土木工程中的科學哲學思想-2019年精選文檔

1、土木工程中的科學哲學思想0引言隨著人類的進步與社會發(fā)展，土木工程作為古老又新興的學科， 依舊散發(fā)著迷人的光彩。理論的不斷完善，實驗精度的不斷 提高，規(guī)范 的不斷修正，使人們對土木工程的研究認識跨入了新的領域?，F(xiàn)代科技 的發(fā)展，是思維方式的發(fā)展，是智能斗爭的升 華。新材料的應用，新技 術的開發(fā)和新施工工藝的進步，無不要 求新的思維理論作為基礎。解讀 土木工程中的科學哲學思想，成 為當務之急。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)新的技術革命和工藝開發(fā)。1 土木工程和哲學的歷史尖系土木工程作為從人類誕生之日起就存 在的最古老學科之一，具有很強的實踐性，與被譽為人類科學之母的哲 學有著

2、密切的矣系。從17世紀開始，德國古典哲學范式興起。以伽利略和牛頓為先導 的近代力學同土木工程實踐結合起來，逐漸形成材料力學、結構力學、 流體力學、巖體力學，作為土木工程的基礎理論的學科。這樣土木工程 才逐漸從經(jīng)驗發(fā)展成為科學。有了具體的受力分析狀態(tài)作為理論基礎， 土木工程的研究上了一個嶄新的臺階。它將結構看作是線性的，研究并 模擬實際的情況，將數(shù)學證明引入了土木工程的學科，是質的飛躍。 在考察結構的相互作用時，將各部分分解開來，單獨計算，最終整合。 雖然與實際不盡相同，但在當時的情況下，已屬難能可貴。隨著社會的發(fā)展，人們對土木工程的發(fā)展要求越來越高。特別是20世紀系統(tǒng)論和非線性等哲學思想的新鮮

3、出爐，土木工程更加散發(fā)著勃 勃生機。人們認識到結構不是一個線性的系統(tǒng)，而是非線性的。結構 的相互作用也是要作為一個整體考慮，是一個系統(tǒng)，并將概率論與分形 等思想融入其中，將土木工程的發(fā)展推上了一個新的高峰。2現(xiàn)代土木工程的哲學思想吉林大學劉猷桓教授指出，“我們的時代使命是應用馬克思主義 的觀點和方法去反思現(xiàn)代科學技術發(fā)展提出的一系列新問題，進而推進 馬克思主義科學技術哲學向前發(fā)展” 1。這是對于哲學界來說的。對 于工程界也是一樣，用馬克思主義的觀點和方法反思工程問題并對其指 導實踐。2.1系統(tǒng)論思想20世紀中葉，系統(tǒng)科學謹生。它批判了還原論。深入研究了各類 系統(tǒng)的運行和演化規(guī)律，先后形成了控制

4、論、信息論、運籌學、耗散結 構論、協(xié)同學、超循環(huán)理論、混沌學、復雜適應理論和開放復雜巨系統(tǒng) 理論等。從而認識到，系統(tǒng)的運行和演化過程，并不像機械論者所認 為的，只是單純的、線性的、必然的，平穩(wěn)的過程。而一般是簡單和復 雜、線性和非線性、必然和偶然、量變和質變、有序和無序、進化和 退化相結合的辯證過程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。其中最重要的一點就是為事物的普遍聯(lián)系找到了一個基本形式 。它為人們提供了一種以整體性、綜合性、層次性、動態(tài)性和開放性 為原則的科學思維方式一一系統(tǒng)思維，為土木工程的思維提供了哲學理 論依

5、據(jù)。系統(tǒng)思維在土木工程中的目的是以哲學思想和管理科學為手段，針 對現(xiàn)代土木工程的新特點，充分發(fā)揮科學家、科研工作者、工程技術人 員的創(chuàng)造性和積極性，爭取小投入、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。2.2辯證法思想土木工程活動中充滿了辯證法，值得我們深入研究。工程活動中 普遍存在的質量和造價及進度的辯證尖系，競爭與協(xié)作等涉及人的因素 的辯證尖系。它具有虛擬性、理想性、建構性、轉化性、協(xié)調性等辯證 思維特T生。應用辯證的思維看待問題，是客觀 的要

6、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，容易誤入實用主 義歧途，尤其是土木工程 這個異常重視實踐的學科。過于復雜的客觀情 況難以如實地進行 室內(nèi)實驗或現(xiàn)場測試和理論分析，而且只有進行新的 工程實踐，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算，土木工程只能止步不前。 如何處理這一系列辯證矢系，將是新一代土木人研究的對象。2.3復雜性思想從無序中發(fā)現(xiàn)有序，從復雜中尋求簡單，是人類認識論的永 恒主題，也是科學發(fā)展史的基本取向。隨著精密自然科學幾乎將簡單系

7、統(tǒng) 的重要簡單性法則發(fā)現(xiàn)殆盡，加之已發(fā)現(xiàn)的簡單性法則與現(xiàn)實復雜性之 間的巨大差距，人們開始將探索的興趣轉向復雜 系統(tǒng)。而20世紀中葉 以來一系列處理復雜性的基本理論和數(shù)理工具的創(chuàng)立，終于使復雜科學 應運而生。復雜科學并不背離從現(xiàn)實的復雜性中尋求隱藏的簡單性的法 則。然而，復雜系統(tǒng)與簡單系統(tǒng)的本質區(qū)別在于，在復雜系統(tǒng)中不可 能找出具有決定論性質的一組簡單性法則，復雜科學完全排除拉普拉斯 決定論的可預見性狂想，復雜科學否定完全的簡單性而只求有限的簡單 性。復雜性研究的起步近年來進展迅速，在控制論、信息論、系統(tǒng)論、 突變論、協(xié)同學、超循環(huán)論與耗散結構論等理論及混沌分形高性能計 算機等數(shù)學工具的基礎上

8、，復雜科學的概念、理論及方法已基本確立 起來6。隨著復雜科學理論、學科及研究機構的興起，復雜科學的概 念、思想、方法已幾乎滲透到精密自然科學的所有領域，為土木工程 的復雜結構分析奠定了思維基礎。如在結構工程方面，人們認識到工程結構并不是簡單的彈性體， 而是一個具有復雜內(nèi)容的非線性彈塑性結構。它包括材料的非線性以及 結構本身的非線性等內(nèi)容。有限元方法應運而生，它的不斷完善和不 斷發(fā)展，為復雜結構分析開辟了道路。在防災減災方面，人們認識到 地震波也不是簡單的平穩(wěn)輸入，而是非平穩(wěn)的隨機過程，其中包括了 幅值的非平穩(wěn)和頻率的非平穩(wěn)。運用復雜科學思想方法對諸多方面進行 分析解答，將使土木工程進入嶄新的階

9、段。3、土木工程的發(fā)展趨勢哲學觀現(xiàn)代土木工程需要適應各類工程建 設高速發(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、設備現(xiàn)代化 的建筑物。既要求高質量和快速施工，又要求高經(jīng)濟 效益。這就向土木工程提出新的課題，并推動土木工程這門學科前進。1、要加強科學哲學思想對土木工程的指導作用。由于土木 工程設施的規(guī)模日益擴大，現(xiàn)在應該運用系統(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效果是有利也有弊，在規(guī)劃中，對于趨利避 害要作全面的考慮。2、建立正確的土木工程觀。工程哲學認為，工程觀研究涵蓋五個方面：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)

10、觀研究；工程生態(tài)觀研 究； 工程價值觀的 研究。一個重大工程，不僅要考慮其經(jīng)濟價值，而且要考慮其生態(tài)價 值社會價值、藝術價值，不僅要考慮其眼前的價值，還要考慮其長遠 的價值歷史價值，而這些都尖系到人的發(fā)展觀問題。我們要以正確的哲學觀念來審視并指導 活動。3、理論聯(lián)系實際，主觀符合客觀。土木工程不是閉門造車，是為 生產(chǎn)生活人類活動社會發(fā)展服務的。再先進的理論，也是從實際中來 受實際檢驗并為實際服務的。我們不能脫離實際進行純理論研究，我 們的工作是將理論實際結合起來，指導實踐。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。在人類需要和自然法 則發(fā)生矛盾時，以客觀為準，適度調和。4、結語十八大后，我國人民正在努力全面建成小康社會，我們正在進行 史無前例的工程建設，在這樣的社會條件和社會環(huán)境中，利用哲學觀 點解讀土木工程個跨學科、多學科的研究領域，毫無疑問是既具有重要理論意義及現(xiàn)實意義的。有意識地運用哲學思維來指導土木工程 發(fā)展，是