技術借鑑科學併為之做出貢獻,工程結合科學探究和實用價值

在早期,技術源於對事物屬性的個人經驗以及操縱它們的技術,源於專家傳給學徒幾代人的專業知識。今天流傳下來的訣竅不僅是單個從業者的手藝,而且是描述和指示方向的大量文字、數字和圖片文獻。但是,與積累的實踐知識同樣重要的是,透過理解事物行為背後的原理(即來自科學理解)對技術做出的貢獻。

技術借鑑科學併為之做出貢獻,工程結合科學探究和實用價值

工程學是科學知識在開發和應用技術中的系統應用,已經從一門手藝發展成為一門科學。科學知識提供了一種方法,可以在我們製造或觀察事物之前估計事物的行為。此外,科學通常會提出以前甚至無法想象的新行為,從而導致新技術的出現。工程師使用科學技術知識以及設計策略來解決實際問題。

作為回報,技術提供了科學的眼睛和耳朵——以及一些肌肉。例如,電子計算機在天氣系統、人口模式、基因結構和其他複雜系統的研究方面取得了重大進展,否則就不可能實現。為了測量、資料收集、樣本處理、計算、運輸到研究地點(如南極洲、月球和海底)、樣本收集、防止危險材料和通訊的目的,技術對科學至關重要。越來越多,然而,技術不僅為科學提供工具;它還可以為理論和研究提供動力和方向。例如,能量守恆理論的發展很大程度上是因為提高商業蒸汽機效率的技術問題。基因工程技術推動了人類 DNA 中整個基因組位置的對映,這既使這種對映成為可能,也提供了這樣做的理由。

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隨著技術變得更加複雜,它們與科學的聯絡變得更加緊密。在某些領域,例如固態物理學(涉及電晶體和超導體),製造某種東西的能力和研究它的能力是如此相互依賴,以至於科學和工程幾乎無法分開。新技術往往需要新的理解;新的調查往往需要新技術。

與科學探究和數學建模最密切相關的技術組成部分是工程。從最廣泛的意義上講,工程包括解釋問題併為其設計解決方案。基本方法是首先設計一個通用方法,然後制定必要物件(例如汽車發動機、計算機晶片或機械玩具)或過程(例如灌溉、民意調查或產品測試)。

很多關於科學本質的討論也適用於工程學,尤其是數學的使用、創造力和邏輯的相互作用、對原創的渴望、涉及的人的多樣性、專業特長、公共責任和很快。事實上,被稱為工程師的人比被稱為科學家的人要多,許多科學家所做的工作既可以被描述為工程,也可以被描述為科學。同樣,許多工程師從事科學工作。

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科學家認為現象中的模式使世界變得可以理解;工程師們還認為它們使世界變得可操縱。科學家試圖證明理論與資料相符;數學家試圖展示抽象聯絡的邏輯證明;工程師試圖證明設計有效。科學家不能提供所有問題的答案;數學家無法證明所有可能的聯絡;工程師無法為所有問題設計解決方案。

但工程對社會系統和文化的影響比科學研究更直接,對人類企業的成敗以及個人利益和傷害具有直接影響。工程決策,無論是設計飛機螺栓還是灌溉系統,都不可避免地涉及社會和個人價值觀以及科學判斷。

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