工程与工程科学.docVIP

钱学森的科学名篇：《工程与工程科学》62年前的文章里，钱学森先生第一次系统地论述了工程科学（即技术科学）的思想。这次趁着审订《钱学森文集》（中文版）的机会，我再次细读了此文，获益匪浅。日后将陆续发表读后感以及一些名家的评论。承译者谈庆明研究员赐寄他的翻译稿，使此文的中文版可在此奉献给各位。谨此志谢。 工程和工程科学，钱学森，（原文发表于Journal of the Chinese Institution of Engineers, Vol. 6, 1~14, 1948） 前言 人们回顾半个世纪以来人类社会的进步，无不深刻认识到技术和科学研究对国家和国际事务的有决定性意义的重要性，无不对技术和科学研究所受到重视程度的巨大提高留有深刻的印象。很显然，虽然在早期，技术与科学研究是以未加计划的、个体的方式进行的，可是到了今天，在任何主要国家，这种研究都是受到认真调控的。因而，如同长期以来的农业、金融政策或者外交关系一样，技术与科学的研究现已成为国家的事情。认真考察为什么研究工作的重要性得到如此重视，自然地会得出这样的答案，即研究工作现在是现代工业整体中的一个组成部分，不提到研究工作就谈不上现代工业。既然工业是国家实力和福利的基础，技术与科学的研究就是国家富强的关键。 人们也许会说，在工业时代的开创时期，技术与科学的研究就与工业发展有关，那么为什么今天把研究工作说得如此重要？这个问题的答案是，处于国内和国际竞争的需要，迫使现代工业必须以越来越高的速度发展。要要实现高速发展，就必须大大强化研究工作，尽快利用基础科学的发现。也许没有什么实例比战时雷达和核能的发展更为突出了。雷达技术和核能的成功开发为盟军取得第二次世界大战的胜利做出了重要贡献，这是公认的事实。短短数年，紧张的研究工作把基础物理学的发现，通过实用的工程开发，迅速地变成了战争武器，并成功地用于实战。就这样，现在，纯科学的现实与工业的应用之间的距离缩短了。换句话说，长头发科学家和短头发工程师之间的差别其实很小，为了使工业得到有成效的发展，他们之间的密切合作是不可少的。 纯科学家与从事实用工作的工程师间密切合作的需要，产生了一个新的职业—工程研究者或工程科学家。他们形成纯科学与工程之间的桥梁。他们是将基础科学知识应用于工程问题的那些人。本文的目的是讨论工程科学家能够做什么，也就是他们能为工程发展做些什么工作，以及完成他们的任务需要接受什么样的教育和培训。 工程科学家对工程发展的贡献 简单地说，工程科学家对工程发展的贡献就在于努力做到人力和财力的节省。要节省人力和财力，就要对面临的问题做充分的、全面的分析，从而指出： 1）所建议的工程方案的可行性究竟怎么样； 2）如果可行，实现这个建议最好的途径是什么； 3）如果某一个项目失败了，那么失败的原因是什么，可能采取什么样的补救办法。 显然，如果一个工程科学家能够完成上述任务，那么他在任何一项研究和发展的工作中就会在很大程度上免除试凑、应付的方式。所有人力和财力就能集中在最好的途径上，或者说，舍此几乎没有其他更好的解决问题、大获成功的方法。 尽管会有不同意见，但是上面给工程科学家所提的三个问题毕竟是工程中的三个基本问题。什么是一个工程科学家能做而工程师却不能做的工作？这个问题的答案是，在工程职业变得越来越复杂的今天，存在着专门化的需要。为了满意地解决上述三个问题，现时对知识的要求应包括良好的培训：不仅在工程方面，也要在数学、物理、化学方面都要有良好的培训。这一点在下面几节还会做更详细的讨论。因此，一个工程科学家的培训与工程师的常规培训很不相同。换句话说，他必须是能够解决上面所说的工程发展中的三个基本问题的专家。 关于长程火箭的建议的可行性 为了更好地理解，一个工程科学家通过什么样的途径来解决工程发展中的三个基本问题，下面将描述几个能说明问题的例子。第一个例子是关于长程火箭可行性的研究。火箭的推进是由于所携带的推进剂进行燃烧从而排出的射流的作用。火箭发动机的性能是用推进剂的比耗来表示的，其定义是每小时需要消耗多少磅推进剂从而产生一磅的推力。这一数值因大气压力的变化而略有不同，但一般可以取为常数，即取其平均值。推进剂的比耗就用来表示发动机的性能。火箭的射程显然依赖于所携带的推进剂的总量，或者依赖于推进剂总量与火箭总重量之比，即推进剂的装载比。火箭飞行时，要克服的是空气阻力。于是我们看到，一个工程科学家为了解决长程火箭的可行性问题，他必须掌握三类基本信息：火箭发动机的性能、结构的效率以及高速飞行时的空气动力。为了掌握火箭发动机的性能，他必须依靠火箭工程师以取得试验数据；为了获得结构的效率，他必须依靠测量应力的人以取得结构载荷的数据；为了获得高速飞行时的空气动力，他必须求助于高速风洞以获取试验数据。然后，从事该工作的工程科学家必须对上述信息进行综合的