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1962年,莫里斯·a·比奥在季莫申科获奖感言

讲座:科学与工程师

通过莫里斯·a·比奥

莫里斯·a·比奥众所周知,奖牌有两面性。这种情况好的一面显然是对接受者的鼓励。另一面的阴暗面是你们必须忍受的。当然,我指的是餐后演讲。
首先,我非常荣幸能与教师、学者、伟大的工程师和科学家季莫申科的名字联系在一起。人们普遍认为,我国固体力学的高水平教学和应用得益于他的影响和他的教学。

然而,对我来说,这个名字象征的不仅仅是奖项和荣誉。它唤起了科学和工程实践中的辉煌时期和传统,不幸的是,这些实践似乎正在衰落。这是传统的清晰,简单,直观的理解,不做作的深度,并回避不相关的。

当然,复杂本身是没有价值的。在理解物理世界,特别是在技术应用领域,重要的是要认识到什么是不相关的。不相关的水平涉及价值判断,这通常需要与自然禀赋和以前的经验相关的相当微妙的思维习惯。

我们不应该忽视简单与深度理解相结合的重要性,不仅因为它的文化价值,而且作为一种技术工具。它可以在没有费力和昂贵的计算的情况下进行定量预测;它提出了新的发明和工程问题的简单解决方案。除了具有明显的经济优势外,它还为工程设计提供了一个重要的品质,即可靠性。在这方面,人们不能不反思我们在火箭领域的惊人成本和一再失败的悲惨记录。

更深刻的物理洞察力与理论的简单性相结合,提供了直接通往极端复杂问题核心和直接解决方案的捷径。即使在简单的情况下,用复杂而笨重的方法也无法做到这一点。这里所涉及的思维过程可以被描述为“穿过科学的繁文缛节”,绕过正式科学知识的缓慢研磨机。当然,形式上的知识是必不可少的,但就生活中的一切事物而言,真理涉及到平衡问题。这一真理的本能体现更多出现在政治家身上,而不是科学家身上。然而,这对一个称职的工程师来说是必不可少的。

在我们日益复杂的技术文化中,工程师的功能受到了质疑,而这一直率的问题“工程师过时了吗?”他应该被科学家取代吗?”虽然这样的问题是无知的产物,但至少在这个国家,这种情况得到了令人尊敬的回应。

那物理学家呢?总的来说,我认为物理学家已经背离了他自己的传统,并倾向于成为狭隘专业化的牺牲品。核与粒子物理,固态,光谱学,等离子体物理,都声称他们的受害者。许多人几乎完全不懂经典力学,甚至连简单问题的表述也不能理解,除非把它简化为薛定谔方程的解。

对于数学家来说,已经出现了一种与过去完全相反的情况。19世纪数学史上的许多伟人都是杰出的工程师。一个突出的例子是柯西,他毕业于土木工程师,从事工程实践多年。这些人是另一种人。他们对科学知识的掌握比今天的专业数学家更深入,视野更广阔。

不管这种逆转的原因是什么,我们必须面对这样一个事实:数学科学已经被抽象的形式主义所主导。它越来越失去人性,与它在物理、工程和其他自然科学的肥沃土壤中的根源断绝了联系。所谓的应用数学本身并不存在,它本质上描述了数学科学赖以发展的一种功能和一种技巧。

今天许多所谓的应用数学几乎与这个函数完全相反。它充满了法律主义的吹毛求疵,被自命不凡的语言所笼罩,似乎目的是模糊和笼罩着一种神秘和深刻的气氛,这往往是一个简单甚至琐碎的主题。

这种缺乏人文内涵的形式主义倾向,这种以牺牲实质为代价强调形式的倾向,不仅存在于科学中。它也普遍存在于我们的当代艺术和文学中,显然是我们文化中更深层次的,也许是自我毁灭的暗流的结果。

它构成了对中世纪经院哲学滥用的倒退,远离了文艺复兴时期工艺与科学的亲密结合。在这方面,我回顾奥尔特加·加塞特的一段话。“生活不是为了智力、科学、文化而活,相反;智慧、科学、文化,除了作为生活工具而积累起来的东西之外,没有别的实在。相信前者就是陷入智力主义的愚蠢,这种愚蠢在历史上曾多次导致智力的衰落。”

一般来说,今天的职业数学家是逻辑系统和严谨性方面的专家。由于缺乏灵活性,他无法运用数学在自然科学和工程中的一项非常重要的功能,即将相关的与不相关的分离开来,简化复杂现象的表述,综合和统一实质而不是形式。这里没有时间详述细节。作为对比,让我只引用普朗特尔在他著名的边界层理论中对纳维-斯托克斯方程的杰出处理。

然而,这种情况还有一个更不祥的方面,那就是科学家和工程师的教育问题。我们应该记住,直觉能力与艺术天赋非常相似。它可能会发展,也可能会被扼杀,这取决于环境和训练。严谨和抽象的形式主义是数学的技术方面,实际上可能阻碍发明。这是给专家的。工科学生应该只把它们作为一种经历来接触。它们不应该渗透到他的思想中,也不应该超过直觉能力受到抑制的程度。

在许多学校,数学和物理知识的核心被淹没在以抽象形式主义为特征的特殊课程的洪流中。这里强调的是正式的知识,而不是理解,这里的氛围不利于创造性人才。应该记住,学校的重要功能之一是发现、鼓励和发展人才,而不仅仅是传播知识。使情况更糟的是,我们现在正在目睹抽象公理方法在高中数学中的引入。这种发展对我们未来的科学和技术地位有很大的危险。有人说:“学习是区分好学者的一种无知。”我不想贬低好学,但我认为知识不应该成为理解的障碍。

虽然我已经详述了这一局势较为悲观的方面,但我想以比较乐观的语气结束这几句话。

让我们期待人文主义和科学综合精神的复兴。让我们重新强调工程学是一门专业技术,它需要高技能、天赋,值得社会认可,与科学职业本身截然不同。在这个方向上出现了新的骚动。我倾向于相信工程师和工程学院将在恢复自然科学的统一和中心观点方面发挥重要作用。这是因为现代工程本质上必须是综合的。专业化走向极端是一种死亡和衰败。

人们可以制定一个完全类似于热力学第二原理的知识退化原理。它代表着一股强大的力量,只有经过艰苦卓绝的斗争才能打败它。它的重担必须由少数个人来承担,而不是由团队和组织来承担。在这方面,较小的学校有很多话要说。它们应该为思想的从容成熟和极少数合格人员的形成过程提供更好的环境。

按照惯例,获奖者会利用这个机会对当前的专业问题进行反思。虽然我不认为我提出了任何真正的新想法,但在我看来,在铁木申科传统的框架内重新强调这些想法是最合适的时机。

在未来的综合和技术工艺的复兴中,我想我们都同意,在实践中以及在教学中,工程师被要求发挥非常富有成效和必不可少的作用。

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谢谢苏教授,这对一些需要他早期论文的人来说是个好消息,这些论文通常很难获得。

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