淺談茅以升工程科技思想

1、    淺談茅以升工程科技思想    吳昕蕓摘 要茅以升是我國著名的橋梁專家和工程教育家。他畢生致力于我國科技事業(yè)，并以其在工程實踐中所迸發(fā)出的科技思想，為我國橋梁的建設及科技人才的培養(yǎng)做出了巨大貢獻。本文旨在通過分析茅以升在工程建設中提出的工程創(chuàng)新科技思想，以期為科技思想更高效、快捷地轉(zhuǎn)化為科技成果提供思路。關(guān)鍵詞科技；思想；規(guī)律；實踐1.茅以升科技思想產(chǎn)生背景茅以升（1896.1.91989.11.12）字唐臣，是中國現(xiàn)代橋梁工程先驅(qū)。他出生于江蘇鎮(zhèn)江的書香之家，從小受家庭的熏陶，好學上進，善于對問題進行獨立思考。1912年，孫中山先生在唐山路礦學堂

2、講演時，指出開礦山、修鐵路的重要性，茅以升深受感染，堅定了走“科學救國”、“工程建國”的道路。之后，他便把建設自己的祖國視為己任，更加努力讀書。1916年，從唐山工業(yè)專門學校畢業(yè)之后，茅以升被清華學堂官費保送，去美國留學。1917年，他不僅獲得美國康奈爾大學土木專業(yè)碩士學位，還榮獲了該大學獎勵優(yōu)秀研究生的“斐蒂士”金質(zhì)研究獎章。1921年，獲美國卡內(nèi)基·梅隆大學大學工學院工學博士學位。其博士論文橋梁桁架的次應力的科學創(chuàng)見，被稱為“茅氏定律”（1）。在求學過程中，各位指導老師的思想使茅以升深受啟發(fā)，并且在今后的一生中，不僅自己堅守老師的正確指導思想，而且試圖不斷把這些思想發(fā)揚光大。比如

3、大學時的恩師羅忠忱。此人曾留學美國學習土木工程，深受西方教育思想，因此他的教學方法也很西化，講課注重邏輯性且言簡意賅。而且，他對學生的要求非常嚴格，經(jīng)常會出其不意地考學生，而且嚴格限制時間。若學生在規(guī)定時間內(nèi)沒有交卷，判為零分；若計算結(jié)果沒有準確到小數(shù)點后三位，判為零分。他的思想，就是要培養(yǎng)學生對計算結(jié)果的絕對準確。因為將來在工程設計中，一個小數(shù)點的錯誤將會導致非常嚴重的事故（2）。從后來周恩來要求人民大會堂的工程設計方案中一定“要有茅以升的簽名來保證”，可以看出，羅老師對茅以升做工程設計的嚴謹思想起了很大的作用。再比如當時在橋梁力學界有所建樹的康奈爾橋梁系的主任賈貝克，他對茅以升在科技思想上

4、非常重要的影響是注重實踐。他曾對茅以升說：橋梁這門專業(yè)，實踐更為重要，沒有實際經(jīng)驗等于什么都沒學會。在茅以升今后的工程實踐中，茅以升特別強調(diào)做工程要邊實踐邊學習，這與賈貝克老師的指導是分不開的。2.茅以升的主要科技思想2.1新科技方法要依自然規(guī)律而提出，利用已有的客觀條件解決問題在中國，茅以升這個名字始終是和錢塘江大橋緊密聯(lián)系在一起的。錢塘江大橋位于浙江省杭州市西湖之南，六和塔附近的錢塘江上。它是由茅以升主持設計，是我國自行設計、建造的第一座公路鐵路兼用的現(xiàn)代化大橋（3）。然而，這個成就的取得相當困難。由于錢塘江水文地質(zhì)條件十分復雜，民間有“錢塘江上架橋辦不到”的諺語，工程技術(shù)界也認為在錢塘江

5、上架橋幾乎無法實現(xiàn)。1933年，在資金緊張、設備簡陋、國內(nèi)政局不穩(wěn)可能隨時停工的條件下，茅以升直面困難，迎難而上。在工程實踐中利用自然規(guī)律，突破了80多個技術(shù)難題，創(chuàng)造了一些新型的施工方法，保證了工程的順利進展。在建橋過程中，茅以升遇到的第一個難題就是打樁。根據(jù)測量，當時一共要將1440根長樁準確地埋進江底。雖然為此特別制作了兩只能起重140噸的打樁機船，但是因為江底泥沙中有砂礫層，輕則打不下去，重則樁會折斷，這種力度很難掌握。這個難題讓茅以升和其他工作人員很焦慮。后來看到有人拿鐵壺澆花時，流出的水向花壇猛沖過去，把花壇中的小塊泥土沖出一個小洞，突然給了他靈感。他利用錢塘江水多的優(yōu)勢，把江水抽

6、到高處，再向江底猛沖，把泥沙沖出一個洞后再把木樁放到洞里，然后用汽錘擊打。通過在工程中使用這種利用自然優(yōu)勢打樁的方法，茅以升使打樁的效率提高了30倍。在建橋的過程中，怎樣把橋墩筑好也是一大難題。錢塘江水深流急流沙厚重，厚重的材料放在流沙里一般會隨江流的沖刷往上流方向移動。為此，茅以升利用江底的水壓，發(fā)明了“沉箱法”：將鋼筋混凝土做成的箱子口朝下沉入水中，使其罩在江底；再用高壓氣把箱里的水排走，讓工人在箱里挖沙作業(yè)，使沉箱與木樁逐步結(jié)為一體；最后在沉箱上再筑橋墩。盡管方法已經(jīng)設想的比較全面，但因浪潮和江流的猛烈沖擊，放置沉箱仍會發(fā)生“亂竄”的情況。于是，茅以升和工作人員仔細研究江流和海潮的規(guī)律，

7、趁漲潮時放下沉箱，落潮時借潮水之力讓其迅速就位。由此，解決了筑橋墩的問題。在錢塘江上建橋，利用江水的優(yōu)勢來輔助運用在了很多方面，很多科技創(chuàng)新思想也都由此產(chǎn)生。而這些，都是光學習書本、學習理論知識無法創(chuàng)造出來的。只有在實踐過程中，才更容易發(fā)現(xiàn)問題；然后通過各種思路找出應對方案并檢驗，再在實踐中得出檢驗的結(jié)果。茅以升處理工程難題，不是想要通過征服自然達到自己的目的，而是善于利用自然的力量，順勢解決。這么做，不僅可以提高效率，而且可以促進人與自然的和諧發(fā)展。從長遠來看，這種科技思想是非常正確的。2.2科學為生產(chǎn)服務，理論需通過實踐轉(zhuǎn)化為成果茅以升所從事的工程建設領域，尤其需要產(chǎn)生實際的成果。僅通過研

8、究理論來分析項目的可行性，是不可靠的。實際運行過程中，不可能存在理論研究時假設存在的諸多理想狀態(tài)，實施過程中總是有意想不到的外部因素干擾。例如在錢塘江大橋筑橋墩時，若只通過思考放置沉箱是否可行，而不是通過實際放置，就不會發(fā)現(xiàn)海潮的干擾作用。因此要想理論和實際成果不脫節(jié)，就應該把理論研究放到實踐操作中去檢驗，不然只研究理論，不出成果，只會導致空想（4）?；诖死砟?，1954年，茅以升率先提出“生產(chǎn)教育和研究的三位一體”，即“產(chǎn)學研”三結(jié)合的觀點，并在他所主持的鐵道科學研究院中貫徹執(zhí)行，要求科研人員為生產(chǎn)服務。他認為：“我們進行科學研究工作的目的主要有兩個：一是提出關(guān)于新技術(shù)的建議，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中

9、試行推廣，以便解決生產(chǎn)中的技術(shù)問題，進行技術(shù)改造，或者生產(chǎn)新品種，實行新措施；二是提出科學上的新理論，以便逐漸形成新技術(shù)，為將來的生產(chǎn)服務?？偟膩碚f，科學研究的任務就是為了生產(chǎn)，包括今天的和明天的（5）?！?茅以升對此做了一個生動的類比：如果基礎科學是棉花，技術(shù)科學是布匹，那么生產(chǎn)實踐就是衣服?？茖W的最終歸宿還在生產(chǎn)的運用，棉花、布匹的最終歸宿就是做成衣服。為了提高科學變?yōu)樯a(chǎn)的轉(zhuǎn)化率，他提出了“習而學”的思想，打破傳統(tǒng)理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，建議學生邊實踐邊學習。他把橋梁專業(yè)學習內(nèi)容按學年分為四個階段（6）：第一年級，新生在造橋工地和橋梁工廠各實習半年，練習繪圖；第二年級，前半年學習與橋梁有直

10、接關(guān)系的理論課程，后半年在施工現(xiàn)場實習，晚間閱書及繪圖；第三年級，前半年在學校學習較為基本的理論課，后半年在施工現(xiàn)場實習較為負責的施工、管理和設計等項目，晚間閱書及繪圖；第四年級，全年在校學習基礎科學課程并在實驗室做實驗。在現(xiàn)場實習時，必須有各種教師（教授或者工程師）協(xié)助布置每天工作計劃，講解工作內(nèi)容，并安排有經(jīng)驗的工人對學生進行指導。這樣，在實踐過程中，學生不僅可以加深對理論的理解，而且可能在實踐過程中發(fā)掘新的解決方案，其結(jié)果不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以創(chuàng)造出新產(chǎn)品。不僅如此，為了盡快達到理論與實踐的理性契合，加快教育界與產(chǎn)業(yè)界的互動，茅以升還設計了彈性化的學制管理，即在每一學年結(jié)束后，學

11、生都可以根據(jù)自己是否需要繼續(xù)接受理論知識來選擇是否直接開始就業(yè)。這種彈性化的學制管理，可以將擁有不同層次理論的人才根據(jù)企業(yè)需要，安排在各個崗位，將他們掌握的理論知識運用到不同層面的實踐中去，用這種方法，可以加快不同層面工程項目的開發(fā)，提高科研成果的轉(zhuǎn)化率。這種理念就是我們現(xiàn)在經(jīng)常提到的“產(chǎn)學研”，概括起來說就是：企業(yè)、科研院所和高等學校之間通過合作，將科研理論通過開發(fā)，變?yōu)閷嶋H成果推向市場。2.3生產(chǎn)要為科學服務，引申為國家要為培養(yǎng)科技人才而實施激勵政策茅以升所提出的生產(chǎn)要為科學服務，主要是指生產(chǎn)要為科學提供器材、輸送科技人才等。但是，這些都不是輕而易舉能得到的。優(yōu)質(zhì)先進的科技器材需要大量資金

12、購買，沒有國家的資助，個人難以承擔；杰出的科技人才如果僅占少數(shù)也是不夠的，一個國家整體科技力量的提高，需要杰出科學家和千千萬萬個科研工作者共同努力，如果沒有國家的激勵政策，難以確保大多有科技天賦的人愿意從事這一工作。從茅以升自身的經(jīng)歷來說，也處處可以看出國家對科技工作者的激勵政策。由于茅以升之前的學業(yè)優(yōu)異、能力突出，國家給他提供工程人員、經(jīng)費、器材，助他修建錢塘江大橋、人民大會堂等，讓他充分施展自己的才能；修建完畢，給他應有的職位、贊譽和待遇，讓他在受褒獎、無后顧之憂的條件下繼續(xù)努力工作；同時，由于對他的信任，給予他培養(yǎng)更多科技人才的機會想要科學家及科技工作者充分發(fā)揮自己的才能與智慧，國家的激

13、勵政策作用相當顯著。3.總結(jié)利用已有的客觀條件，依自然規(guī)律解決問題；強調(diào)“產(chǎn)學研”，提出科技要為生產(chǎn)服務，提高科研成果轉(zhuǎn)化率；認為生產(chǎn)要為科學服務，是茅以升的主要科技思想。正是在這些思想的指導下，茅以升在中國乃至世界橋梁建設領域取得了不凡的成績，并為科技思想與科技成果的高效轉(zhuǎn)化提供思路。這些重要的工程科技思想對我國目前的科技領域研究仍具有重大的指導意義。參考文獻：1李瑞婷.中國近代高等工程教育家教育思想研究d.天津：天津大學，20122茅青.我們家的人和事m.南京：江蘇文藝出版社，2009年4月3茅以升.錢塘江建橋回憶m.北京：文史資料出版社，1982：13-15，224吳大中，趙遠東，盛毅等.電路理論與實踐m.北京：清華大學出版社，2013.5徐炎章.論茅以升的工程科技思想j.自然辨證法研究，2012年5月6鮑健強，翁默斯，錢佩忠.著名橋梁專家茅以升“習而學”工程教育思想及其啟示j.浙江工業(yè)大學學報（社會科學版）.2011年9月注釋：（1）李瑞婷.中國近代高等工程教育家教育思想研究d.天津：天津大學，2012（2）茅青.我們家的人