土木工程中的科學(xué)哲學(xué)思想-2019年精選文檔

1、土木工程中的科學(xué)哲學(xué)思想0 引言隨著人類的進(jìn)步與社會(huì)發(fā)展， 土木工程作為古老又新興的學(xué) 科，依舊散發(fā)著迷人的光彩。理論的不斷完善，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。現(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)的開發(fā)和新施工工藝的進(jìn)步，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。只有從思維層次上真正提高， 才能創(chuàng)造出新的理論， 引發(fā)新的技術(shù)革命和工藝開發(fā)。1 土木工程和哲學(xué)的歷史關(guān)系 土木工程作為從人類誕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)為人類科學(xué)之母的

2、哲學(xué)有著密切的關(guān) 系。從 17 世紀(jì)開始，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)。 有了具體的 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 明引入了土木工程的學(xué)科， 是質(zhì)的飛躍。 在考察結(jié)構(gòu)的相互作用 時(shí)，將各部分分解開來(lái)，單獨(dú)計(jì)算，最終整合。雖然與實(shí)際不盡 相同，但在當(dāng)時(shí)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。 特 別是 20

3、 世紀(jì)系統(tǒng)論和非線性等哲學(xué)思想的新鮮出爐，土木工程 更加散發(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)的相互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)和方法去反思現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展提出的一系列新問 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)說的。 對(duì)于工程界也是一樣， 用馬克思主義的觀點(diǎn) 和方法反思工程問題并對(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)誕生。它批判

4、了還原論。深入研究 了各類系統(tǒng)的運(yùn)行和演化規(guī)律，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)同學(xué)、超循環(huán)理論、混沌學(xué)、復(fù)雜適應(yīng)理 論和開放復(fù)雜巨系統(tǒng)理論等。 從而認(rèn)識(shí)到， 系統(tǒng)的運(yùn)行和演化過 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， 平穩(wěn)的過程。而一般是簡(jiǎn)單和復(fù)雜、 線性和非線性、 必然和偶然、 量變和質(zhì)變、有序和無(wú)序、進(jìn)化和退化相結(jié)合的辯證過程 4 。 系統(tǒng)論的內(nèi)涵表現(xiàn)在系統(tǒng)存在、系統(tǒng)演化和系統(tǒng)變革三個(gè)方面。 系統(tǒng)范疇的建立， 在諸多方面豐富和發(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

5、、動(dòng)態(tài)性和開放性 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)理論依據(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)，充分發(fā)揮科學(xué)家、科研工作 者、工程技術(shù)人員的創(chuàng)造性和積極性，爭(zhēng)取小投入、高產(chǎn)出、出 成果、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 問題，要求擁有整體觀，有助于提高層次提出分析解決問題，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)中充滿了辯證法， 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)與協(xié)作等涉 及人的因素的辯證關(guān)系。它具有

6、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題，是客觀 的要求。在人類的思維方式中，如果只注重真理性規(guī)定，忽視模 式創(chuàng)造， 很容易陷入科學(xué)主義和教條主義的泥坑； 如果只注重模 式，忽視真理性規(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。 過于復(fù)雜的客觀情況難以如實(shí)地進(jìn)行 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和理論分析，而且只有進(jìn)行新的工程實(shí)踐， 才能揭示新的問題。但是，如果拋棄受力分析，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)

7、雜中尋求簡(jiǎn)單， 是人類認(rèn)識(shí)論的永 恒主題， 也是科學(xué)發(fā)展史的基本取向。 隨著精密自然科學(xué)幾乎將 簡(jiǎn)單系統(tǒng)的重要簡(jiǎn)單性法則發(fā)現(xiàn)殆盡， 加之已發(fā)現(xiàn)的簡(jiǎn)單性法則 與現(xiàn)實(shí)復(fù)雜性之間的巨大差距， 人們開始將探索的興趣轉(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， 終于使復(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)雜性中尋求隱藏的簡(jiǎn)單性的法則。 然而，復(fù)雜系統(tǒng)與簡(jiǎn)單 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) 的一組簡(jiǎn)單性法則， 復(fù)雜科學(xué)完全排除拉普拉斯決定論的可預(yù)見 性狂想， 復(fù)雜科學(xué)否定完全的簡(jiǎn)單性而只求有限的簡(jiǎn)單性。 復(fù)雜 性研究的起步近年來(lái)

8、進(jìn)展迅速，在控制論、信息論、系統(tǒng)論、突 變論、 協(xié)同學(xué)、 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、 理論及方法已基 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、 方法已幾乎滲透到精密自然科學(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)并不是簡(jiǎn)單的彈性 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。 有限元方法應(yīng)運(yùn)而生， 它 的不斷完善和不斷發(fā)展， 為復(fù)雜結(jié)構(gòu)分析開辟了道路。 在防災(zāi)減 災(zāi)方面， 人們認(rèn)識(shí)到地震波也

9、不是簡(jiǎn)單的平穩(wěn)輸入， 而是非平穩(wěn) 的隨機(jī)過程， 其中包括了幅值的非平穩(wěn)和頻率的非平穩(wěn)。 運(yùn)用復(fù) 雜科學(xué)思想方法對(duì)諸多方面進(jìn)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 的建筑物。既要求高質(zhì)量和快速施工，又要求高經(jīng)濟(jì)效益。這就 向土木工程提出新的課題，并推動(dòng)土木工程這門學(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。由于土木 工程設(shè)施的規(guī)模日益擴(kuò)大， 現(xiàn)在應(yīng)該運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法 以提高規(guī)劃水平。 特大的土木工程社會(huì)效果是有利也有弊， 在規(guī) 劃中

10、，對(duì)于趨利避害要作全面的考慮。2、建立正確的土木工程觀。工程哲學(xué)認(rèn)為，工程觀研究涵 蓋五個(gè)方面： 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；工程辯證觀研究；工程系統(tǒng)觀研究；工程生態(tài)觀研 究； 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)展觀問題。 我們要以正確的哲學(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。土木工程不是閉門造車， 是為生產(chǎn)生活人類活動(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)際進(jìn)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， 在改造自然的過程中， 需要主觀符合客觀， 遵循自然規(guī)律的指導(dǎo)。 在人類需要和自然法則發(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 進(jìn)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)疑問是既具有重要理論意義及現(xiàn)實(shí)意義的。 有意識(shí)地運(yùn)用哲 學(xué)思維來(lái)指導(dǎo)土木工程發(fā)展， 是