2.1 工程的历史；UNESCO与工程

Tony Marjoram

2.1.1 工程简史

以我们的生活方式为背景的工程历史及其与自然界的相互作用、与人类自身和史前的历史非常相似。从某个方面看，人类被定义为工具的制造者与使用者。正是这种创新与工具的制造和使用，在很大程度上决定了历史前进的方向和步伐。文明、经济与社会关系的历史也是工程、工程应用与创新的历史。石器时代、青铜时代、铁器时代、蒸汽时代和信息时代都与工程和创新息息相关，影响着我们与世界的联系。金字塔、婆罗浮屠、埃尔·米拉多尔、津巴布韦金属冶炼的文明、吴哥窟的水利工程、中世纪的教堂和工业革命，都是先人运用工程技术的证明。工程对于文化遗产的测量与保护也至关重要；UNESCO保护婆罗浮屠与阿布辛贝的壮举，就是工程项目。

作为一种以收取现金或服务为报酬的行业，工程于 15 万多年前制造武器、工具的出现开始，这表明工程是最古老的行业之一。出于防御和发展早期基础设施的需要，土木工程也在军事工程中应运而生。公元前 3000 年在萨卡拉建造阶梯金字塔的伊姆霍特普提出了工程专业化，他也是少数在死后被赋予神圣地位的布衣凡人之一。随着工艺与同业公会的发展、相关知识与教育的成型，工程专业化继续发展。古代社会工程教育单纯的宗法形式演变成为中世纪，尤其是 16～17 世纪文艺复兴与科技革命时期的各类职业技术学校。例如，莱昂纳多·达·芬奇有正式的普通工程师（Ingegnere Generale）头衔，他的笔记中也表现出他对事物如何运作的兴趣。伽利略·奥·伽利雷发现了了解自然世界与分析实际问题的科学途径与方法——这是工业革命之前，工程学和数学的描述法、结构分析与设计发展的一座里程碑，并且在生产过程中用机器代替了体力劳动。

工程为所谓的工业革命提供了动力。工业革命于 18 世纪发源于英国，之后传播到欧洲、北美洲和全世界，知识与资金的协同组合使机器生产取代了体力劳动。第一次工业革命发生在 1750～1850 年，以纺织业为主。第二次工业革命发生在 1850～1900 年，重心为蒸汽和铁道；第三次工业革命发生在 1875～1925 年，以钢铁、电力与重型机器制造业为基础。之后在石油、汽车与批量生产的基础上发生了 1900～1950 年的第四次工业革命，第五次工业革命从 1950 年开始，以信息、电信与战后繁荣为基础。这些创新与工业发展的浪潮又被称为康德拉季耶夫长波、K-波、长波、超级周期或巨浪，并与世界经济50 多年起伏不定的产业部门增长相关联。大多数分析人士接受“熊彼特—弗里曼—佩雷斯”提出的自第一次工业革命以来的 5 次创新浪潮模式，尽管对这些变革的确切日期、阶段、起因和影响还存在很大的争议。1980 年开始的以新知识在信息技术、生物技术与材料等领域的生产与应用为基础的第六次浪潮，以及可能在 2005 年已经开始的以可持续的“绿色”工程与技术为基础的第七次浪潮的性质，也同样备受争议。

工程教育简史

工程发展最关键的时期是 18～19 世纪，尤其是铁器和蒸汽时代的康德拉季耶夫第二次创新浪潮以及紧随其后的工业革命。人们对工程教育发展的兴趣最早出现在德国的采矿业，以 1702 年在弗莱贝格成立采矿与冶金学院为标志。最古老的技术大学还包括 1707 年在布拉格成立的捷克技术大学。在法国，工程教育随着国立路桥学校（1747年）与国立巴黎高等矿业学校（1783 年）的成立而得以发展。巴黎理工大学是欧洲第一所教授基础数学与科学的技术大学，成立于 1794 年，当时正值法国大革命期间——工程教育本身的变革也从这场“革命”中开始了。在拿破仑的影响下，法国在大革命后建立了正规的工程院校体系，因而使法国的工程教育带有明显的理论与军事特征。19 世纪初，法国模式影响了世界各地理工工程教育机构的发展，德国柏林、卡尔斯鲁尔、慕尼黑、德累斯顿、斯图加特、汉诺威和达姆施塔特在 1799～1831 年所受的影响尤为明显。在俄国，莫斯科和圣彼得堡在军事工程教育体系的基础上，分别于 1825 年和 1831 年设立了类似的技术学院。同一时期，美国的第一批技术学院包括 1819 年创立的西点军校（仿照巴黎理工大学）、1823 年创立的伦斯勒理工学院和 1828 年创立的俄亥俄机械学院。在德国，理工学院被赋予了与大学同等的法律地位。

然而在工业革命初期，英国的工程教育最初是建立在学徒制基础上的，学徒主要跟随工程师工作，而当时许多工程师都缺乏正规的理论培训。像阿克莱特、哈格里夫斯、克朗普顿和纽克曼，以及之后的特尔福特、乔治与罗伯特·史蒂芬森、莫兹利等，都没有受过正规的工程教育，但他们创造的技术不仅推动了工业革命的发展，还改变了世界。在许多领域，实践活动都先于科学认识，例如，我们先有了蒸汽机，再有热动力学；“火箭科学”更偏向于工程而非科学。19 世纪初，英国试图通过禁止出口工程器材与服务来保持这种领先地位，因此，欧洲大陆国家都仿照基于科学与数学的法国与德国模式来发展自己的工程教育体系，而不是借鉴基于工艺经验主义与自由的行业发展的英国模式。然而，从 19～20 世纪，英国的工程教育也开始朝着基于科学和大学的体系转变，“工程科学”开始兴起，一方面是因为认识到工程、科学与数学之间的联系日益紧密，另一方面是因为英国担心在国际竞争中落后于欧洲模式。

到 19 世纪末，大部分当今的工业化国家都在法国和德国洪堡模式的基础上建立了自己的工程教育体系。20 世纪，工程的专业化随着专业协会、期刊、会议、论坛以及对考试、从业资格和大学的专业认证的发展而不断深入，促进了教育、信息的流通和继续专业发展的发展。这些进程一直持续到国际工程从业资格与专业能力的认证与互认协议的签署，包括《华盛顿协议》（1989 年）、《悉尼协议》（2001 年）、《都柏林协议》（2002 年）、《亚太工程师》（1999 年）、《工程师流动问题论坛》（2001 年）与《工程技术人员流动论坛》（2003 年），以及关于欧洲学士和硕士专业的质量保障与认证的《博洛尼亚宣言》（1999 年）。

工程的历史对未来的影响

讽刺的是，洪堡模式也是导致当今大学对工程学科的兴趣减少的原因之一；许多年轻人认为数学基础极其抽象、脱离现实、难学与无趣。这种转变造成了人们对洪堡模式的质疑，对以问题和活动为基础的学习模式的兴趣逐渐增加。洪堡模式也是线性创新模式的基础。线性创新模式是第一个关于科学技术与经济发展关系的概念模式。尽管线性创新模式忽视了工程，在科学技术政策中不断贬低工程，但它已成为广为接受的创新世界观，也是科学技术政策的核心。这一模式基于洪堡概念，即单纯、客观的基础科学研究，以及随后的应用研究与开发带来了知识的应用、生产与传播。虽然无法追溯这一模式的确切起源，许多人认为万尼瓦尔·布什在其 1945 年出版的《科学：无尽的前沿》一书中首次提出了这一概念。这特别反映在科学（而不是工程）对战时的成功所起的作用，这一点得到了线性模式数据的支持，也进一步加强了线性模式的权威性。它成为了和平时期经济发展的模式，体现在马歇尔计划与后来的OECD及其《科学技术指标》中，尽管经历了不断的修改，出现了新的模式，但是仍然饱受批评（如线性模式忽视了工程），甚至有线性模式已死的言论（Godin，2005） 。

因此，工程极其需要战胜支持“基础”教育与线性创新模式的洪堡概念，并使自己在发展对话中有更加有效的定位，通过以问题为基础的学习模式等途径，在基础工程教育中融入乐趣。对于工程的未来而言，一个明确的目标是需要关注工程在实现联合国千年发展目标，尤其是在减贫与可持续发展中发挥的重要作用，以及工程在可持续、绿色、生态工程及相关设计、技术、生产与分配系统、基础设施的发展中对缓解与适应气候变化所起的关键作用。幸运的是，将工程塑造为可持续发展与减缓贫困的解决之道，提升了公众对工程的了解与兴趣。

宣传工程与解决当今焦点问题的相关性，将工程与道德、可持续发展与减贫等问题联系在一起的意义在很多活动中都有所体现，例如“工程师无国界”和全球其他类似的团体组织不断发展壮大，与减少贫困和可持续发展相关的戴姆勒—UNESCO“全球对话工程奖”吸引了大批学生参与，呼吁青年人为需要帮助的人“做点什么”。运用以活动、项目、问题为基础的学习模式、实时模式和实践教学的经验，减少磨灭学生兴趣的公式化的方法，改革课程与教学法，大学的课程会更加有趣。简言之，强调工程的相关性能够解决这些问题。科学与工程已经改变了世界，但其本身却是保守且迟于变化的。我们需要世界各地在以问题为基础的学习等教育模式中典型的学校、学院与大学的创新案例。世界的未来掌握在年青一代工程师的手中，我们要竭尽所能帮助他们迎接即将到来的挑战。

2.1.2 UNESCO与工程

工程学科一开始就是UNESCO的一部分。UNESCO的创办者认为，“科”指科学与技术，包括应用科学、技术科学与工程。工程与技术科学在教科文组织自然科学部一直发挥着重要的作用。事实上，UNESCO是 1945 年 11 月在伦敦土木工程师学会——世界上历史最悠久的工程学会——的一次会议上成立的。这鲜明地反映出了科学、工程与技术在第二次世界大战中的重要性，当时材料、航空航天、系统分析和项目管理的许多新领域和应用得以发展，马歇尔计划也在第二次世界大战后成功地重建生产力与基础设施。这也同样体现在联合国其他机构对UNESCO的基础、应用和工程科学与技术活动的支持上（在 20 世纪 80 年代中期UNDP开展业务活动之前）。

背景

在UNESCO的工程与技术科学的历史中，一个有趣的现象是工程规划的重点在今天与在 20 世纪六七十年代有着惊人的相似之处。早些年在环境科学兴起之前，就人员配备与预算而言，工程作为科学部最大的活动有着非常重要的作用。从 1973 年的一次国际大会之后，人们开始持续关注可再生能源。在科学与社会领域，由于 1967～1992 年间出版的期刊《科学对社会的影响》，工程学科与社会学科也有过密切的合作。工程教育改革、加强跨学科与跨部门的合作、工程学科中的女性与性别问题、创新以及内生技术的发展等其他一些经常性主题在当前与在 20 世纪 70 年代的重要性不相上下。同样有趣的是，20 年前的规划活动似乎比现在更具跨学科性。

当然，除了这些相似之处，40 年以来的规划活动还是存在很多差异，在不同地区随着时间的推移，“工程”、“工程科学”和“技术”等概念的定义也不同于过去（比如现在，“技术”通常被狭义地理解为信息与通信技术（ICTs）的同义词）。定义“工程”和“工程科学”，工程师、工程技师和技术员的难处，在 1999 年《博洛尼亚协议》中有关到 2010 年统一欧洲本科生与研究生教育的讨论中已经有所体现。（例如，在德国有超过 40 个对工程师的定义）。因此，这并不是UNESCO特有的问题，各国政府、社会都面临着同样的难题。

“发展”的背景也发生了变化，虽然发展专家仍然普遍忽视工程与技术在各层次的发展中所起的作用，无论是在宏观经济层面还是草根层面上，少数低成本的技术就能让人们的生活和减贫局面发生巨大变化。这也不是UNESCO特有的问题。大多数发展专家都拥有经济学学历，坚信生产的三要素：资金、劳动力与自然资源，而工程、科学和技术的知识并不能很好地适应这一点。遗憾的是，即使当时一些评论家也认识到工程、科学与技术对于发展尤其是对工业革命的重要性是显而易见的，熊彼得、弗里曼等经济学家也在其著作中提到了知识与创新在经济转型中的作用，以及我们正处于“知识社会”这一事实，发展专家也将工程、科学与技术知识排除在外。

UNESCO所处的大环境，也从早期以工程为科学部主要活动领域（主要由UNDP专项资金赞助）转变为减少对工程与科学部人力与资金的投入。20 世纪 80 年代中期，由于联合国经费减少，1984 年美国和英国的退出，加之随后预算削减 25％，UNESCO身陷危机。即使英国和美国分别于 1997 年和 2003 年重新加入，由于预算没有增加，UNESCO至今尚未完全走出这场危机。

工程署

直到 20 世纪 80 年代，UNESCO的工程署都一直是科学部的主要部门，在很多领域都非常活跃，包括联合国专项经费资助的数百万美元项目的实施、项目开发、融集资金、构建网络、与国际专业组织和非政府组织合作组织会议、研讨会、培训、专题讲座、座谈会、信息与出版、顾问与咨询活动和方案等（包括工程教育与能源）。在 20 世纪 80 年代末期之前，工程署的重点是工程教育的核心领域（现在称为人力与机构能力建设），之后逐步转向可再生能源（见后文）。进入新千年，又开始回归对工程教育与核心领域能力建设的关注（尽管人力与财力资源都有所减少）。这一活动大部分是由五个主要的科学领域办公室完成的，设立这些办公室的目的在于更好地实施UNDP特别经费资助的项目。由于 20 世纪 90 年代经费的减少，各领域与总部的工程专家越来越少，各领域的交流工作也不断下滑。

20 世纪七八十年代发展起来的能源领域越来越成为工程署工作的重点。由UNESCO、世界气象组织（WMO）、世界卫生组织（WHO）和国际太阳能学会（ISES）共同举办的“利用太阳服务人类”国际大会于 1973 年在巴黎召开，标志着UNESCO的能源活动在 20 世纪 70 年代初期正式展开。这次大会还创立了国际太阳能委员会。20 世纪 80 年代末与 90 年代，随着世界太阳能项目（WSP）（1996～2005）的制定，以及明显模仿ISES早期活动的世界太阳能委员会（WSC）的成立，人们对于可再生能源的关注继续升温。值得关注的是，WSP／WSC的活动共花费了UNESCO400 多万美元的经费，仅在津巴布韦的WSP／WSC活动就耗费了超过 100 万美元，其中包括 1996 年在哈拉雷举办的世界太阳能峰会，进而创立了由总统穆加贝领导的世界太阳能项目与世界太阳能委员会。20 世纪八九十年代经费的减少使得创造力上升。然而遗憾的是，由于 2000 年底所有项目文件的丢失，世界太阳能项目与世界太阳能委员会的历史记录不复存在。这一问题在《UNESCO科学 60 年 1945～2005》（UNESCO，2006） 中有记载。

20 世纪 60 年代至 80 年代末，工程署——自然科学部三个活动领域中规模最大的部门——达到了巅峰，总部有 10 名人员，还有另外 10 名人员分散在当时正在开发的 5 个主要区域办公室，每两年就有 3000 万美元的预算。开展了大量活动，包括支持许多国家的大学工程院系、研究中心、标准研究所以及类似机构的成立。许多活动现在被称为人力与机构能力建设。这值得我们思考目前对技术能力建设的重视以及我们可以从中学到的经验。

工程署的活动

UNESCO的工程署重点关注两个领域的活动：工程教育与能力建设，工程与技术在发展中的应用，包括千年发展目标中的具体问题（尤其是消除贫困和可持续发展），以及最近关注的缓解与适应气候变化问题。整体活动包括构建网络、开展合作和支持与国际专业组织与非政府组织的联合活动，组织、举办与支持会议、研讨会、专题讲座和座谈会，以及收集信息和制作学习／教学材料，出版物的甄选与组稿，项目开发与融资。

自UNESCO设立工程署以来，持续开展的其他活动还有专家咨询与顾问服务。近年来，这包括参与联合国千年计划中的 10 个科学、技术与创新千年项目工作组，以及 10 个工作组的报告《创新：知识应用于发展》。一些与能源相关的试点项目也得到了支持，结果有好有坏。UNESCO对促进产学合作与创新的兴趣始于 20 世纪 90 年代初，反映了其日益增强的学术兴趣，大学-企业-科学合作计划（UNISPAR）于 1993 年创立。这一活动包括创新的非洲技术发展国际基金（IFTDA），该基金获得了 100 万美元的投资，在IFTDA项目结束之前支持了众多小规模企业的发展。后来，由于资金需要用在其他重要事务上，IFTDA项目被迫中止。

构建网络、国际专业组织与非政府组织

工程署一直积极开发与支持工程领域的网络、国际专业组织与非政府组织，并在1968 年协助创立了世界工程组织联合会，这是国家与地区的工程机构与协会最主要的“联盟”组织。UNESCO在 1979 年还协助创立了东南亚及太平洋工程学会联合会（FEISEAP，即后来的FEIAP）、东南亚及太平洋地区工程教育协会（AEESEAP）和非洲科学与技术工作网等区域性组织。UNESCO对技术与发展、无国界工程师、反贫困工程师、可持续世界的工程和工程研究国际网络等网络活动的支持，使网络支持活动持续至今。

会议、专题讨论会、座谈会与研讨会

举办和支持多样化的国际与区域会议和专题讨论会是工程署重要和长期的活动，这些活动通常都与WFEO合作举办。最近，工程署又参与举办和支持了在巴西举行的 2008年世界工程师大会（WEC 2008）。这是继上海 2004 年WEC和汉诺威 2000 年首届WEC后的又一盛会。20 世纪 60～80 年代，在组织与举办由UNDP特别基金赞助的培训与研讨会中，工程署表现尤为活跃。虽然这一活动的黄金时期不可避免地结束了，但近年来，有关工程与创新、可持续发展、减缓贫困、工程政策与规划、工程中的性别问题、标准与认证的会议与座谈会不断增加。目前正在规划有关技术与减缓和适应气候变化的活动，国际工程大会将于 2010 年在布宜诺斯艾利斯召开，以“工程师推动世界——面对全球能源挑战”为主题的 2011 世界工程师大会（WEC 2011）将在日内瓦举办。

信息与出版物

以纸质和电子格式生产信息与出版物是能力建设的关键，工程署继续在该领域发挥积极作用。早期重要的活动包括开发以UNESCO为基础的联合国科学与技术资料系统（UNISIST），1982 年出版首部新能源与可再生能源的信息来源与研究中心国际目录，以及 20 世纪 90 年代开始的与John Wiley合作的UNESCO能源工程系列丛书（一些仍在出版，而其他已经再版）。近期的出版物包括《小材大用：减贫技术》和《希望之光：太平洋地区的可再生能源》，以及一些简短的影片。同样由UNESCO出版社发行的UNESCO学习与教学材料工具包，包括《太阳能光伏电池项目开发》、《太阳能光伏发电系统：技术培训手册》、《科技企业孵化器》（此书非常畅销并已被译成中文、日语与波斯语出版）和《科学、工程与技术的性别指标》。喀土穆大学的苏丹虚拟工程图书馆项目成功创建，作为麻省理工学院开放课程项目在苏丹的镜像服务，它已成为喀土穆大学开放课程项目的一部分和苏丹高校虚拟图书馆的范例。目前正在出版包括有关技术政策与扶贫、创新与发展的著作。

项目开发与筹款

工程署的工作人员一直积极参与开发新项目提案，在早期主要表现为尽力争取UNDP的资金。近期的项目开发活动包括戴姆勒-UNESCO全球对话工程奖——UNESCO与戴姆勒为促进跨文化对话而开展的三个合作之一。此项活动主要是鼓励年轻工程师之间的对话，鼓励他们为实现扶贫、可持续发展与千年发展目标提出方案建议。没有实施的提案包括使用俄罗斯军用火箭发射卫星来促进非洲教育的低轨道卫星项目（这是借鉴美国技术援助志愿者（VITA）的构思，VITA虽然不断开发项目，但获得的成就有限，2001 年几近解散，2003 年布什总统将其转变为缔造繁荣志愿者项目），以及创建世界理工大学的提案。

工程的兴衰与复兴前景

工程从早期开始就一直是UNESCO三个最大的领域和主题之一，另外两个分别是基础科学和环境生态科学。在过去的 50 年里，工程署有 100 余人组成的专家与支持团队，超过 5000 万美元的常规预算以及 2 亿美元的预算外经费（20 世纪 60 年代中期至 90 年代初主要是UNDP的专项经费）。由于各种外部与自身原因，UNESCO的工程从 20 世纪90 年代起走向衰落（就团队人员与预算而言），反映出这一时期自然科学部以及整个UNESCO的衰退。20 世纪 80 年代开始海外援助普遍下降，1984 年美国与英国的退出导致UNESCO陷入资金危机，1989 年柏林墙倒塌标志着“冷战”结束，国际秩序发生改变，随着UNDP运营部的建立，UNDP的专项资金从 20 世纪 80 年代末开始逐步减少。UNESCO内部也存在种种问题。自然科学部也许是UNESCO中最不知名的部门，而出于许多原因，工程比科学更不知名。工程有别于科学，虽然在UNESCO中它被视为科学的一部分，随着科学预算的减少，科学问题、优先权和“科学”政策往往占据主导地位（如4.5.2 章节所述，尽管工程政策是科学政策的重要部分）。这体现在UNESCO的决策机构中科学家与工程师的数量有限，比如在执行委员会和大会中，教育利益通常占主导地位。因此，工程不仅在UNESCO，在世界各国政府、组织与社会中都处于同样的地位，面临同样的挑战。

导致工程在UNESCO中衰退的其他内在因素包括优先项目的选择往往是通过人际互动和游说，而不是采用以广泛的政策和以需求与重要性为依据的更加民主的决策为基础的战略方法。20 世纪 80 年代末与 90 年代对世界太阳能项目的关注进一步加剧了这一点。虽然关注的问题可以理解，需要充足的人力与财力资源和重大的实质性成果，但这并不应该将其他的方案排除在外。否则，规划活动将成为鲜有实质内容、与核心工程问题毫无关系的主题领域，获得的成果有限也在意料之中。这是工程衰退并于 2002 年在行政上并入基础与工程科学部门的主要原因，因此不难看出工程在UNESCO中的未来。在UNESCO中，国际性或政府间的规划很明显都拥有充足预算和有效游说，如人类与生物圈项目（1971 年）、国际水文项目（1975 年）和政府间海洋学委员会（1960 年）。虽然人们普遍认可国际背景是规划的一大优势，但由于人力与财力的限制，也出现了对创立新的国际性规划的反对意见。

在这样的背景下，值得注意的是，由南非提议的“国际工程规划”的可行性研究得到了 2009 大会与执行委员会的鼎力支持，作为UNESCO在新千年继续发展工程活动的一部分（其自身得到了外界的大力支持）。这延续并补充了美国发展“技术能力建设中的跨部门活动”的提议，该提议在 2005 年 4 月获得了执行委员会的一致同意，旨在关注基础科学与数学、工程与水科学的能力建设（工程重点关注包括“加强现有工程规划，包括培训发展中国家的教育工作者、向教育工作者提供关于课程发展、最佳实践、质量保证的工作坊，以及与行业开展适当的合作活动”）。这是美国自 2003 年回归UNESCO以来的首个提议。随着能力建设国际项目活动的发展和工程在扶贫、可持续发展、缓解与适应气候变化中的应用，希望这些提议能支持并巩固工程在UNESCO与世界各地的崛起。在自然科学方面，包括工程与技术，帮助成员国，尤其是发展中国家，是UNESCO的独特使命与任务。

2.2 工程、创新、社会与经济发展

Paul Jowitt

工程的伟大时代

按照西方人的观点，很容易认为 19 世纪大规模机械化与城市化的鼎盛时期是工程的辉煌时期，机械化与城市化将工业革命从18 世纪直接领进20 世纪，同时供水与环境卫生的改善也提升了普通百姓的健康与福利。工程的伟大时代有两个优势：看似无限的能源、煤、石油与天然气，以及水、材料和其他与人类需求相关的取之不尽用之不竭的资源。

现在我们知道事实并非如此。我们正面临着两大全球性难题——气候变化与扶贫。工程师在 21 世纪面临的任务：

⟡通过工程的帮助，让世界避免由于前几代人使用能源、排放温室气体及对气候变化的影响所造成的环境危机。

⟡在工程的协助下，帮助日益增长的世界人口中的大多数脱离贫困，解决与联合国千年发展目标相关的问题。

这需要将重建现有的基础设施与在全球范围内提供新的基础设施相结合。

现在和 19 世纪有什么差别？现在问题的规模、量级更大；环境极限几近被打破；全世界对稀有资源的争夺将导致紧张的国际局势；通过燃烧化石燃料使我们进入未来的自由完全不可行。

解决这些问题需要工程师与其他技术和非技术学科并肩合作，展现大量的创新与想象力。需要工程师有能力提出综合解决方案，而不是简单地分析问题。从设备、产品到大规模交付基础设施服务，都要求工程师具备纵观全局的能力。

这意味着“现在”正是工程的伟大时代。

让我们简要分析以下关键的问题：

“贫困真实存在”

在世界上许多地区，城市和农村贫困居民的直接感受都是，很少甚至没有机会接触最基本的基础设施、教育、医疗资源的渠道，几乎不能或只能享受到一点点对土地或财产的合法权益。

8 个联合国千年发展目标 （MDGs）中，有 6个与人类境况、身体健康、经济与社会福利以及在世界上充分发挥其自身有用价值的能力相关。剩下的 2 个与环境极限和基础设施相关：我们必须在环境极限范围内生产生活，在修建支撑我们赖以生存的文明的基础设施中与环境建立友好的关系；规划、施工与运营过程能够真正服务于贫困人口的基础设施。因此，要实现联合国千年发展目标需要工程师的参与。 Calestous Juma （联合国科学、技术与创新工作组主席）一开始就说明了基础设施在发展中所发挥的关键作用：

“至少有三个关键因素促使新兴经济体快速的经济转型。第一，新兴经济体在基础设施上投入了巨资，这是技术学习的基础。第二，新兴经济体鼓励中小型企业发展，这就需要增强本地操作、修理与维护技能。第三，新兴经济体的政府支持、资助和鼓励高等教育机构、工程与技术科学院校、专业工程与技术学会、工业与贸易协会的发展。”

发展的前提

如果缺乏发展的前提条件，任何改善发展中国家生活水平的努力都将是徒劳的，这些前提条件包括合理的管理结构、健全的公民社会、远离迫害、斗争与腐败等。

全球政治、贸易与冲突对发展造成的冲击是巨大的。其中包括贸易规则、关税与西方国家的补助、局部与地区冲突、石油外交、管理以及跨国公司所起的作用。但是健全的地区商业领域通过直接参与有效和可持续的基础设施开发也可以帮助扶贫，由于以下三个原因而意义重大：

⟡通过提供住宿、安全饮用水／环境卫生、能源、交通、教育与医疗等基本需求与服务，支撑社会的发展。

⟡修建基础设施为本地创造技能与就业的内部需求。

⟡通过改善基础设施服务、提高本地技能，以及对内部／本地和外部／国家市场的刺激与更好的准入，为本地经济与中小企业的发展提供重要平台。

但是修建基础设施同样需要投资。

那些身陷贫困的人们缺乏摆脱困境所必需的资源，也负担不起。他们需要来自政府、企业与国际组织的外部投资和全世界工程社团的帮助。未来一步步临近，谁都不能置身事外，而且土木工程师能获得特别的机会。

“气候变化真实存在”

2005 年 6 月，11 个国家的国家科学院发表了《联合声明》。 声明的开头就是“气候变化真实存在”。声明接着提到“设计与实施策略来适应气候变化的结果，需要全球诸多领域的专家，包括物理与自然科学家、工程师、社会科学家、医学家，以及人道主义者、商界领袖和经济学家的通力协作。”

他们呼吁八国集团领导人——他们将于 2005 年 7 月在格伦依格尔斯会面——正视威胁的存在，采取有效措施致力于长期、大幅减少全球温室气体的总排放量。《斯特恩报告（Stem Report）》也传达了相同的信息。 然而，合作实施缓解与适应气候变化国际措施的政治进展依然缓慢。最近在巴厘岛举行的气候变化会议上，在巴布亚新几内亚代表对西方国家发表“要么领导、要么遵循、要么别挡着路”的尖锐评论后，美国才同意讨论《京都议定书》替代方案的路线图。

现在人们已经普遍接受全球气候变化的事实，其影响是显而易见的，而人类活动——主要是温室气体的排放——是一个重要因素。让人们接受与了解气候变化的工作获得了 2007 年诺贝尔和平奖的认可。

无论精确的时空效应怎样，气候变化的后果（如海平面上升、雨型变化、洪水与干旱）将主要对世界上最贫穷、也是最脆弱的群体造成重大冲击，而那些大量排放诱发气体的人受到的影响反而最小。

随着城市化进程的加快，人类最大风险存在于欠发达国家中，这些国家的城市基础设施通常不堪一击或形同虚设。到 2025 年，世界有望再增 15 亿人口，总数将达到 66 亿，居住在城市环境中的人口比例将从 40％增至 60％。 地球上的城镇居民人口刚刚超过农村人口。因此，对有效基础设施服务的需求是巨大的。

能源与气候变化

目前，世界的能源主要以化石燃料和以煤、石油和天然气为基础的碳能源系统为主。所有这些资源都是不可再生的，并且随着人类的发展而日益减少，现在我们也意识到了它们给环境带来的巨大影响。

世界能源消耗格局是不平衡的，这就造成了二氧化碳排放的来源也不平衡。但随着中国、印度等新兴经济体汽车拥有量的增多与消费社会的发展，这个格局也发生了变化。中国是世界上最大的煤炭使用国和第二大石油、天然气消费国， 尽管它的人均消费量依然很少。到 2020 年，中国的能源消耗有望翻一番。

发展可持续能源经济需要强大的能源研究基地，满足对热量、电力与流动性能源系统的基本需求。无论是工作还是日常生活，人都处于能源系统的核心地位，需求方、供应方与基础设施解决方案都需要创新。虽然市场力量可以解决能量方程的几个方面，但其他非技术限制却缺乏英明的领导与政策支持。

没有灵丹妙药。只有三种解决办法：

1.改变我们的行为

2.改革技术

3.改用其他能源

需求方创新与供应方修复同等重要。需要通过将改变个人／企业的行为，提高建筑与交通系统的效率，与对工厂、家庭、办公室与工厂的设备和机器进行能源分级相结合，减少能源的需求。

无论如何，发达国家的城市需要为居民重建可持续和满足环境要求的基础设施。发展中国家急需的新建基础设施需要遵循同样的原则，吸取发达国家的经验教训。

从供应的角度看，我们应转而使用无碳能源。风能是比较成熟的无碳能源（至少在操作阶段），但包括质疑其经济价值的批评之声不绝于耳； 反对使用风能的人主要考虑到环境、审美和噪声污染，尤其是风的不连续性。可以利用风能的地区集中在世界偏远地区，远离需求中心，而联网线路尚不完善。潮汐能系统的发展停滞不前，只能在更为恶劣与偏远的地区操作。核能也存在核安全、当地公众的接受度、与国际核技术接轨等一系列亟待解决的问题。

由于担心对社会与环境造成的影响，大规模水力发电系统的施工已经减少。也有例外，最著名的就是长江三峡大坝，用于防洪的水库总长 600 千米，装机总容量为 18GW，但同时转移了近 200 万居民，失去了大量珍贵的考古与文化遗址，生物多样性与环境都遭到了破坏。 像三峡大坝这样的工程无可避免地将工程师推入了两难的处境。工程从来就不是非政治性的活动，工程师需要辨别能力、判断力与解决矛盾的能力。

非洲的能源供应值得挖掘，“在非洲许多国家，缺乏能源安全导致贫困循环。21 世纪初，仍有数百万人过着没有电的生活，这着实让人难以接受！”（国际能源署，Claude Mandil）

实现千年发展目标

谈到发展中国家的能源需求，让我们先回过头来审视世界贫困问题。缺乏基本的基础设施是世界贫困以及由此产生的人类悲剧的根源。20 亿人过着没有电的生活，同等数量的人没有安全的饮用水。联合国的目标是到 2015 年，将这一数字减少一半。到 2015年让 10 亿人喝上安全的饮用水，意味着在接下来的 8 年中，每天要连接超过 30 万人。这可能吗？如果可能，怎么实现？我们要面临什么样的限制？限制因素并不是缺乏工程知识与技术，或不知道该采取什么样的行动，而是找到应用工程技术的合理方式，推动当地的能力建设，确保有效实施、管理与筹集资金，并确保这一行动能持续下去。

基础设施发展为能力建设、技术学习与本地商业发展提供了绝佳的机会，“基础设施需要运用广泛的技术和复杂的制度安排。政府一贯以静态的眼光看待基础设施项目……很少认为修建铁路、机场与通信网络也能促进技术、组织与制度学习。”

建设基础设施实现联合国千年发展目标并非一个单一的项目，而是要实施许多项目；每一个项目本身都很复杂，但只要有正确的规模与正确的规划就完全可行。只有将联合国千年发展目标视为一系列要完成的项目，才能实现这些目标，每一个项目都需要项目管理计划和专业工程专业人员的协助。

有固定的模式吗？是否有成功解决发展中国家问题的发展模式？答案应该是肯定的。例如，在发达国家的许多物资匮乏的内陆城市地区，也存在相似的问题，年久失修的基础设施、高失业率、当地居民经济困难、高犯罪率、毒品泛滥、当地经济发展落后。这类问题的解决办法之一就是成立特殊目的的发展公司，经济上独立于当地政府但对其负责。当然也还有其他模式。

所以挑战就是：“制订以行动为基础的项目计划，确保全球实现可持续发展的同时，实现联合国千年发展目标。”

没错，工程的伟大时代就是“现在”！ JyN7Bgfq+hCXb24oHmZfsvVgEAoGKzp6KCrjLQxeKQZghW16/yYC13lvpUugoqIn

2.3 工程、技术与社会

George Bugliarello

从早期人类文明开始，被称为工程的活动就通过其创造的技术产物——有形和无形的——影响着社会。工程产物无处不在，并实实在在地渗透进我们生活的方方面面，与文化、艺术和宗教相互交织、相互作用。马路、水管、水泵和运河让城市生活成为可能，电力照明推动了世界的发展，工业与通信促进了全球富裕，威力日益增大的武器改变着国家间的关系。如埃及金字塔和巴台农神庙一样，现代音乐、绘画、建筑、汽车与大桥是艺术与技术的完美体现。

从金属制造到电子产品，每一项重大的工程创新都给社会带来了巨大变化。反过来，社会目标、习俗与期望的显著变化也影响着工程的发展与实践。为满足社会的需求，工程师教育的跨学科性更为突出，新增了人文学科、社会科学与生物等课程。然而，社会时常会忽视工程协助解决最紧迫问题的潜力，对工程创新的反应迟缓，因为工程创新通常需要新的组织模式、新法律、新意识的形成和习俗的衍变。能迅速而智慧地对工程创新做出反应的社会实体通常都占据优势。美国和法国的革命最终通过让社会敞开怀抱迎接工业革命带来的机遇而加强了技术发展，俄国革命极大地加快了本国工业化的进程。

事实上，工程与技术都需要个体、机器（人工产物）与社会组织的协同作用（Bugliarel⁃lo，2000）。 这种协同作用的一个重要方面就是与科学密切的互动。从根本上说，工程就是通过有形和无形的人造产物改造自然，有时也超越了对这一概念的科学理解。科学就是对自然的了解，通常需要创造人造产物才能达到此目的。因此，虽然目的不同，但这两种努力是密不可分的——用工程仪器、计算机、软件与卫星去探索科学，而科学反过来促进了整个工程领域的进步。

今天，社会对工程的需求之大前所未有，无论是迅速发展的城市化进程和全球的经济繁荣环境中四分之一的贫困人口所产生的需求，还是对关键资源的可用性、气候变化的后果与逐渐增多的自然与人为灾害的日益担忧。工程与社会不仅面临史无前例的技术挑战，还要面对一系列需要发展全球工程伦理学才能解决的新的伦理问题。工程在改造自然的征途上应该走多远？工程在社会中肩负着怎样的角色与职责？工程该如何解决当代人和子孙后代可用资源与服务的平等问题？有关全球变暖的担忧可以优先于紧迫的贫困问题吗？或者可以同时解决这两个问题吗？在日益全球化的企业中应制定怎样的工程标准，如世界各地的设计团队 24 小时协同运作？要解决这些问题，就必须考虑到一些基本的工程原则，如高举人性尊严、避免危险或不可控制的副作用、制定与技术意料之外发展的结果相关的制度以及在创建人工产物时不仅仅要知道“怎么做”，还要懂得“为什么”。

工程与其他社会活动的协同作用是许多社会的物质繁荣的根本原因，也是改善许多发展中国家状况的关键。工程与生物和医疗系统快速发展的互动，开始极大地提高世界许多地区人们的健康水平，工程与教育的协同作用，通过信息与通信技术的进步，在全球范围内提升了技能水平并增加了就业机会。然而，同时，机械化与自动化的发展可能会通过机器减少就业机会和人与人之间面对面的交流与互动。另外，随着对技术的依赖性增加——以及不能最大限度地理解与操作技术——无论是水、食物、能源与疫苗的物流供应系统，还是其他关键的基础设施和系统，技术失效和设计错误对社会造成的风险日益增多。工程世界前所未有的相互依存又加剧了这一风险。实际上从整体而言，工程是一个社会企业，让现代社会变成现实，伴随着它所有的潜力与风险，反过来社会也促进了工程的发展（Sladovich，1991） 。它通过扩大社会组成部分的范围和增强成员的能力，为农业、商品生产、交流、防御、进攻、探索太空与海洋创造新方法和工具，保留与使用从土地到能源、水和材料等自然资源，扩展了社会的物质与经济能力。工程与社会其他部分日益深入的互动，以及它与生物过程相互交织的能力，已成为决定人类未来的关键因素。 JyN7Bgfq+hCXb24oHmZfsvVgEAoGKzp6KCrjLQxeKQZghW16/yYC13lvpUugoqIn