科学认识世界,工程改变世界。今日的世界,在发展中遇到的紧迫问题,不仅有贫穷、饥饿、疾病和文盲,更面临着可持续发展的重大课题。被誉为“人类文明发动机”的工程师们,在新千年里,需要承担起新的历史使命。
11月3日至6日,被誉为“工程界奥林匹克盛会”的世界工程师大会在沪召开,来自世界各国的近3000名工程师相聚一堂,围绕“工程师塑造可持续发展的未来”这一主题,共同探讨当代和未来全球共同关注的工程技术问题以及与之相关的社会问题——
文明的发动机
已经深刻改变了世界
在人类进步史上,工程科学技术一直起着发动机的作用,推动人类文明的进步。
文明从造物开始。钻木取火,照亮了世界的黑暗。铁器的使用,颠覆了中国的奴隶制。从中国或世界,鲁班的锯子、李冰的都江堰、毕昇的活字术,无疑,是人类的一大批能工巧匠,共同构建了人类一次次向自然界发起冲击的前进史,驱动着人类文明在制造与产出中一步步走向现代。
就世界工程师大会在上海的首届召开,在讲述工程科学技术之意义时,学者赵鑫珊认为:“特别是到了最近500年,工程科技对于历史进步的推动,展现出了前所未有的速度与力度。”
文艺复兴大潮席卷欧洲,不但是文学和艺术的高潮,在诗歌、雕刻、绘画、音乐等领域取得了突出的成就,在自然科学方面,也有极大的发展。哥白尼颠覆了日心说,哥伦布发现了新大陆,伽利略证明了新宇宙,人类历史第一台轧钢机,第一台活塞式水泵,第一台发条钟,第一架针织机……相继问世。
达·芬奇,除了“蒙娜丽莎的微笑”,他还以一个自然科学家、一个工程师的身份,在地质学、物理学、生物学和生理学等方面,都提出了不少在当时具有创建性的见解,在水利、土木、机械工程等方面也有许多重要的设想与发现,在世界的科技史册上,他还有这样的建树:第一个设计发明了磨床、錾锉机,以及至今仍造益我们的螺丝攻。
是瓦特,在18世纪发明制造出蒸气机,引发了工业革命,对人类社会产生了广泛而深刻的影响。由此,人类进入机器大工业的新时代,历史掀起走向现代化的新进程。铁轨,钢桥,水泥,电站;潜艇、地铁、照片、火柴,电灯、留声机、电影放映机、电梯、汽车、飞机……影响和造福着人类的日常生活。
烽火传讯、飞鸽传书,千百年来有多少人梦想着即使间隔千山万水,也能瞬间听到遥远的问候。而今,这已不是梦。
“工程之于人类的梦想实现,又何止一次工业革命。”出席此次大会的英国曼彻斯特大学博士智升科,在接受记者的采访时说:“自18世纪末以来,全球四次工业革命,对人类社会产生了广泛而深刻的影响,工程师都是其中的主力。尤其是20世纪中叶以来的第四次工业革命,工程师们几乎造就了当今人类的所有物质文明。”从磁悬浮到微波炉,从喷气机到电冰箱,众多新材料新技术层出不穷,囊括了人类社会衣食住行的各个方面。
中国工程院院士许居衍说:“自1947年发明晶体管、1958年研发成功集成电路,工程技术带来的社会进步,在人类史上是罕见的。仅近30年来,单个芯片上集成的晶体管数就增长100万倍、性能提高1000倍。正源于此,彩色电视、移动电话、数码相机、家用电脑、互联网络开始大踏步地进入百姓生活。”
深刻改变人类生活的,还有电力网、通讯、交通运输、水利系统,还有核能、航空航天、计算机、基因组工程……全世界的工程师们,正将人类千百年来的梦想,一个个地变为现实。
工程科学技术,正是以其发动机的使命,强大地推动着人类文明的进步。
在英语的单词拼写中,“工程师”与“发动机”,属于同样拼写的一个词源。
这当然绝非偶然。
从效率优先到社会责任
工程师们的新千年使命
在人类历史步入21世纪的时刻,我们已共同面对一个紧迫的课题:能源短缺、生态恶化、资源浪费、环境污染……经济发展和人口、资源、环境的矛盾越来越突出,人类社会可持续发展的压力,越来越大。
过去,许多大工程大建设忽视协调发展,造成资源匮乏与环境污染,引发当代人类的严峻挑战。任何发展都会消耗资源,但如果工程师们,能更加具备可持续发展意识,依此调整工作方式,便能为缓解资源损耗提供可能。从某种程度上说,工程师,是实现可持续发展的根源。
正是基于对这一点的清醒认识,此次世界工程师大会的主题,紧紧聚焦“塑造可持续发展的未来”。
科学认识世界,工程改变世界。中国工程院院长徐匡迪提出,对工程师的责任要有新理解。过去认为,工程师的任务就是不断技术创新,不断提高生产效率,因为那样才能形成竞争力。但在新千年中,社会要求更生态、更环保的发展,反对烟雾弥漫的工业,反对噪声严重的工业……并成共识。因此,在培养新一代工程师时,务必灌输可持续发展观念,让他们从求学时代起,就心怀社会责任。同时工程师要以人为本,在发展现代化的同时,保护好社会的各种良好传统。
英国皇家工程院院长布鲁斯说,老一辈工程师追求效率最大化已成习惯。他们应该有勇气超越自己,回到可持续发展的轨道里。我们需要对历史、社会、文学都有造诣的工程师,做任何工程决定都深思熟虑、以史为鉴。工程师不能成为沉浸在术语中的“文盲”,而要为全人类的福祉奉献。因此,要像医护人员宣扬“救死扶伤”那样,在工程师中宣扬可持续发展。
中国工程院院士戴戎则对记者说:“展望未来30年,人类将面临能源匮乏、水资源短缺、人口增长及交通问题等多方面的挑战。要应对这些挑战,科学技术是关键。现代工程师们,应当想方设法,使科技沿着不危害人类社会及环境的方向发展,造福子孙后代。”
未来几天里,全球近3000名工程师们,济济一堂,将围绕“网络工程与信息化”、“生物工程与人类健康”、“交通与超大城市的可持续发展”、“环境保护和灾害防治”、“农业工程与食品安全”、“资源与能源”、“电力生态材料与绿色制造”七大主题,共话可持续发展,纵论人类新未来。
上海交大科学思想史教授邢兆良说,古希腊有一个经典比喻:国家好比一头牛,知识分子好比牛虻,不断地叮咬,使牛保持兴奋不断前行。工程师无法直接决策,但能保持理性的态度,对决策发挥干预作用。现在,一些重大工程建设造成的大污染,已经向我们发出了警报:可持续发展刻不容缓。站在重大建设前沿的工程师,理当在未来的道路上,更多地担起历史的责任。
可持续发展
工程师能为未来做什么
“可持续发展”一词,最早是由世界环境与发展委员会(WECD)在1987年的一份文件中提出的。目前被广泛接受的“可持续发展”的定义是:“在满足当前需求的同时,不削弱后代满足其需求的能力。”从1987年至今,人们为解释和强调可持续发展的意义投入了大量的精力。
在前些年,只有少数环境专家、生态学家在费力地宣传鼓动,而如今,世界工程师大会把可持续发展作为行动纲领,这种变化使人感到的不仅是振奋,而且还有时不我待的紧迫感。
对工程师而言,一个可持续的系统必定处于平衡态或者以足够缓慢的速率变化。这种可持续性在自然生态系统中得到了最好的体现:组成该系统的循环几乎是封闭的,而且变化极为缓慢。
在现代生产及消费链上,工程学家基本上都能对可持续发展作出贡献:
通过开发、处理和传输封闭循环系统中的自然资源,我们将减少浪费,提高资源的利用率;
在自然允许的限度之内利用可再生资源(例如水、鱼和树木)将为人类和自然生态系统确保持续稳定的资源供应。尽量减少对石油以及稀有矿产的依赖,并以对环境无污染的物质取代它们,也将延长自然资源的使用寿命;
高效加工自然资源(低损耗或零损耗)有助于保护地球有限的自然资源。为了进一步保护资源,我们可以设计可再利用或循环使用的产品及包装,并使工业生产对环境的负面影响降到最低;
货物运输是一个重要的污染来源。为尽量减小其对环境的不利影响,我们可以有管道、河流、铁路、公路、轮船、飞机等多种选择,总之要把对周围土地的影响降到最低,并以最低损耗的方式达到同样的效果;
开发、处理和利用资源的方式能从多方面改善我们的生活水平。这其中包括优质水、能源、商住楼、街道以及其它基础设施的供应;食物的合理储存及分配;以及如何达到可接受的卫生标准,包括高效的垃圾整治及处理;
通过高效利用能源以及使用非石油能源能大大降低能源开发对于大气、土壤和水体的影响……
到2020年,地球上将可能出现80亿人口。这些人口中80%以上将生活在“欠发达”或“发展中”国家。目前世界上约有一半的人口居住在城市;在15年之内,人口超过1000万的大城市将可能达到20个,而人口多于100万的城市数目将达到500个。在未来的25年内,大多数人将居住在发展中国家的“巨型城市”中。因此,帮助这些人口提供食物及其他资源的工程学家将面临不小的压力。工程师们的传统职责也由此拓展到了满足这些“巨型城市”的需求。
在能源的生产和使用方面,目前人类耗用的能源是1850年的80倍,并且伴随着产生含碳、硫、氮等的副产品,使地球环境不堪重负。自然界花一百万年形成的石油对现今的人类而言还不够一年的开销。因此,未来最大的一个工程学挑战就是,如何在减少能源总消耗量的前提下开发洁净的能源。
在环境的修复方面,由于资源开采、工业生产、交通运输以及人类不断制造的垃圾,有些环境污染在将来也是不可避免的。但工程师们可以通过一些环境修复项目尽可能减轻污染。
工程学家们相信,许多国家正面临的环境和发展问题能够用现有的知识、技术和经验解决。在未来,工程学家们对可持续发展的贡献将更为卓越。本报综合《解放日报》、《文汇报》报道
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八院士谈可持续发展
在世界环境已经遭到严重破坏的今天,我们以什么手段来尽快恢复自然面貌,这也是一个重要的工程技术问题。建设优美稳定的生态环境需要所有的高新技术和各部门、各行业的专家。打破行业壁垒,共同建设山川秀美的家园是我们的历史责任。
——唐守正(中科院院士)
理想的绿色技术应是高选择性化学反应:极少副产品,甚至达到“原子经济”,100%选择性,实现零排放;采用无毒、无害的催化剂和溶剂;有很高的转化率,经济合理。绿色化学是彻底消除污染的化学,是21世纪化学研究和化工生产技术发展的目标。
——陈荣悌(中科院院士)
21世纪人类面临着资源枯竭、环境恶化的挑战,而占地球表面71%的海洋应当有助于人类摆脱困境。深海蕴藏的资源、能源,以及可用于认识环境变迁规律的信息源,都等待着人类的利用和开发。
——汪品先(中科院院士)
水问题的根本出路,应以节水为本,把节水作为一项国策,同时要加强环境保护,防止水污染,合理控制人口,强化统一管理,实行水资源市场化。
——陈梦熊(中科院院士)
一升海水中含有0.03克氘,可释放的能量相当于300升汽油。浩瀚的大海蕴藏着无尽的生机,等待我们用知识和技术去开发。
——范滇元(中国工程院院士)
核能的优点已逐渐为人们所确认,它的利用是解决能源问题的必由之路。在21世纪,它在能源中的比例必将逐步扩大,从而改善能源结构,并将彻底解决人类对能源的需求。
——欧阳予(中科院院士)
节能技术是能源科技的重要组成部分,对中国这样的大国更有着特殊的意义。
——徐建中(中科院院士)
社会文化和人类基因之间如何进行复杂的相互作用?这个问题迄今尚无人涉足,然而它对于人类的将来无疑具有重要意义。
——朱清时(中科院院士)
据《文汇报》
上海欲辟
全球首条“世界工程师大道”
国际工程组织联合会(WFEO)现任主席、马来西亚人李怡章在接受记者专访时兴奋地说:“上海欲辟一条‘世界工程师大道’,太好了!这将是全球第一条工程师大道,WFEO一定全力支持!”
据了解,“世界工程师大道”是上海为永久纪念 世界工程师大会在沪召开而计划建造的,目前有待向市政府有关部门报批。很多区都热忱欢迎“世界工程师大道”落户,卢湾区的雁荡路目前是候选热门。
李怡章说:“就像好莱坞的星光大道一样,我们可以请著名的工程师在这里留下名字和手印!”他还表示,WFEO将考虑在每两年一届的世界工程师大会上设立工程师奖项,获此殊荣的工程师将被邀请来上海的“世界工程师大道”走一走,留下手印。
李怡章说:“上海已经是国际工程技术中心,我希望,工程师的光彩可以遍布整个上海!”