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”！ S5kWswpThAc0ZUKe2R4i2VxiAm3zywJ9+KYdVijr98WeCUO8WC9GAdlrgFiOG95v