工程学的悠久历史

演绎工程学历史的一种方法是，通过现在人们认为与工程十分类似的活动来追溯工程学。这些活动与工程存在相似之处是出于种种原因。比如说，虽然现代的建筑与埃及金字塔大不相同，如今也没有工程师从事类似建造金字塔的工程项目，但是建造金字塔这样宏伟的建筑不仅需要运用数学来创建物理结构，还需要复杂且大规模的人力和资源，而这两点正是现代工程的特征。不过，埃及金字塔与现代工程项目还是有所不同的，现代工程项目重在实现一些有益的目的，以便为人类服务，提高人类的生活质量；金字塔虽然令人印象深刻，但追求的是一种超世俗的目的，这在现代工程中非常罕见。

古希腊的许多活动似乎是“工程科学”的前身，工程科学研究人造建筑和机器背后的数学和物理原理。例如，阿基米德对杠杆的工作原理进行了分析，他对自己的分析充满了信心，并坚信可以利用这一原理来撬动地球。然而，古希腊人并不擅长亲身实践，他们更愿意坐下来思考支点和滑轮的本质，因此，把古希腊人的活动称为应用数学比称为工程学更恰当。罗马人比希腊人做得更好。他们关注更为实际的问题，例如建造高架桥和污水处理系统。虽然罗马人的活动没有像现代工程活动那样运用大量的数学原理，但也确实应该被称为某种工程，即使只是相当初级的工程。

中世纪的活动与现代工程有着密切的联系。中世纪欧洲的人们建造了各种各样的建筑，巨大的拱顶大教堂使用飞拱等装置，巧妙地将支撑结构融入装饰中，这些建筑可以与雄心勃勃的结构工程项目相提并论。虽然人们将建造这些建筑的工匠描述为建筑大师，认为他们可能类似于现代建筑师，但他们的工作的确包含了工程任务。毕竟，如果没有技术娴熟的结构工程师参与的话，如今人们不会放心地把如此宏伟的建筑项目托付给建筑师和建筑工人。

与此同时，伊斯兰黄金时代带来了机械发明的巨大飞跃。这一时期的核心人物是阿尔－贾扎里（Al-Jazari），他是一位发明家，也是一位工匠，他在《精巧机械装置的知识》（Book of Ingenious Mechanical Devices）中展示了自己毕生的作品。其中的一些机械设备虽历经数个世纪，但对机械工程仍至关重要，如抽水泵，以及如自动洗手机等复杂的稀奇装置。

在这些时期里，一定有一些活动是现代工程师作业的前兆，但是由于许多活动在很多方面都与工程相似，所以很难通过人们所做的工作来描述工程学的历史。物理学家和化学家的工作在某些方面与工程类似，但我们不会称他们为工程师，因此，通过“engineer”（工程师）这一词的词源追溯工程学，看看这个学科最初是何时得名的，是一件很有趣的事。

“engineer”这个词通常被认为起源于拉丁语的“ingenium”或“ingeniatorum”。意义分别为“独创性”和“拥有或运用独创性的人”。当然，这也是英语单词“ingenious”的词根，意为“有创造力的、新颖的”，这意味着工程学的核心概念是独创性和创造性。在中世纪，在军队中与石弩或其他战争装置打交道的工匠被称为“ingeniator”。这个称谓一直沿用至文艺复兴时期，达·芬奇在其职业生涯中，曾一度自豪地拥有“ingeniarius ducalis”（公爵的工程师）的称号。那么这个称号是否表明他是现代意义上的工程师呢？达·芬奇的工作的确包含了工程活动，工程师们也常热衷于称他为他们中的一员，但是达·芬奇被称为“ingeniarius”的原因与人们今天称某人为工程师的标准略有不同。

“ingenium”这个词也是英语单词“engine”（发动机）的词根。由此我们认为，工程师之所以被称为工程师，可能是因为他们与发动机打交道。但中世纪的“ingeniator”当然不会与蒸汽机或内燃机等现代工程机械打交道。在中世纪和近代早期，“ingeniator”之所以得此称呼，是因为他们在军队工作，与战争“发动机”打交道，这些战争“发动机”是包括石弩、大炮在内的所有早期战争技术装置，“ingeniator”负责设计、制造和维护这些装置。事实上，达·芬奇的工程工作主要是设计枪炮和其他轰炸物的设计上，在文艺复兴时期，这些是在围攻战中取胜所必不可少的武器。因此，“ingeniator”的工作主要涉及军事，而不是一般的工程。

英语单词“engineer”是通过法语词“ingénieur”直接引入英语中的。在法语中，这个词最初同样用于战争。法国军队中的“ingénieur”仍然是那些处理和维护战争武器的军人。但是在法国军队中，他们的地位比前辈们要高得多。1676年，这些“ingénieur”组成了“精灵军团”（corps du génie），这是一群在军事建设方面受过特殊训练的士兵，他们制造战争武器的技艺，建造军事所需的基础设施，包括道路、防御工事等。同样，“ingénieur”这个词表示军队中具有特定技艺和能力的成员。

如今，“engineer”这个词所指的范围更广，不仅仅局限于那些在军队中工作的人了。因此，根据“engineer”这个名称来追溯工程学的历史有一定的局限性，因为它没有告诉我们，我们现在称之为“工程学”的这个范围广泛的学科是何时兴起的。然而，不可否认的是，军事活动在塑造现代工程师方面发挥了重要作用，这一点从工程教育和培训的历史中可以看到。

 

列奥纳多·达·芬奇

列奥纳多·达·芬奇是一位非凡的画家。他的名字和作品可能是西方世界中最著名的。然而，这位文艺复兴时期的能人涉猎广泛，甚至可以说是精通各种学科，其中就包括工程学。达·芬奇自称为工程师。有证据表明，他在一封介绍信中详细阐述了自己的工程技能，其中军事工程技能尤为突出，如设计石弩和大炮，研发锻造金属的方法，从而用新方法制造攻击力更强的大炮。当然，达·芬奇还从事桥梁设计、城镇规划，研究河道治理的水力学，以及建造用于大型活动的自动娱乐装置等。众所周知，达·芬奇设计了飞行器和直升机。有证据表明，他甚至试飞过飞行器和直升机，但没有成功。

达·芬奇在笔记中记录了他对工程学的想法和看法，但这些笔记残缺不全，他的很多想法似乎也同样不完整。因此，他没有像伽利略那样对工程学历史产生影响。有些人甚至认为他只是一个相当普通的工程师，因为他的工作在同行或前辈们中没有创举。之所以会这样，也许是因为，与达·芬奇在绘画领域的天赋相比，他在工程领域的表现太平常了，他的绘画生涯使他在工程方面的努力黯然失色。又或许是因为，现代技术的发展，特别是飞机、直升机和潜艇，完全超越了达·芬奇在工程学领域所做的所有工作，但是艺术上的任何发展（如果有的话）永远也无法将《蒙娜丽莎》贬为一幅粗糙、低劣的画作。

不管出于什么原因，《蒙娜丽莎》才是达·芬奇流传于世的遗产，想想他是否会对此感到惊讶甚至失望，也是很有趣的。当然，值得注意的是，当今人们对工程师及其地位的看法与文艺复兴时期是不同的。如今，人们认为成为一名成功的艺术家是崇高和引人注目的，而成为一名工程师则被认为相对逊色。然而在达·芬奇的时代，制造和想象技术性的装置与创造精美的艺术一样崇高。

 

工程学诞生于17世纪后期的法国军队，成为一种特殊的专业，有专门的培训和教育模式。“精灵军团”中的士兵们在训练营接受专门的军事技术培训。“精灵军团”成立于1676年，30年后，路桥军团（corps des ponts et chaussées）随之成立，路桥军团着重建造军队和平民都需要的基础设施。1747年，一所专门培养土木工程专业学生的学校成立，即法国国立路桥学校（École Royale des Ponts et Chaussées），这所学校现在仍在招收学生（现在名为École des Ponts ParisTech，简称ENPC）。然而，巴黎综合理工大学（École Polytechnique）才是第一所教授与如今的工程学最为相似的课程的学校，巴黎综合理工大学成立于1794年，当时名为“中央公共工程学院”（École Centrale des Travaux Publics）。

法国的工程教育远远领先于世界其他国家。法国是当时唯一一个避开日常的工程工作，条理化地教授工程学的国家。美国很快就赶上了法国，西点军校成立后，工程学校就从军事训练学校中发展出来。西点军校成立几年后，开始采用法国军事工程学校的课程。到19世纪30年代，许多成功的工程学校在美国发展起来，它们教授同样的课程。

英国的进展比较缓慢。在整个18世纪，英国都没有对军事或民用领域的工程师进行专门培训。大部分工程师是通过学徒期间观察并协助技艺娴熟的工程师而得到锻炼的，只有少数工程师是在大学毕业后接受在职培训的。像托马斯·特尔福德（Thomas Telford）和瓦特等著名工程师最初都是从学徒做起，后来成为工匠。他们学习的是实用技能而非理论知识。尽管他们受过手工训练，但他们的角色却是工程师。他们参与设计，为客户进行规划，并与他人签订合同，由他人实际操作，而不是自己亲自动手。约翰·斯密顿（John Smeaton，1724—1792）是英国最早以这种方式工作的工程师之一，也是他在1768年撰写的一份报告中首次称自己为“土木工程师”。

一旦我们接触到斯密顿，我们就到了历史上的一个转折点，在这个点上，我们可以毫无争议地将某个人视为不在军队工作的现代工程师。然而，上述的历史表明，到达这一转折点有许多不同的路径，而且在这些路径的许多节点上，人们认为工程学可能已经出现了。这些历史描述也表明，复述工程学历史是一件困难的事情，工程学并不是在历史的某个特定时间点上体系完善地出现的，而是在很长的一个时期里发展起来的。在这一时期的不同时间点上，在世界上的不同地方可以发现接近现代工程的活动，也可以发现接近现代工程师的人，但这一独特学科的出现却经历了一段时间。