結(jié)構(gòu)工程師對(duì)計(jì)算機(jī)濫用

構(gòu)造工程師對(duì)計(jì)算機(jī)的濫用[轉(zhuǎn)帖]LeroyZ.Emkin博士計(jì)算機(jī)協(xié)助構(gòu)造工程中心奠定人、董事喬治亞理工學(xué)院土木與環(huán)境工程學(xué)院教授亞特蘭大，美國(guó)喬治亞州30332-0355翻譯：北京大學(xué)力學(xué)系陳璞副教授綱要民眾的安整日趨遇到濫用計(jì)算機(jī)的威迫，但只有極少的人愿意，并且也只有極少的人有能力來(lái)改變這類(lèi)現(xiàn)狀。在這類(lèi)狀況下，有責(zé)任感的工程師一定英勇地站出來(lái)。構(gòu)造工程師們定會(huì)嚴(yán)肅的對(duì)這類(lèi)不負(fù)責(zé)任及無(wú)能的做法進(jìn)行還擊，一定仔細(xì)地反省，一定創(chuàng)建出免受所謂：計(jì)算機(jī)是一種知識(shí)的源泉，計(jì)算機(jī)是解決工程問(wèn)題的源泉，計(jì)算機(jī)擁有令人信任的“人工智能”，這些迷信影響的方法。這些迷信都大大背叛了事實(shí)。一句話(huà)，世界上沒(méi)有什么能比真諦走得更遠(yuǎn)。人們不可以簡(jiǎn)單地信任計(jì)算機(jī)。有些人自稱(chēng)是構(gòu)造工程師，但他們把計(jì)算機(jī)作為知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)，思想的代替品，而把自己對(duì)構(gòu)造工程的無(wú)知隱蔽在計(jì)算機(jī)的黑匣子里。有責(zé)任感的工程師一定保護(hù)民眾免受這些人濫用計(jì)算機(jī)所帶來(lái)結(jié)果的影響。緒言有一種近似童話(huà)般的夸誕，即所謂的電子信息革命是辦理構(gòu)造工程信息的靈丹靈藥。這類(lèi)夸誕讓那些受敬愛(ài)的構(gòu)造工程計(jì)算機(jī)專(zhuān)家，計(jì)算機(jī)科學(xué)家，管理威望，構(gòu)造工程服務(wù)的用戶(hù)，以及受計(jì)算機(jī)導(dǎo)向的政客們陶醉和沉迷。甚至有些人品崇高的專(zhuān)業(yè)人士聲稱(chēng)：在解決構(gòu)造工程問(wèn)題的細(xì)節(jié)計(jì)算中，比起用高水平工程師來(lái)親密和集中地參加計(jì)算，人與電子技術(shù)的相互作用顯得更靠譜和更有效。這類(lèi)說(shuō)法實(shí)在是過(guò)于簡(jiǎn)單，太不負(fù)責(zé)任，也有極大的損壞性和反生產(chǎn)性。高質(zhì)量的構(gòu)造工程只好運(yùn)用知識(shí)，智慧，激情和創(chuàng)建性，并用有大批實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的構(gòu)造工程師來(lái)達(dá)成，而不是靠一邊看著計(jì)算機(jī)操作說(shuō)明，一邊擊打鍵盤(pán)和挪動(dòng)鼠標(biāo)的計(jì)算機(jī)技術(shù)員來(lái)達(dá)成。一個(gè)顯然存在的危險(xiǎn)縱觀(guān)此刻世界，在從事實(shí)質(zhì)工作的構(gòu)造工程師中，有一種特別令人不安的看法正在漸漸延伸，那就是把計(jì)算機(jī)當(dāng)作是知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)和思想的代替品。這些工程師仿佛相信計(jì)算機(jī)能使他們對(duì)工程作出正確的判斷，而根本不論，在沒(méi)有計(jì)算機(jī)的時(shí)代，做這樣的工作需要什么必需的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。此刻，有一些工程師以為：他們解決工程問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)知識(shí)也就是使用計(jì)算機(jī)以及認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這樣的工程師愈來(lái)愈多。在構(gòu)造工程中，把會(huì)使用計(jì)算機(jī)當(dāng)作能勝任工作的證明，這類(lèi)看法正象傳得病相同延伸。大批的構(gòu)造工程師的確相信，他們不過(guò)依靠計(jì)算機(jī)便可以“解決”工程問(wèn)題，而沒(méi)有認(rèn)識(shí)到高質(zhì)量的工程只好是淵博的工程理論，大批經(jīng)驗(yàn)以及艱辛腦力勞動(dòng)相聯(lián)合的產(chǎn)物。問(wèn)題在于我們以削弱實(shí)質(zhì)知識(shí)為代價(jià)而過(guò)于重申自動(dòng)化技術(shù)，這類(lèi)過(guò)分的重申變?yōu)榱瞬粚W(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)知識(shí)的借口。就教育和實(shí)踐雙方面來(lái)說(shuō)，對(duì)計(jì)算機(jī)這樣過(guò)分地重申給生機(jī)蓬勃的年青工程師一個(gè)錯(cuò)誤的信息，那就是：工程學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐就是輕松地使用菜單和用計(jì)算機(jī)生成五彩繽紛的畫(huà)面。在工程設(shè)計(jì)環(huán)境中利用信息自動(dòng)化工藝有很?chē)?yán)重的負(fù)面影響，這樣，信息自動(dòng)化工藝就變?yōu)榱艘婚T(mén)能輕易誘使大腦相信其空幻的安全性，知識(shí)性和能力的工藝。在這些自動(dòng)化工藝對(duì)設(shè)計(jì)工程師真實(shí)實(shí)用以前，工程師一定不用計(jì)算機(jī)，而用學(xué)問(wèn)和經(jīng)驗(yàn)去解決工程問(wèn)題。不幸的是，我們變得太依靠計(jì)算機(jī)，以致于構(gòu)造工程師們不依靠計(jì)算機(jī)進(jìn)行任何計(jì)算工作的技術(shù)正在快速失掉。與某些只有依靠計(jì)算機(jī)才能“解決”工程問(wèn)題的人議論問(wèn)題時(shí)，一個(gè)稱(chēng)職的構(gòu)造工程師什么樣的難過(guò)和挫折沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)？這些人(不要跟真實(shí)的工程師混雜)已不再或許素來(lái)沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)不依靠計(jì)算機(jī)解決工程問(wèn)題。他們根本不懂得，計(jì)算機(jī)不可以記錄下一些與模型、剖析和設(shè)計(jì)有關(guān)的技巧。他們應(yīng)記著這樣的看法：除了快捷的計(jì)算速度，計(jì)算機(jī)程序不過(guò)一些分別的知識(shí)。這些人仿佛沒(méi)有認(rèn)識(shí)到，知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了有限的計(jì)算機(jī)指令所能編程的界線(xiàn)。他們仿佛沒(méi)有想到，真實(shí)的工程知識(shí)是經(jīng)驗(yàn)，直覺(jué)，靈感，意會(huì)力，創(chuàng)建力，想象力，以及比計(jì)算機(jī)程序和程序員所“理解”的工程，含義更深的一個(gè)大系統(tǒng)。相反，他們認(rèn)定世界是一個(gè)巨大的有限元模型，而計(jì)算機(jī)能夠并且也應(yīng)當(dāng)自動(dòng)建模，剖析，設(shè)計(jì)，打印出最后結(jié)果。而“工程師”不過(guò)應(yīng)當(dāng)劃分規(guī)格和需求，給顧客開(kāi)發(fā)票，計(jì)算收益，還應(yīng)當(dāng)快速開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目。此后，愈來(lái)愈少的工程師能獨(dú)立地（即不依靠計(jì)算機(jī)）正確解決構(gòu)造工程問(wèn)題，這類(lèi)對(duì)計(jì)算機(jī)的依靠性將會(huì)帶來(lái)巨大的問(wèn)題。跟著對(duì)計(jì)算機(jī)的依靠不停增添，誰(shuí)未來(lái)解決工程問(wèn)題？是那些沒(méi)有或只有極少構(gòu)造工程知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，或是有其余專(zhuān)業(yè)學(xué)位而不是構(gòu)造工程學(xué)位的程序員來(lái)做？計(jì)算機(jī)不是，也永久不會(huì)是解決工程問(wèn)題的源泉。只有合格的工程師才能正確地解決工程問(wèn)題。假如構(gòu)造工程師們持續(xù)制造這樣的氣氛，以為在構(gòu)造工程實(shí)踐中，靠計(jì)算機(jī)，而不是靠有學(xué)問(wèn)、有創(chuàng)新和有豐富經(jīng)驗(yàn)的構(gòu)造工程師自己，便可以解決構(gòu)造工程問(wèn)題，那他們就是自欺欺人，也欺詐了他們的服務(wù)對(duì)象。假如假定計(jì)算機(jī)被嚴(yán)格限制使用（經(jīng)過(guò)立法上適合的民事和刑事的處罰），只好由那些在工程計(jì)算的理論和細(xì)節(jié)上能勝任并有經(jīng)驗(yàn)的人使用，人們就會(huì)常常詫異地聽(tīng)到來(lái)自各位能輕易按計(jì)算機(jī)鍵的人，對(duì)限制使用計(jì)算機(jī)做出的荒唐反應(yīng)。這類(lèi)防守性和荒唐反應(yīng)的最好解說(shuō)出自近來(lái)的一所有名工業(yè)大學(xué)的一個(gè)航空工程教授的例子?！澳愕目捶ê?jiǎn)單接受?？墒菫楹沃欢毫粲诖四?？讓計(jì)算者也失掉法律保護(hù)吧。我們大家都知道:所有工程師在被稱(chēng)為工程師前都能在腦筋中進(jìn)行加，減，乘法和大數(shù)字的開(kāi)方運(yùn)算。那樣的話(huà)，我們最好把書(shū)籍也拋掉，由于它們也會(huì)減損人們的相互作用和當(dāng)面地商討。最好讓我們都圍著桌子坐下來(lái)，靠相互談話(huà)來(lái)商討如何剖析分子，原子，靠雙手做出解決的方法?！钡?，事實(shí)上，計(jì)算機(jī)與計(jì)算器，與書(shū)籍，與其余非程序化的裝置有很大差別，也就是說(shuō)，沒(méi)有人能夠想象或料想，在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，工程師向來(lái)在做由書(shū)籍和計(jì)算器履行的復(fù)雜計(jì)算并得出結(jié)果。不幸的是，自從計(jì)算機(jī)的引入，特別是寬泛使用PC機(jī)，此刻的工程師不單能想象，并且他們絕對(duì)希望和要求計(jì)算機(jī)來(lái)履行全部的這些過(guò)程。工程學(xué)今日的現(xiàn)實(shí)是：構(gòu)造工程師找到了為顧客服務(wù)既特別有效又方便的方法，它不需要花銷(xiāo)大批的精力去學(xué)習(xí)或理解構(gòu)造工程模式，剖析，設(shè)計(jì)的復(fù)雜細(xì)節(jié)。而“通道”就是計(jì)算機(jī)。工程師此刻的行為方式切合宇宙的自然規(guī)律，即用最低的能量耗費(fèi)行進(jìn)。愈來(lái)愈多的構(gòu)造工程師此刻對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的回報(bào)就是讓計(jì)算機(jī)工作，而他們自己排除了費(fèi)心細(xì)節(jié)的責(zé)任。一個(gè)相同無(wú)理的大學(xué)教授做了這樣的議論：“我猜想一個(gè)真實(shí)的工程不需要有限元程序，擴(kuò)展程序，CAD軟件以及其余應(yīng)用軟件。自然，這個(gè)工程師也永久找不到工作，因此我以為這沒(méi)關(guān)系?！边@個(gè)教授快靠近實(shí)情了。真實(shí)的構(gòu)造工程師其實(shí)不需要應(yīng)用軟件。相反，真實(shí)的構(gòu)造工程師能做出復(fù)雜構(gòu)造系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模式，并在此基礎(chǔ)上履行相應(yīng)的剖析，做出設(shè)計(jì)。人們對(duì)這些簡(jiǎn)化模式的安全性，節(jié)儉和適用性相當(dāng)相信。任何沒(méi)有計(jì)算機(jī)就不可以達(dá)成這些的構(gòu)造工程師都不是真實(shí)的構(gòu)造工程師。一定嚴(yán)禁他們用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程剖析和設(shè)計(jì)。固然計(jì)算機(jī)在真實(shí)的構(gòu)造工程師手中是相當(dāng)實(shí)用的工具，可是在缺少計(jì)算機(jī)就不可以解決問(wèn)題的人手中，它們比大規(guī)模的損壞性武器更危險(xiǎn)。近來(lái)，日本神戶(hù)地震造成的死亡和損壞，是對(duì)此最好的說(shuō)明。與那些未來(lái)會(huì)發(fā)生的潛伏災(zāi)害對(duì)比，這些整體建筑物的部分坍毀不算什么。那些潛伏的災(zāi)害將由不合格的工程引起，而這些不合格的工程又是那些只有盡可能借助計(jì)算機(jī)才能達(dá)成程序構(gòu)造模式，剖析和設(shè)計(jì)的工程師做出的。依靠計(jì)算機(jī)的工程學(xué)其實(shí)不可以給人們供給有關(guān)現(xiàn)代工程學(xué)中復(fù)雜理論細(xì)節(jié)方面有價(jià)值的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)?？楷F(xiàn)代計(jì)算機(jī)運(yùn)算的范圍和速度，太簡(jiǎn)單使工程學(xué)變得死沉。有誰(shuí)能抵擋這樣激動(dòng)和解脫的感覺(jué)－－－不用人們太多的辛苦勞動(dòng)就能解開(kāi)不計(jì)其數(shù)個(gè)方程式？又有誰(shuí)能抵擋那些用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)代替自己在“解決”工程問(wèn)題中所負(fù)責(zé)任的事情？只有不用計(jì)算機(jī)工作的真實(shí)的構(gòu)造工程師能有這樣的抵擋力。這些真實(shí)的工程師看到了計(jì)算機(jī)的實(shí)質(zhì)，它不過(guò)是能進(jìn)行大批信息擺列運(yùn)算的很不完美的工具，這些運(yùn)算是以光速進(jìn)行的，是依據(jù)大多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的程序員靠大批猜想定義下的程序規(guī)則履行的。在光速運(yùn)轉(zhuǎn)中，受動(dòng)力負(fù)荷的影響，無(wú)彈性序次會(huì)變形，不正確的結(jié)果能在屏幕上帶著彩色分界線(xiàn)以最心曠神怡的形式展現(xiàn)。如此這般，人們用計(jì)算機(jī)獲取這樣的結(jié)果，只需看計(jì)算機(jī)程序的使用說(shuō)明，或更方便，只需有一本簡(jiǎn)略使用手冊(cè)選擇適合的菜單就行了。事實(shí)上，這些人假如是“坐下來(lái)靠相互談話(huà)來(lái)研究如何剖析簡(jiǎn)單的原子，分子，并徒手做出相應(yīng)的結(jié)果”，這樣會(huì)很有益。已經(jīng)有人推斷，以上議論只好證明這個(gè)作者必定是計(jì)算機(jī)的根本反對(duì)者，或是他并沒(méi)存心識(shí)到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息工業(yè)潛伏的美好未來(lái)，或許是他對(duì)那些用奇特的創(chuàng)意利用這類(lèi)工業(yè)的專(zhuān)家嗤之以鼻。但是，其實(shí)不不過(guò)是這樣。即便認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)的潛力，工程師也不可以不看到危險(xiǎn)。構(gòu)造工程是對(duì)安全性吹毛求疵的職業(yè)。世界上物體整體各部分的完好性是由構(gòu)造工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量決定的。在實(shí)質(zhì)操作中，產(chǎn)生了愈來(lái)愈多的構(gòu)造工程師，他們已經(jīng)成立了以大批想象力為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，并對(duì)計(jì)算機(jī)給他們帶來(lái)東西產(chǎn)生了難以置信的也是有害的期盼。跟著這一趨向的持續(xù)，工程失敗的威迫也會(huì)成倍增添。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是世界各地多半的工程企業(yè)對(duì)CAE/CAD軟件都有愈來(lái)愈多的需乞降期盼，希望它能把構(gòu)造工程設(shè)計(jì)程序完好自動(dòng)化。此刻，愈來(lái)愈多的構(gòu)造工程師希望他們只在解決問(wèn)題時(shí)劃分規(guī)格和狀況，而CAE/CAD計(jì)算機(jī)程序能自動(dòng)生成一定的數(shù)理模型，能達(dá)成復(fù)雜而重復(fù)的剖析和設(shè)計(jì)程序，而后，經(jīng)過(guò)結(jié)果設(shè)計(jì)到能產(chǎn)生建筑和施工制圖功能的草案。在這類(lèi)環(huán)境中，構(gòu)造工程師獨(dú)一的責(zé)任就是明確所要解決的問(wèn)題，而后議論最后的設(shè)計(jì)“結(jié)果”。這些注定是個(gè)大災(zāi)害。但是，大批的軟件開(kāi)發(fā)商為知足市場(chǎng)的需求，不停開(kāi)發(fā)和傳達(dá)被注明有這樣這些用途的軟件，于是，不那么稱(chēng)職的工程師就接受了市場(chǎng)的兜銷(xiāo)：即他們的確相信這類(lèi)軟件用極少的人力投入就能做出工程。軟件開(kāi)發(fā)商常常收到這樣的要求，提升構(gòu)造工程的剖析和設(shè)計(jì)軟件水平，使軟件使用者不需要認(rèn)識(shí)很多技術(shù)知識(shí)細(xì)節(jié)就使用。比如，軟件使用者要求開(kāi)發(fā)者能創(chuàng)制出不用閱讀使用手冊(cè)的環(huán)境。由于，高質(zhì)量的構(gòu)造工程軟件包含使用者參照手冊(cè)，此中又有多卷頁(yè)的對(duì)于軟件的內(nèi)容細(xì)節(jié)，限制范圍，以及它計(jì)算所依照的理論和假定。構(gòu)造工程師是不肯意使用這樣的軟件的。此刻的現(xiàn)實(shí)是，很多構(gòu)造工程師不想受細(xì)節(jié)的困擾。他們希望又愿意支付的是一種窗口界面，這類(lèi)界面能讓他們把信息進(jìn)行擺列，而后把結(jié)果以彩色圖表形式展現(xiàn)，要盡可能生動(dòng)，要把眾多信息用美麗的圖表形式打印出來(lái)。對(duì)于能否能查明復(fù)制結(jié)果的正確性；在獲取系列剖析結(jié)果時(shí)能否用了充分的模型；用來(lái)代表行為人非線(xiàn)性元素的理論能否正確；或許是對(duì)幾何學(xué)的有限元組織和軟件中元素公式的組合形式這些的剖析結(jié)果能否敏銳；或許這類(lèi)理論對(duì)部分剖析結(jié)果的瞬時(shí)穩(wěn)固性能否切實(shí)，等等方面的考慮是極少的。這樣這些，都是此刻工程師如何使用計(jì)算機(jī)的表現(xiàn)。愈來(lái)愈多的這些工程師的這類(lèi)態(tài)度是由于他們不過(guò)是沒(méi)有時(shí)間，或是不肯付出，或是不關(guān)懷那些細(xì)節(jié)?？墒牵坑?jì)算機(jī)，他們的確相信他們能達(dá)到顧客對(duì)他們的設(shè)計(jì)要求。為何不會(huì)有這類(lèi)簡(jiǎn)單化的想法???/!!!每次當(dāng)你輸入數(shù)據(jù)，按鍵，就能獲取結(jié)果。并且，幾乎沒(méi)有人力耗費(fèi)。自然，計(jì)算機(jī)技術(shù)自己其實(shí)不是天生就壞。但是，那種構(gòu)造工程計(jì)算中的計(jì)算機(jī)使用方法，以及不停增添的對(duì)計(jì)算機(jī)濫用的趨向，是個(gè)問(wèn)題。在高級(jí)工程師和工程管理者中，重申知識(shí)，專(zhuān)業(yè)技術(shù)，以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的重要性，而非計(jì)算機(jī)使用者的“性別”,這是一個(gè)重要得道德責(zé)任問(wèn)題。在構(gòu)造工程實(shí)踐中，認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)“為何”是重點(diǎn)，而不是不過(guò)知道“如何”使用計(jì)算機(jī)。專(zhuān)業(yè)的構(gòu)造工程師一定重視手工操作的原理，基礎(chǔ)和模型技術(shù)，重申如何認(rèn)識(shí)計(jì)算中的錯(cuò)誤，重視解決構(gòu)造工程問(wèn)題時(shí)選擇的方法，重申計(jì)算結(jié)果的有效性，對(duì)計(jì)算機(jī)又敬又畏，重申對(duì)計(jì)算結(jié)果擁有思疑，重申保重工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，重視經(jīng)過(guò)做工程來(lái)學(xué)習(xí)工程學(xué)的需求，（而不是經(jīng)過(guò)“世界的有限元剖析”,或是靠過(guò)于簡(jiǎn)化現(xiàn)實(shí)去適應(yīng)那些不合格的構(gòu)造工程軟件的限制條件），重申從那些更高級(jí)更有經(jīng)驗(yàn)的構(gòu)造工程師那邊學(xué)習(xí)構(gòu)造工程學(xué)的重要性，（也就是那些，數(shù)目愈來(lái)愈少，但仍記得不靠計(jì)算機(jī)，如何解決工程問(wèn)題的真實(shí)的工程師）。只需經(jīng)過(guò)訓(xùn)練專(zhuān)業(yè)工程師，而不是經(jīng)過(guò)訓(xùn)練工程技術(shù)員（即計(jì)算機(jī)操作員），構(gòu)造工程學(xué)專(zhuān)業(yè)將完好能擔(dān)負(fù)起它所服務(wù)的大眾所需的責(zé)任和義務(wù)。為何對(duì)計(jì)算機(jī)的不妥使用不應(yīng)擔(dān)憂(yōu)呢？縱觀(guān)整個(gè)過(guò)程，工程學(xué)專(zhuān)業(yè)對(duì)待計(jì)算機(jī)的態(tài)度正隱蔽著危險(xiǎn)，莫非對(duì)這些還存在疑問(wèn)嗎？固然計(jì)算機(jī)對(duì)人類(lèi)有很大得潛力，但假如構(gòu)造工程師持續(xù)依照目前這樣損壞性的趨向使用計(jì)算機(jī)，那么這些潛力就得不到實(shí)現(xiàn)。做什么才能使構(gòu)造工程學(xué)專(zhuān)業(yè)改變目前的