环境工程概论 第一章工程学总论 第一节工程学是怎样的一门科学 工程学及其与基础科学的关系 人类的一切科学活动不外乎有两个目的:一是认识自然,一是适应自然、保护自然 和改造自然。前者对应着自然科学中的基础科学,也称为理学,后者则对应着自然科学 中的工程技术科学,也称为工程学或工学:工程学和基础科学之间的这种目的的差异是 它们相互区别的根本所在,也反应了这二大学科的变质所在。 现在,我们可以更具体地描述工程学了。工程学是人类以适应自然,保护自然和改 造自然为目的的一切实践中所积累起来的知识和经验的总和,一切有关自然科学的学问 只要是以这一目的出发的,都属于工程学,基础科学只要跨过仅仅解释自然现象这道门 槛,便进入了工程学的领域。 在整个人类知识的演化过程中,工程技术科学的发展先于基础科学的发展,在新石 器时代,人类就学会了制造一些简单的工具来增加自己适应自然的能力。早期的人类对 自然的认识是非常模糊的,但是随着人类对自然的适应能力和改造能力的进一步提高 人类对自然的认识也越来越广泛和深入。早期的理学家苦思冥想世界的本原,阐述着自 然界的各种神秘现象。有一批基础科学是从工程技术领域中抽象和分化出来的。如几何 学便是在人类的营造活动中积累起来的,化学则产生于古代的香水制造和练金术。 但是基础科学一旦形成便成为强大的力量源泉。自此以后,基础科学和工程技术相 互促进,相互牵连。工程技术的发展提高了基础科学研究的实验手段,并为基础科学的 研究提供新的方向和理依据。大体上,在公元1850年以前,工程技术科学对基础科学的 依赖性并不很强,两者相对比较独立。到了公元1850年以后,工程技术的进步则日益依 赖于基础科学的进步,基础科学的原理直接推动着工程技术的发展,至此,工程技术科 学便成为了应用科学 、工程学的类别 假如学科的分类按其包容的范围来划分,那么工程学是和基础科学并列的一门学科。 整个科学由自然科学和社会科学组成,而自然科学又是由基础科学和工程技术科学(即工 程学)所组成。整个工程学的组成也非常庞大。现在工程学已经分化为几乎涉及包括工业 农业、医学、军事和环境保护以及日常生活在内的所有领域,工程技术科学的发展标志 着人类征服自然、改造自然、适应自然和保护自然的能力的扩大。 工程学的主要分支学科有:农业、林业工程、水力电力工程、土木建筑工程、电子 及计算机工程、机械工程、化学工程、仿生及生物工程、环境工程、海洋工程、医药工 程、航天航空工程、军事工程。 第二节工程学的方法论 尽管工程学是一门庞大的知识体系,然而它与基础科学以及社会科学相比有它自身 的一些方法与原则。掌握这些方法原则便可涉足科学领域。 解决工程问题的基本方法和步骤 在工程学项目中,有两个层次的问题:(1)应用研究,即怎样将基础科学的领域的原环境工程概论 1 第一章工程学总论 第一节 工程学是怎样的一门科学 一、工程学及其与基础科学的关系 人类的一切科学活动不外乎有两个目的：一是认识自然，一是适应自然、保护自然 和改造自然。前者对应着自然科学中的基础科学，也称为理学，后者则对应着自然科学 中的工程技术科学，也称为工程学或工学；工程学和基础科学之间的这种目的的差异是 它们相互区别的根本所在，也反应了这二大学科的变质所在。 现在，我们可以更具体地描述工程学了。工程学是人类以适应自然，保护自然和改 造自然为目的的一切实践中所积累起来的知识和经验的总和，一切有关自然科学的学问 只要是以这一目的出发的，都属于工程学，基础科学只要跨过仅仅解释自然现象这道门 槛，便进入了工程学的领域。 在整个人类知识的演化过程中，工程技术科学的发展先于基础科学的发展，在新石 器时代，人类就学会了制造一些简单的工具来增加自己适应自然的能力。早期的人类对 自然的认识是非常模糊的，但是随着人类对自然的适应能力和改造能力的进一步提高， 人类对自然的认识也越来越广泛和深入。早期的理学家苦思冥想世界的本原，阐述着自 然界的各种神秘现象。有一批基础科学是从工程技术领域中抽象和分化出来的。如几何 学便是在人类的营造活动中积累起来的，化学则产生于古代的香水制造和练金术。 但是基础科学一旦形成便成为强大的力量源泉。自此以后，基础科学和工程技术相 互促进，相互牵连。工程技术的发展提高了基础科学研究的实验手段，并为基础科学的 研究提供新的方向和理依据。大体上，在公元 1850 年以前，工程技术科学对基础科学的 依赖性并不很强，两者相对比较独立。到了公元 1850 年以后，工程技术的进步则日益依 赖于基础科学的进步，基础科学的原理直接推动着工程技术的发展，至此，工程技术科 学便成为了应用科学。 二、工程学的类别 假如学科的分类按其包容的范围来划分，那么工程学是和基础科学并列的一门学科。 整个科学由自然科学和社会科学组成，而自然科学又是由基础科学和工程技术科学(即工 程学)所组成。整个工程学的组成也非常庞大。现在工程学已经分化为几乎涉及包括工业、 农业、医学、军事和环境保护以及日常生活在内的所有领域，工程技术科学的发展标志 着人类征服自然、改造自然、适应自然和保护自然的能力的扩大。 工程学的主要分支学科有：农业、林业工程、水力电力工程、土木建筑工程、电子 及计算机工程、机械工程、化学工程、仿生及生物工程、环境工程、海洋工程、医药工 程、航天航空工程、军事工程。 第二节 工程学的方法论 尽管工程学是一门庞大的知识体系，然而它与基础科学以及社会科学相比有它自身 的一些方法与原则。掌握这些方法原则便可涉足科学领域。 一、解决工程问题的基本方法和步骤 在工程学项目中，有两个层次的问题：(1)应用研究，即怎样将基础科学的领域的原