土木工程中的科學(xué)哲學(xué)思想

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)土木工程中的科學(xué)哲學(xué)思想土木工程中的科學(xué)哲學(xué)思想0引言隨著人類(lèi)的長(zhǎng)進(jìn)與社會(huì)發(fā)展，土木工程作為古老又新興的學(xué)科，依然散發(fā)著誘人的光彩。理論的不斷完美，實(shí)驗(yàn)精度的不斷提高，規(guī)范的不斷修正，使人們對(duì)土木工程的研究認(rèn)識(shí)跨入了新的領(lǐng)域?，F(xiàn)代科技的發(fā)展，是思維方式的發(fā)展，是智能斗爭(zhēng)的升華。新材料的應(yīng)用，新技術(shù)的開(kāi)辟和新施工工藝的長(zhǎng)進(jìn)，無(wú)不要求新的思維理論作為基礎(chǔ)。解讀土木工程中的科學(xué)哲學(xué)思想，成為當(dāng)務(wù)之急。惟獨(dú)從思維層次上真正提高，才干發(fā)明出新的理論，引發(fā)新的技術(shù)革命和工藝開(kāi)辟。1土木工程和哲學(xué)的歷史關(guān)系土木工程作為從人類(lèi)出生之日起就存在的最古老學(xué)科之一，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，與被譽(yù)為人類(lèi)科學(xué)之母的哲學(xué)有著密切的關(guān)系。從17世紀(jì)開(kāi)始，德國(guó)古典哲學(xué)范式興起。以伽利略和牛頓為先導(dǎo)的近代力學(xué)同土木工程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，逐漸形成材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、巖體力學(xué)，作為土木工程的基礎(chǔ)理論的學(xué)科。這樣土木工程才逐漸從經(jīng)驗(yàn)發(fā)展成為科學(xué)。有了詳細(xì)的受力分析狀態(tài)作為理論基礎(chǔ)，土木工程的研究上了一個(gè)嶄新的臺(tái)階。它將結(jié)構(gòu)看作是線性的，研究并模擬實(shí)際的情況，將數(shù)學(xué)證實(shí)引入了土木工程的學(xué)科，是質(zhì)的飛躍。在考察結(jié)構(gòu)的互相作用時(shí)，將各部分分解開(kāi)來(lái)，單獨(dú)計(jì)算，總算整合。固然與實(shí)際不盡相同，但在當(dāng)初的情況下，已屬難能可貴。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)土木工程的發(fā)展要求越來(lái)越高。異常是20世紀(jì)系統(tǒng)論和非線性等哲學(xué)思想的清新出爐，土木工程越發(fā)散發(fā)著勃勃生機(jī)。人們認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)不是一個(gè)線性的系統(tǒng)，而是非線性的。結(jié)構(gòu)的互相作用也是要作為一個(gè)整體考慮，是一個(gè)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(gè)新的高峰。2現(xiàn)代土木工程的哲學(xué)思想吉林大學(xué)劉猷桓教授指出，“我們的時(shí)代使命是應(yīng)用馬克思主義的觀點(diǎn)和主意去反思現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展提出的一系列新問(wèn)題，進(jìn)而推進(jìn)馬克思主義科學(xué)技術(shù)哲學(xué)向前發(fā)展”[1]。這是對(duì)于哲學(xué)界來(lái)說(shuō)的。對(duì)于工程界也是一樣，用馬克思主義的觀點(diǎn)和主意反思工程問(wèn)題并對(duì)其指導(dǎo)實(shí)踐。2.1系統(tǒng)論思想20世紀(jì)中葉，系統(tǒng)科學(xué)出生。它批評(píng)了還原論。深入研究了各類(lèi)系統(tǒng)的運(yùn)行和演變邏輯，先后形成了控制論、信息論、運(yùn)籌學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)學(xué)生、超循環(huán)理論、混沌學(xué)、復(fù)雜適應(yīng)理論和展開(kāi)復(fù)雜巨系統(tǒng)理論等。從而認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)的運(yùn)行和演變過(guò)程，并不像機(jī)械論者所認(rèn)為的，只是單純的、線性的、必然的，安穩(wěn)的過(guò)程。而普通是容易和復(fù)雜、線性和非線性、必然和偶爾、量變和質(zhì)變、有序和無(wú)序、進(jìn)化和退化相結(jié)合的辯證過(guò)程[4]。系統(tǒng)論的內(nèi)涵表現(xiàn)在系統(tǒng)存在、系統(tǒng)演變和系統(tǒng)變革三個(gè)方面。系統(tǒng)范疇的建立，在諸多方面豐盛和發(fā)展了唯物辯證法。其中最重要的一點(diǎn)就是為事物的普遍聯(lián)系找到了一個(gè)基本形式[5]。它為人們提供了一種以整體性、綜合性、層次性、動(dòng)態(tài)性和展開(kāi)性為原則的科學(xué)思維方式——系統(tǒng)思維，為土木工程的思維提供了哲學(xué)理論根據(jù)。系統(tǒng)思維在土木工程中的目的是以哲學(xué)思想和管理科學(xué)為手段，針對(duì)現(xiàn)代土木工程的新特點(diǎn)，充足發(fā)揮科學(xué)家、科研工作者、工程技術(shù)人員的發(fā)明性和積極性，爭(zhēng)取小投入、高產(chǎn)出、出成績(jī)、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(wèn)題，要求擁有整體觀，有助于提高層次提出分析解決問(wèn)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(shè)。2.2辯證法思想土木工程活動(dòng)中彌漫了辯證法，值得我們深入研究。工程活動(dòng)中普遍存在的質(zhì)量和造價(jià)及進(jìn)度的辯證關(guān)系，競(jìng)爭(zhēng)與配合等涉及人的因素的辯證關(guān)系。它具有虛擬性、理想性、建構(gòu)性、轉(zhuǎn)化性、協(xié)調(diào)性等辯證思維特性。應(yīng)用辯證的思維看待問(wèn)題，是客觀的要求。在人類(lèi)的思維方式中，倘若只注重真理性規(guī)定，忽略模式發(fā)明，很容易陷入科學(xué)主義和教條主義的泥坑；倘若只注重模式，忽略真理性規(guī)定，容易誤入實(shí)用主義歧途，尤其是土木工程這個(gè)異常重視實(shí)踐的學(xué)科。過(guò)于復(fù)雜的客觀情況難以如實(shí)地舉行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和理論分析，而且惟獨(dú)舉行新的工程實(shí)踐，才干揭示新的問(wèn)題。但是，倘若拋棄受力分析，所有的一切將是空中樓閣，失去了理論支撐和公式計(jì)算，土木工程只能止步不前。如何處理這一系列辯證關(guān)系，將是新一代土木人研究的對(duì)象。2.3復(fù)雜性思想從無(wú)序中發(fā)現(xiàn)有序，從復(fù)雜中尋求容易，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)論的永恒主題，也是科學(xué)發(fā)展史的基本取向。隨著精密天然科學(xué)幾乎將容易系統(tǒng)的重要容易性法則發(fā)現(xiàn)殆盡，加之已發(fā)現(xiàn)的容易性法則與現(xiàn)實(shí)復(fù)雜性之間的龐大差距，人們開(kāi)始將探索的興趣轉(zhuǎn)向復(fù)雜系統(tǒng)。而20世紀(jì)中葉以來(lái)一系列處理復(fù)雜性的基本理論和數(shù)理工具的創(chuàng)立，總算使復(fù)雜科學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)雜科學(xué)并不背離從現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜性中尋求躲藏的容易性的法則。然而，復(fù)雜系統(tǒng)與容易系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別在于，在復(fù)雜系統(tǒng)中不可能找出具有決定論性質(zhì)的一組容易性法則，復(fù)雜科學(xué)徹低排除拉普拉斯決定論的可預(yù)見(jiàn)性狂想，復(fù)雜科學(xué)一定徹低的容易性而只求有限的容易性。復(fù)雜性研究的起步近年來(lái)發(fā)展疾馳，在控制論、信息論、系統(tǒng)論、突變論、協(xié)學(xué)生、超循環(huán)論與耗散結(jié)構(gòu)論等理論及混沌分形高性能計(jì)算機(jī)等數(shù)學(xué)工具的基礎(chǔ)上，復(fù)雜科學(xué)的概念、理論及主意已基本確立起來(lái)[6]。隨著復(fù)雜科學(xué)理論、學(xué)科及研究機(jī)構(gòu)的興起，復(fù)雜科學(xué)的概念、思想、主意已幾乎滲透到精密天然科學(xué)的所有領(lǐng)域，為土木工程的復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析奠定了思維基礎(chǔ)。如在結(jié)構(gòu)工程方面，人們認(rèn)識(shí)到工程結(jié)構(gòu)并不是容易的彈性體，而是一個(gè)具有復(fù)雜內(nèi)容的非線性彈塑性結(jié)構(gòu)。它包括材料的非線性以及結(jié)構(gòu)本身的非線性等內(nèi)容。有限元主意應(yīng)運(yùn)而生，它的不斷完美和不斷發(fā)展，為復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析開(kāi)辟了道路。在防災(zāi)減災(zāi)方面，人們認(rèn)識(shí)到地震波也不是容易的安穩(wěn)輸入，而是非安穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程，其中包括了幅值的非安穩(wěn)和頻率的非安穩(wěn)。運(yùn)用復(fù)雜科學(xué)思想主意對(duì)諸多方面舉行分析解答，將使土木工程進(jìn)入嶄新的階段。3、土木工程的發(fā)展趨勢(shì)哲學(xué)觀現(xiàn)代土木工程需要適應(yīng)各類(lèi)工程建設(shè)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(shè)備現(xiàn)代化的建造物。既要求高質(zhì)量和迅速施工，又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就向土木工程提出新的課題，并推進(jìn)土木工程這門(mén)學(xué)科前進(jìn)。1、要加強(qiáng)科學(xué)哲學(xué)思想對(duì)土木工程的指導(dǎo)作用。因?yàn)橥聊竟こ淘O(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大，現(xiàn)在應(yīng)該運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和主意以提高計(jì)劃水平。特大的土木工程社會(huì)效果是有利也有弊，在計(jì)劃中，對(duì)于趨利避害要作全面的考慮。2、建立準(zhǔn)確的土木工程觀。工程哲學(xué)認(rèn)為，工程觀研究涵蓋五個(gè)方面：①具有可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵和可持續(xù)發(fā)展利益的工程觀研究；②工程辯證觀研究；③工程系統(tǒng)觀研究；④工程生態(tài)觀研究；⑤工程價(jià)值觀的研究。一個(gè)重大工程，不僅要考慮其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且要考慮其生態(tài)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值，不僅要考慮其眼前的價(jià)值，還要考慮其長(zhǎng)遠(yuǎn)的價(jià)值、歷史價(jià)值，而這些都關(guān)系到人的發(fā)展觀問(wèn)題。我們要以準(zhǔn)確的哲學(xué)觀念來(lái)審視并指導(dǎo)活動(dòng)。3、理論聯(lián)系實(shí)際，主觀符合客觀。土木工程不是閉門(mén)造車(chē)，是為生產(chǎn)生活人類(lèi)活動(dòng)社會(huì)發(fā)展服務(wù)的。再先進(jìn)的理論，也是從實(shí)際中來(lái)受實(shí)際檢驗(yàn)并為實(shí)際服務(wù)的。我們不能脫離實(shí)際舉行純理論研究，我們的工作是將理論實(shí)際結(jié)合起來(lái)，指導(dǎo)實(shí)踐。此外，在改造天然的過(guò)程中，需要主觀符合客觀，遵循天然邏輯的指導(dǎo)。在人類(lèi)需要和天然法則發(fā)生矛盾時(shí)，以客觀為準(zhǔn)，適度調(diào)和。4、結(jié)語(yǔ)十八大后，我國(guó)人民正在努力全面建成小康社會(huì)，我們正在舉行史無(wú)前例的工程建設(shè)，在這樣的社會(huì)條件和社會(huì)環(huán)境中，利用哲學(xué)觀點(diǎn)解讀土木工程——一個(gè)跨學(xué)科、多學(xué)科的研究領(lǐng)域，毫無(wú)疑問(wèn)是既具有重要理論意義及現(xiàn)實(shí)意義的。存心識(shí)地運(yùn)用哲學(xué)思維來(lái)指導(dǎo)土木工程