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徐炎章:试论茅以升的工程哲学思想 ——以钱塘江大桥为例
录入: 哲学网编辑部 发表时间: 2013-06-05 点击: 1378 次 我要收藏

茅以升是中国传统文化和谐思想的优秀继承者,他把和谐思想运用于工程项目,追求工程与社会的协调、工程与人文的协调、工程与环境的协调。今年是钱塘江大桥建成70周年,本文试以茅以升建造钱塘江大桥为例,探讨他的和谐工程思想。
一、工程与社会协调
工程项目的开展首先取决于社会的需要,取决于社会经济的可行性,同时还必须重视工程项目的经济性。茅以升坚持从社会需要性出发研究工程项目的必要性。他提倡工程和经济的和谐,追求工程与经济的共生,考虑社会经济的可行性,保证工程建设资金筹集的可能性,以期在社会经济承受范围的前提下,最大限度地节约工程建设资金。
1、钱塘江建桥的必要性
建造钱塘江大桥,无论是从加强我国的科学技术建设还是从弘扬民族精神,展现我国人民的智慧和才能来看,都有着特殊的意义。从理论上来说,钱塘江大桥是公路铁路联合桥,这种双层桥的结构在我国属于首创,它的建造是我国现代化桥梁建筑之先声。其次,钱塘江大桥是中国桥梁建筑史上第一次由国人自行设计建造的现代化大桥,它的建造终结了外国人一手包办中国现代化桥梁建设的历史,为我国桥梁建设事业做出了杰出贡献。同时,钱塘江自然条件恶劣,而茅以升等人通过技术创新,改进施工方法,成功地完成了钱塘江大桥的建造,充分展示了我国桥梁工程师的高超技艺和卓越才能。
2、社会经济的可行性
工程项目的建设必须考虑社会经济的可行性,即工程建设资金筹集的可行性,主要研究资金来源和筹集方法等,保证工程项目的开展有充足的资金支持。茅以升认为,工程项目的实施需要考虑社会的经济承担能力,只有得到社会经济的充分支持,工程项目才有可能顺利完成。特别是像钱塘江大桥这样大的一个工程,需要的经费数额巨大,能否有足够的经济实力支持大桥的建造是一个关键性的问题。
茅以升提出了解决的办法,“对浙省银团的借款合同加以修改,把‘全桥抵押’改为按部、省经费担负的‘比例抵押’”。由于时间紧迫,茅以升尽力设法,尽快分头于五家银行接洽,日夜赶办修改合同的事,终于在两天之内与五家银行以及浙江省建设厅、财政厅修改好合同,最终获得了铁道部的工程借款。
3、工程建设的经济性
建桥资金的获取有了渠道,也就是说工程的建设具备了经济可行性,然而,下一步更重要问题是,在资金有限的条件下,如何衡量工程技术与经济的协调,追求技术的经济合理性,在保证技术适用的同时,最大限度地节约资金,保证工程建设的经济性,使工程具有更充分的社会经济可行性,实现工程与社会的协调。
茅以升认为,“设计是决定能否多快好省地完成建设的一个最重要因素”。这里所说的“省”就是指工程建设的经济性。工程建设的经济性很大程度上体现在工程设计上,选择什么样的设计方案是影响工程是否经济的主要因素。茅以升提出,“任何工程设计,都应该以坚固、适用、经济美观为前提”。在钱塘江大桥建桥方案的设计上,茅以升经多方考察和反复研究,拟定了大桥设计原则:“(1)钱江水浅,而沙滩变化无常,为顾及航行关系,桥墩距离以相等为宜;(2)钱塘江桥为铁路公路联合桥,应顾及各种运输的需要,而且桥长一公里,必须同时考虑运输的畅通,以节约时间;(3)钱塘江桥关系国防,应顾及军事上的防御;(4)设计务求简洁,以最大限度节约资金为目标”。
茅以升的设计方案与华德尔的相比较,无论从技术的角度看,还是从运输能力和桥身稳定的要求上茅以升都略胜一筹;从经济的角度来看,根据华德尔的设计,钱塘江桥经费共需当时银元758万元,而茅以升的设计只需要510万元。因此,根据原先拟定的大桥设计原则,茅以升的设计方案明显优于华德尔,钱塘江大桥的建设也就采用了以茅以升为首的桥工处的设计。建桥方案的设计蕴含了茅以升工程中的技术与经济协调的思想,在不同方案的选择方面这种思想更是体现无遗。
二、工程与人文协调
茅以升重视工程与人文的和谐,认为无论是技术经济方案的提出,还是工程项目的实施,或者工程教育的开展,采用的理论和方法必须能够解决经济发展中的实际问题或者对解决实际问题有所帮助,做到理论与实践协调和统一,他强调实践的重要性,要求在实践中进行学习,强调能力的培养和理论的学习同样重要。茅以升主张扩展科普,繁荣科普创作,把科学技术知识普及开来。他以身作则,致力于科普创作,留下了数百篇优秀科普论文,将高深的理论化的桥梁等知识用通俗易懂的语言表达出来,并在《人民日报》、《光明日报》、《文汇报》等众多媒体上发表,为我国科普事业做出了杰出的贡献。
1、建桥与育才并举
茅以升非常重视实践的作用,在1917年夏天,他获美国纽约州康奈尔大学桥梁专业硕士学位后,就由导师贾柯贝教授介绍到美国匹兹堡桥梁公司担任实习生。这个公司是美国很好的一个专门实习桥梁工程的公司,其中包括桥梁设计、绘图、工厂实习等。实习期间,茅以升把学到的基础理论知识很好地融入实践中。他做过测绘、设计、金工、木工、油工等桥梁技工,与此同时,他还在加利基理工大学攻读博士学位,使自己的理论基础更加深厚,能够更好地指导自己的实践。
茅以升十分注重培养实际动手能力,把工地视同培育人才的大学校,建桥与育才并举。在建造钱塘江大桥的工程中,茅以升坚持深入工地,坚持实地调查研究,经常跟建桥工人一起通过沉箱下水摸清水底情况,从而能够更好地修正自己的施工方案,以便于现场指挥。在钱塘江大桥的建设期间,茅以升把工程现场作为训练培养人才的极好场地。
茅以升的工程教育思想中渗着浓厚的人文思想。他通过多年的工程教育实践,总结出一条规律:过去的工程教育,都是以先学而后习为主,导致工程教育存在许多方面的缺陷。
根据自己在硕博期间的学习经历以及多年的工程教育实践,茅以升提出了“习而学”的工程教育思想。“习而学”思想萌芽于他在1925年执教期间。在南洋大学(今上海交大)三十周年纪念刊上,茅以升提出了这一主张。1950年,在新中国成立之后的第二个年头,他重提“习而学”的主张。茅以升说,“先习而后学”的观点源于《四书》里的《大学》“致知在格物”的观点,他解释了其内涵,“先习而后学,便是先知其然,再知其所以然”。“先习后学,是将理论来贯穿实践”。“先习后学,是为了获得最全面的知识”。“先习后学需要在实践与理论方法,有彼此呼应,由浅而深的步骤”。
以桥梁工程系为例,一年级新生除受训练一个月外,先在造桥工地实习半年,后在桥梁工厂实习半年,晚间阅读课本,联系绘图:二年级前半年在学校读与桥梁有直接关系的课程,如河工学、机械工程等,后半年在现场实习桥梁施工方法、管理人工技术等,晚间阅读及绘图;三年级前半年在学校读较为基本的理论课程,如工程力学、土壤力学等,后半年在现场实习较为负责的施工、管理及设计等项目;四年级则全年在校学习,读基本科学如微积分、物理、化学等。四年中,除一般例假外,无寒暑假。在现场实习时,必须有各种教师指挥协助布置逐日工作计划,讲解工作内容,并安排熟练工人为指导。
同时,茅以升指出,“习而学”的工程教育的实施必须注意几个方面的协调和配合,即学校与工厂的配合、理论与实际的配合、基本与工具的配合、理论与实习的配合、理论与技术的配合。
“习而学”的工程教育思想是从“感性知识”到“理性知识”,然后再回到“感性知识”,循环发展。它能够让学生很早养成劳动观念,劳动态度,了解劳动条件,劳动纪律,先经过实习,再读理论,由“知其然”逐渐到达“知其所以然”,实习与理论相配合地由简单到复杂,对理论的了解更为透彻巩固,随时有实习做背景,知道如何以理论来贯通实习,以实习来发挥理论,知道理论中有实践,实践中有理论。
2、在工程和人文之间建架沟通之桥
工程项目的规划、设计、管理和实施属于科研的范畴,而科学的普及则与人文的概念息息相关。科学研究是提高科学知识,科学普及是传授科学知识。两者都需要时间,需要实践,需要扩大科学知识面。科研为生产服务需要通过科普,科普促进生产需要科研开路。科研与科普可以相互促进,共同发展。这与工程与人文协调的思想如出一辙。
对于科研与科普的关系,茅以升在《谈谈科研与科普的关系》(1978)一文中做了深刻的剖析和阐述。茅以升认为,“对于科学来说,科研是为了提高,提高的结果就改进了科普,即提高指导下的科普;普及中产生新问题要研究,即普及基础上的提高。提高的水平有高有低,科普的基础也有大有小。水平愈高,基础愈大则科学愈发达”。
茅以升主张要扩展科普、繁荣科普创作,把科学技术知识普及到群众中去。他在《中国科普创作协会第一次代表大会开幕词》(1969)中提倡,我们要“动员全国的科普作家,科普作协会员和广大科技文教工作者积极地行动起来,促进科普创作大繁荣”,他说,“科学家搞科普工作,并不是弃‘正业’而就‘副业’。科普工作也是科学家的正业,名副其实的正业,我们要花很大的力气,努力做好它”。茅以升提出要在提高科普质量方面下功夫,避免粗制滥造和雷同。他认为,“科普创作要有真实性,一要‘名实相符’。这就是说要做到真实科普,符合科学,必须有真实性,决不能虚假”,他指出“科学刊物,要以适当的文艺形式出现,科学刊物文字要深入浅出,图说生动,条理分明”。
茅以升不仅提倡科普,他自己一生出版科普专著11卷,为中外名报刊撰写231篇文章,许多篇章译为俄、日、德、法、英、西班牙文,是我国老一辈著名科普作家。特别是其中关于桥梁建设以及中国古代桥梁介绍的文章更是传世经典之作,例如《中国石拱桥》一文就被收录进初中语文第三册,作为教材;《没有不能造的桥》被评为新长征科普创作一等奖。在建造钱塘江大桥的过程中,茅以升还给当时出版的《科学画报》写有关钱塘江桥的短文并且编拍了一部《钱塘江桥》的科教电影,从头到尾记录工程的经过等等。公盾在他的著作《茅以升——中国桥梁专家》中这样评价,“可以说,思想丰富、文字洗练、言简意赅、言之有物,这是茅以升科普短文的特色。”茅以升科普作品中那严谨的逻辑思维、优美干练的文字、深入浅出的科学问题阐述以及通俗易懂的语言无一不透露着茅以升博大的人文胸怀。
即使在十年动乱的“文革”中,茅以升已经不能开展正常科学研究了,但他仍然坚持和两位老友一同编篡、选录了九本《桥话》。
三、工程与环境协调
工程项目的实现,在很多情况下要求多目标、多指标的组合才能达到,这些目标和指标不仅包括技术因素、包括经济因素,还包括环境因素。工程项目的建设除了需要考虑项目层面技术的可行性与经济的有利性的共生,还需要从环境层面考虑工程与环境的协调。茅以升强调,工程项目的发展必须与环境相协调,这里的环境包括自然环境和社会环境两个部分。工程与自然环境的协调研究工程对周围自然环境的影响;工程与社会环境的协调,是指工程项目的开展必须适应特殊的社会环境的发展,工程的建设需要与社会环境协调,研究随着社会环境的变化,工程项目的开展应该与之协调,使工程向有利于社会环境的方面发展。
1、工程与自然环境的协调
茅以升工程与自然环境协调的思想在他对古代桥梁建筑的认识上体现得很清楚。茅以升认为,“中国古桥建造很重视美观,与环境的天然景色相配合”。“桥梁常是置身于山川潆洄的林泉胜地,天然风景又要求它以特有的姿态,为幽美环境增添风采”。茅以升在《中国的石拱桥》一文中对赵州桥的特点做了详细的分析,其中他说到,赵州桥“全桥结构匀称,和四周景色配合得十分和谐”。
这种工程与自然环境协调的思想在茅以升对钱塘江大桥的设计问题的处理上也得到了充分的体现。茅以升设计的钱塘江大桥充分考虑到了美观的要求,全桥方圆结合,色彩自然,主次分明,浑然一体。引桥的设计也别具风格,茅以升充分利用地形、地貌,采用跨度五十米的双铰钢拱桥。在南岸用一空钢拱,北岸六和塔一侧则用三孔,公路拐弯部分用铱框架桥与路基衔接。远眺引桥,轻巧美观;近观钢拱,气势雄壮。由于正桥钢梁采用的是平弦直线结构,两端引桥采用曲线钢拱相接,两者跨度相近,使全桥显得非常地协调、匀称,富有想象力,就好像建筑结构物上的艺术加工。同时,在桥头两侧植树种草,开辟为钱塘公园,绿化了江边,大桥北岸引桥背山面水,与六和塔胜迹浑然一体,状若天成,成为杭州市一大旅游胜地。
2、工程与社会环境的协调
工程与社会环境的协调也可以从两个方面来考虑。首先是工程建设与社会环境的协调;其次是社会环境发生变化后对工程的影响。
关于工程建设与社会环境的协调,茅以升认为,“对于运输枢纽,要着重地配合到城市规划”。钱塘江大桥桥址的选择问题很好地体现了茅以升工程建设与社会环境协调的思想。
随着社会环境的变化,工程项目的开展也必须随之改变,来保证工程与社会环境的协调。钱塘江大桥的建造经历了重重磨难,特别是当时抗日战争形势紧张,新建成的大桥被迫炸断。无论是钱塘江大桥的建造还是钱塘江大桥的炸毁都是符合民族利益的,都显示出了极大的社会效益,体现了工程与社会环境协调的思想。
(原载《自然辩证法通讯》2007年6期。转载自哲学中国)

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