一、工程演化的自然选择

自然环境包括天然自然的地理、地质、气候、生态等环境和人工自然环境。其中，人工自然是人们有目的、有计划的工程技术活动的产物，它是所有人工自然物品及其相互关系的总和。在生态系统中，每一个物种的出现和存在都依靠其他物种营造出来的小的生态系统环境，而同时这种生物又为其他物种营造新的小生态系统环境。一种新的物种的出现，可能会使旧的物种灭亡。人工自然有着类似于生态系统的自组织特征。与生态系统类似，人工自然系统中每一人工物的出现，都依靠已有的人工物所创造的环境条件，同时它又成为其他人工物产生的环境条件。

工程建造的人工物既是人工自然物本身，又在人工自然物的不断产生和不断消亡中，随着人工自然系统的变化而演化着的。例如，在技术进步的推动作用下，汽车的出现促使马车被淘汰，与马车相配套的人工物或设施（马掌、马具和驿站等）也被淘汰。而汽车的出现，同时为炼油厂、加油站、公路、汽车维修站、汽车旅馆等提供了条件，也促使交通信号系统、交通基础设施等的出现。这些工程人工物的演变，促使以马车为主的交通运输工程系统向以汽车为主的工程系统演化。

除了人工自然环境的影响以外，天然自然环境也影响着工程目标、结构、功能等的设计、选择、权衡与决策。由于工程都是以自然界的某一部分为改造对象的，人工自然系统的构建过程，实际上是对天然自然的再造过程。但同时，天然自然对工程造物过程中的目标选择、结构和功能的设计、安排和决策等有促进/制约作用。“工程总是有一定的边界条件”这一特性往往包含着自然环境因素的影响。如特定的地理、地质条件限定了三峡工程的选址要求，长江流域的水文状况也限定了通航船闸、发电机组等结构和功能的设计，三峡库区的气候条件也可能影响发电机组装机容量的权衡与决策。新能源工程（如风能、太阳能）的建设往往也是选择有利的自然环境条件，而不是任意选取的。(www.daowen.com)

自然环境的变化对工程演化过程中的技术改进、资金投入、设备运行等方面也会产生多方面的影响。例如，在早期的采矿工程活动中，对采矿过程中的排水问题都是通过抽水来实现的。随着挖掘深度的不断加大，原有的排水技术（尤其是排水动力技术）已经不能解决问题，只有寻求技术上的改进，甚至是技术突破与创新，才能最终解决问题。这直接推动了蒸汽机的诞生，从而也使得采掘工程向机器化的演变。

在资金投入方面，自然环境的恶劣往往会使工程活动的投入成本加大。这是由于自然环境的演化有其自身的规律，工程活动在一定程度上对自然界自身的演化产生了“干扰”，反过来，自然界也对这种“干扰”会做出“反应”，如因水利工程建设而出现的山体滑坡、泥石流、生物物种不断减少等现象。为了尽量恢复或改善自然环境条件，往往需要投入大量的资金。如三峡工程在总投资上目前已达1800多亿元，其中就包含为改善自然环境条件而进行的投入。另外，由于自然环境因素的变化（如风雨雷电等的侵袭、浸湿）而不断进行设备的维护和更新换代，这些在各类工程活动中也是必要的环节。

随着人类活动对自然演化的“干扰”越来越频繁、越来越大，自然给予的“回应”也可能越强烈，频发的自然灾害、全球气候变暖、恶化的生态环境等是其“回应”的部分表现。这些从反面说明了发展循环经济、坚持低碳经济和可持续发展的重要性。