程的延续,并逐渐信息化、智能化,又不断地衍生新的工程类型,新的专门化和职业化。它们彼此之间相互交叉、叠合,形成了一个“全球适应性进化系统”[26]。可持续发展、循环经济、产业生态学等理念或理论,现实的自然生态问题的严峻性使得当代的工程设计越来越趋于人性化、生态化。信息化、网络化、智能化是这一时期的主要特征,此外还有以下的发展特点。
1.工程活动中科学与工程的知识整合越来越重要
现代的工程活动中,科学家与工程师在具体的工程项目中“联姻”,使得关于工程项目的相关理论(知识),同将建造的人工物的设计、制造、运行等各方面的知识,在沟通与交流中整合起来,实现了直接的联系。科学知识与工程知识的“整合”,一方面体现技术(工程)是应用科学这一实用主义的观念,另一方面反映了现代的工程活动中,科学家的“在场”和工程师的“在场”变得一样重要。
另外,这种重要性也体现在工程教育的课程设置与学科分支上。从20世纪五六十年代开始,现代物理学、化学及前沿的应用数学等已经成为工程教育中重要的拓展性科目(Expanded Subjects)。从这一时期开始,电子学成为电机工程一门重要课程;同样,物理化学和高分子化学,对于化学工程而言也日益变得重要。而计算机、数学则成为所有工程分支的重要基础。工程与科学之间的联系如此紧密和坚实,以至于工程科学常常被称为某一专门领域的工程的同义词。工程科学作为一门新学科的设立,反映了工程对于科学发展的适应性,也改变了社会利益关系。
2.工程造物的速度以及人工物的更新换代在加速
工程与科学的综合、集成在效率转化意义上加速了工程造物的速度,这体现在科学的应用转化速度加快,工程的运行节奏加速化等方面。其结果是人工物的更新换代也在加速,通信工具(如手机)、软件工程(如网游)等版本升级或跃迁的时间在缩短,旧产品的淘汰也在快速化。不断推出新产品、快速升级与更新充分说明了工程的加速化趋势。另一方面,人工物的更新换代反过来又被作为一种正反馈激励着新的工程造物,促进工程造物的加速化。
3.工程系统日益复杂化,各类工程之间的相互依赖与作用也不断增强
这是由其多样性决定的。从大的历史尺度来看,人类文明诞生以来的所有工程已经形成一个复杂巨系统。据有关典籍统计,这一复杂巨系统包括许多门类或分支,《美国百科全书》共罗列了50多个专门工程领域,米尔德林等编的《工程信息资源》和权威的《工程索引》统计则分得更细[27]。从工程活动的对象物来看,这一系统可包含:(1)以物质材料的生产和加工为主的工程,如土木、陶瓷、冶金、矿业、机械、化学工程、材料工程等;(2)以能源—动力为主的工程,如电机工程、能量工程、核工程等;(3)以信息—结构网络为主的工程,如电子工程、通信工程、运输及交通工程等;(4)以生命—智能为主的工程或综合性工程,如生物工程、基因工程、人因工程(Human Engineering)、生物医学工程、航空航天工程、海洋工程、环境控制工程、系统工程(Systems Engineering)等。也有按照其他属性为依据来进行划分的工程,如工业工程、安全工程、控制工程、结构工程、过程工程,以及并行工程(Concurrent Engineering)等。(www.daowen.com)
随着科学技术的发展及其分化、交叉与融合,各类工程的要素及其结构呈多层次性和复杂性。日益增长的知识基础,技术进步的快速化发展,多样而综合的工程目的使得工程要素的多样化,各个要素之间的相互依赖也越来越强。要素的集成、避免工程的系统失灵也越来越成为工程活动中的重要研究主题。
当然,在不同的历史阶段,与物质(材料)、能源(动力)、信息、生命等相关的工程活动总是存在并衍生着的,只是在存在形式、程度、规模、主导性作用等方面不尽一样,在某个时期以物质材料性工程为主形成一股“浪潮”,而在另一个时期,以能源动力(信息—网络或生命—智能)为主形成新的“浪潮”,引领人类的工程向更高级的趋势演化。
4.工程设计更加关注自然、资源和人性,注重产业经济和创意经济
增长是工业时代最明显的表征,而发展应成为后工业时代或知识经济时期关注的核心。增长更多地意指量的积累和增加,发展则更多地意指质的进步。工程作为推动经济增长的直接的生产力,人类栖居的局限性决定了增长最终是有限的,因为增长所需的各种物质、能量和信息,都依赖于人类自身的栖居之“地”。但是,发展是无限的,这基于人类的想象力和创造力,是人类的工程智慧使然。
由于发展存在质的多样性或多层次性,所以在关于当今发展趋势的争论也存在多种学派或学说,如可持续发展、绿色发展、 自然主义、适度发展论等。尽管各自的观点不尽相同,但是对于自然(环境)、资源问题的关注存在共同点,也更加关注公众参与以及人类学等问题。
自然环境保护成为工程活动日益被重视的因素。工业时代以来的工程活动造成的环境负荷积累,诸如资源开发利用后的残渣、金属反应过程中形成的重金属、高级材料生产中产生的致癌物质、核工业产生的辐射性物质,以及工农业生产、交通运输中产生的废气、废水、废渣等,到知识经济时代都已经形成一股“污染物质流”,有人说这是一个“用了就扔的时代(Throw away era)”或“嵌入式荒废的时代(Built-in obsolescence era)”[28]。因而,关于环境保护方面的运动(如绿色运动)、报告或著作的披露(如罗马俱乐部报告、《寂静的春天》等),以及国际环保组织的倡导(如《21世纪议程》)等,从社会的各个层次反映了人们对工程活动中的环境保护问题的重视。
技术的解决方式常常被认为是工程的一个重要特征。这种技术的解决途径也往往是基于较为狭隘的设计标准而获得的,这些标准多倾向于物质的组合方式、几何结构、经济合理性等。但是,在当代的工程设计中,随着社会需求的变化应包含更广泛的设计标准。除了技术性因素外,其他的诸如心理学、社会共同意志、哲学和人类学的因素也应受到关注。工程的人性化、智能化设计将逐渐备受推崇。
此外,科学与工程的历史表明,许多工程人工物无论是在设计,还是在建造和运行(使用)中,都趋向于追求“消耗更少的完成更多的”(More-with-Less),即在减少物质和能量供给的同时,努力提高利用效率。对于产业而言,当今提倡的3R(Reduce,Reuse,Recycle)成为工程活动中的基本理念,这也是产业生态学研究的主要方向。从未来发展趋势上,工程的发展应更注重质的规定性而不仅是生产力意义上的增长。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。