工程与数学

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今年高中毕业的J,选择了建筑工程作为大学学习的专业。他对数理化都不感兴趣,成绩刚够及格(加拿大50分算及格);他不知听谁说建筑工程专业不需要数学,所以如此选择。我家有人是北京建筑工程学院毕业的,工作单位是建设部勘察设计院,做的事情是数字化制图。需不需要数学,我想有点知识的人都明白。

看来是教育出问题了。在我的印象中,工程数学只能算三流数学,不值得一提。纯理论数学才是一流,离散数学归二流。带着疑虑,我找了几本工程学方面的书来读,印象最深刻的要数《The Engineering Book》(Brain著,Sterling出版)!我上了那么多年的学,怎么对如此之多的工程奇迹竟然一无所知?

一个人的力量太微不足道、太渺小了!要想舒适地生活在这个世界上,只有靠工具、设备和机器!工程学的目的,就是要建造更加高效的机器设备,建造新的水利、交通、军事、通信、能源、医疗项目,以改善和保护人类的生活。

2008年,NAE (National Academy of Engineering) 发布了工程学上的14个大挑战;上述书的作者(2015年)也提出了16个尚待完成的工程。障碍除了资金,更多的是基础学科的理论支持。怎么才实现即刻痊愈,达到永生?怎么造出时间机器,实现太空自由游?目前再多的钱也无法办到。

你能把一个事关数百万人生命财产安全的工程设计交给一个刚刚从大学里毕业出来的新手吗? 答案肯定是不。美国1907年就建立了专业工程师执照制度。学院毕业生,除了要通过FE(Fundamentals of Engineering)考试外,还得随师四年实习,再通过PE考试,才能获得开工的执照。

怎么才能造出前所未有的东西?飞机的发明者,Wilbur Wright和Orville Wright兄弟俩是我们的榜样:从零开始,靠灵感、坚持、发现的决心,去解决前所未有的难题:怎么提升飞机、怎么让飞机变轻、怎么产生推力、怎么控制飞行,都没有现成的答案;只有去实验、去失败,才有成功的希望。但是为了少走弯路,我们得知道人类已有的成就—那些已经成为定律、成为科学的事实。

1962年,作曲家George Antheil和其电影名星妻子Hedy Lamarr发明的替增频率通信系通,解决了现代多少通信问题?每人的手机都是一个信号发射器,如何避免相互干扰?2007年1月9日,Steve Jobs给我们展示的智能手机,又把我们带入了多么方便的今天!

很多年以前,北邮科技处的一位老师曾经说过,任何技术问题,只要深入研究下去,必定成为数学问题。工程数学不三流,唯心的数学猜想才不入流!数学家们赶紧行动起来,去解决上述30个工程问题,而不是Hilbert的那23个数学问题。我们的教育,也应该以造福于人类为宗旨才好。

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