土木工程中的科學哲學思想-2019年精選文檔

1、土木工程中的科學哲學思想0 引言隨著人類的進步與社會發(fā)展， 土木工程作為古老又新興的學 科，依舊散發(fā)著迷人的光彩。理論的不斷完善，實驗精度的不斷 提高，規(guī)范的不斷修正， 使人們對土木工程的研究認識跨入了新 的領域?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，是思維方式的發(fā)展，是智能斗爭的升 華。新材料的應用，新技術的開發(fā)和新施工工藝的進步，無不要 求新的思維理論作為基礎。 解讀土木工程中的科學哲學思想， 成 為當務之急。只有從思維層次上真正提高， 才能創(chuàng)造出新的理論， 引發(fā)新的技術革命和工藝開發(fā)。1 土木工程和哲學的歷史關系 土木工程作為從人類誕生之日起就存在的最古老學科之一， 具有很強的實踐性， 與被譽為人類科學之母的

2、哲學有著密切的關 系。從 17 世紀開始，德國古典哲學范式興起。以伽利略和牛頓 為先導的近代力學同土木工程實踐結合起來，逐漸形成材料力 學、結構力學、流體力學、巖體力學，作為土木工程的基礎理論 的學科。 這樣土木工程才逐漸從經驗發(fā)展成為科學。 有了具體的 受力分析狀態(tài)作為理論基礎， 土木工程的研究上了一個嶄新的臺 階。它將結構看作是線性的，研究并模擬實際的情況，將數(shù)學證 明引入了土木工程的學科， 是質的飛躍。 在考察結構的相互作用 時，將各部分分解開來，單獨計算，最終整合。雖然與實際不盡 相同，但在當時的情況下，已屬難能可貴。隨著社會的發(fā)展， 人們對土木工程的發(fā)展要求越來越高。 特 別是 20

3、 世紀系統(tǒng)論和非線性等哲學思想的新鮮出爐，土木工程 更加散發(fā)著勃勃生機。 人們認識到結構不是一個線性的系統(tǒng)， 而 是非線性的。 結構的相互作用也是要作為一個整體考慮， 是一個 系統(tǒng)，并將概率論與分形等思想融入其中， 將土木工程的發(fā)展推 上了一個新的高峰。2 現(xiàn)代土木工程的哲學思想吉林大學劉猷桓教授指出， “我們的時代使命是應用馬克思 主義的觀點和方法去反思現(xiàn)代科學技術發(fā)展提出的一系列新問 題，進而推進馬克思主義科學技術哲學向前發(fā)展” 1 。這是 對于哲學界來說的。 對于工程界也是一樣， 用馬克思主義的觀點 和方法反思工程問題并對其指導實踐。2.1 系統(tǒng)論思想20 世紀中葉，系統(tǒng)科學誕生。它批判

4、了還原論。深入研究 了各類系統(tǒng)的運行和演化規(guī)律，先后形成了控制論、信息論、運 籌學、耗散結構論、協(xié)同學、超循環(huán)理論、混沌學、復雜適應理 論和開放復雜巨系統(tǒng)理論等。 從而認識到， 系統(tǒng)的運行和演化過 程，并不像機械論者所認為的，只是單純的、線性的、必然的， 平穩(wěn)的過程。而一般是簡單和復雜、 線性和非線性、 必然和偶然、 量變和質變、有序和無序、進化和退化相結合的辯證過程 4 。 系統(tǒng)論的內涵表現(xiàn)在系統(tǒng)存在、系統(tǒng)演化和系統(tǒng)變革三個方面。 系統(tǒng)范疇的建立， 在諸多方面豐富和發(fā)展了唯物辯證法。 其中最 重要的一點就是為事物的普遍聯(lián)系找到了一個基本形式 5 。它 為人們提供了一種以整體性、綜合性、層次性

5、、動態(tài)性和開放性 為原則的科學思維方式系統(tǒng)思維， 為土木工程的思維提供了 哲學理論依據(jù)。系統(tǒng)思維在土木工程中的目的是以哲學思想和管理科學為 手段，針對現(xiàn)代土木工程的新特點，充分發(fā)揮科學家、科研工作 者、工程技術人員的創(chuàng)造性和積極性，爭取小投入、高產出、出 成果、出效益，從而發(fā)揮最佳效能。系統(tǒng)思想要求從整體上考慮 問題，要求擁有整體觀，有助于提高層次提出分析解決問題，抓 住主要矛盾并能著眼以后， 用可持續(xù)發(fā)展眼光看待現(xiàn)今的工程建 設。2.2 辯證法思想土木工程活動中充滿了辯證法， 值得我們深入研究。 工程活 動中普遍存在的質量和造價及進度的辯證關系， 競爭與協(xié)作等涉 及人的因素的辯證關系。它具有

6、虛擬性、理想性、建構性、轉化 性、協(xié)調性等辯證思維特性。應用辯證的思維看待問題，是客觀 的要求。在人類的思維方式中，如果只注重真理性規(guī)定，忽視模 式創(chuàng)造， 很容易陷入科學主義和教條主義的泥坑； 如果只注重模 式，忽視真理性規(guī)定，容易誤入實用主義歧途，尤其是土木工程 這個異常重視實踐的學科。 過于復雜的客觀情況難以如實地進行 室內實驗或現(xiàn)場測試和理論分析，而且只有進行新的工程實踐， 才能揭示新的問題。但是，如果拋棄受力分析，所有的一切將是 空中樓閣，失去了理論支撐和公式計算， 土木工程只能止步不前。 如何處理這一系列辯證關系，將是新一代土木人研究的對象。2.3 復雜性思想從無序中發(fā)現(xiàn)有序， 從復

7、雜中尋求簡單， 是人類認識論的永 恒主題， 也是科學發(fā)展史的基本取向。 隨著精密自然科學幾乎將 簡單系統(tǒng)的重要簡單性法則發(fā)現(xiàn)殆盡， 加之已發(fā)現(xiàn)的簡單性法則 與現(xiàn)實復雜性之間的巨大差距， 人們開始將探索的興趣轉向復雜 系統(tǒng)。而 20 世紀中葉以來一系列處理復雜性的基本理論和數(shù)理 工具的創(chuàng)立， 終于使復雜科學應運而生。 復雜科學并不背離從現(xiàn) 實的復雜性中尋求隱藏的簡單性的法則。 然而，復雜系統(tǒng)與簡單 系統(tǒng)的本質區(qū)別在于， 在復雜系統(tǒng)中不可能找出具有決定論性質 的一組簡單性法則， 復雜科學完全排除拉普拉斯決定論的可預見 性狂想， 復雜科學否定完全的簡單性而只求有限的簡單性。 復雜 性研究的起步近年來

8、進展迅速，在控制論、信息論、系統(tǒng)論、突 變論、 協(xié)同學、 超循環(huán)論與耗散結構論等理論及混沌分形高性能 計算機等數(shù)學工具的基礎上， 復雜科學的概念、 理論及方法已基 本確立起來 6 。隨著復雜科學理論、學科及研究機構的興起， 復雜科學的概念、 思想、 方法已幾乎滲透到精密自然科學的所有 領域，為土木工程的復雜結構分析奠定了思維基礎。如在結構工程方面， 人們認識到工程結構并不是簡單的彈性 體，而是一個具有復雜內容的非線性彈塑性結構。 它包括材料的 非線性以及結構本身的非線性等內容。 有限元方法應運而生， 它 的不斷完善和不斷發(fā)展， 為復雜結構分析開辟了道路。 在防災減 災方面， 人們認識到地震波也

9、不是簡單的平穩(wěn)輸入， 而是非平穩(wěn) 的隨機過程， 其中包括了幅值的非平穩(wěn)和頻率的非平穩(wěn)。 運用復 雜科學思想方法對諸多方面進行分析解答， 將使土木工程進入嶄 新的階段。3、土木工程的發(fā)展趨勢哲學觀 現(xiàn)代土木工程需要適應各類工程建設高速發(fā)展的要求。 人們 要建造大規(guī)模、大跨度、高聳、輕型、大型、精密、設備現(xiàn)代化 的建筑物。既要求高質量和快速施工，又要求高經濟效益。這就 向土木工程提出新的課題，并推動土木工程這門學科前進。1、要加強科學哲學思想對土木工程的指導作用。由于土木 工程設施的規(guī)模日益擴大， 現(xiàn)在應該運用系統(tǒng)工程的理論和方法 以提高規(guī)劃水平。 特大的土木工程社會效果是有利也有弊， 在規(guī) 劃中

10、，對于趨利避害要作全面的考慮。2、建立正確的土木工程觀。工程哲學認為，工程觀研究涵 蓋五個方面： 具有可持續(xù)發(fā)展內涵和可持續(xù)發(fā)展利益的工程觀 研究；工程辯證觀研究；工程系統(tǒng)觀研究；工程生態(tài)觀研 究； 工程價值觀的研究。一個重大工程，不僅要考慮其經濟 價值，而且要考慮其生態(tài)價值、社會價值、藝術價值，不僅要考 慮其眼前的價值，還要考慮其長遠的價值、歷史價值，而這些都關系到人的發(fā)展觀問題。 我們要以正確的哲學觀念來審視并指導 活動。3、理論聯(lián)系實際，主觀符合客觀。土木工程不是閉門造車， 是為生產生活人類活動社會發(fā)展服務的。 再先進的理論， 也是從 實際中來受實際檢驗并為實際服務的。 我們不能脫離實際進行純 理論研究， 我們的工作是將理論實際結合起來， 指導實踐。此外， 在改造自然的過程中， 需要主觀符合客觀， 遵循自然規(guī)律的指導。 在人類需要和自然法則發(fā)生矛盾時，以客觀為準，適度調和。4、結語十八大后， 我國人民正在努力全面建成小康社會， 我們正在 進行史無前例的工程建設， 在這樣的社會條件和社會環(huán)境中， 利 用哲學觀點解讀土木工程一個跨學科、多學科的研究領域， 毫無疑問是既具有重要理論意義及現(xiàn)實意義的。 有意識地運用哲 學思維來指導土木工程發(fā)展， 是