情的可持续发展道路。 工程理念是现实与理想的辩证统一，具有与时俱进的鲜明时代性。它是人类立足于现实， 对未来的理想和人的创造性思维，具有理想的成分和理想的光辉。工程实践不断前进发展，人 类需求和理想不断变化，工程理念就不断发展，不断创新。古代社会生产力低下，古代人无 力与大自然抗争，在自然面前“听天由命”、“难有作为”、“无所作为”，因此尽管古今中外产 生了许多伟大的工程，体现了工程理念的光辉，但工程理念的发展十分缓慢。我国古代“顺风 耳”和“千里眼”神话，西方和阿拉伯国家的“神靴”、“一千零一夜”神话曲折地反映了古代 人的愿望和幻想，但因脱离现实可能性，它们就是神话或幻想，不是当时社会中的工程理念。 不切实际的空想和幻想不是工程理念。 近现代以来，随着生产力和科技的发展，人类“征服自然”工程理念大行其道，虽然“征 服自然”具有一定的历史进步性和历史合理性，但这种工程理念的副作用愈来愈明显。恩格斯 在《自然辩证法》(19世纪后期)明确地警告：“我们不要过分陶醉于我们对自然的胜利。对 于每一步这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次的胜利，在第一步都确实取得了我们预期 的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出平预料的影响。常常把第一个结果又取 消了”，“我们必须时时记住：我们统治自然界…决不像站在自然界以外的人一样，一相反地， 我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界，存在于自然界的：我们对自然界的整个统治， 是在于我们比其他一切动物强，能够认识和正确运用自然规律。”20世纪后半叶以来，人们反 思和反省“征服自然”的工程理念，深刻认识工程活动必须树立人与自然和谐、工程与社会和 谐的新理念。几千年来的不同历史时期，先后出现了“听天由命”、“征服自然”与“人定胜天”、 “天人和谐”的时代性工程理念。“听天由命”理念消极对待自然，没有反映出人类实际拥有 的主观能动性：生产力的发展、科技的进步使人类自信“征服自然”与“人定胜天”的工程理 念，工程被视为征服自然、改造自然的工具，这种工程理念有一定的可取之处而不能全盘否定， 但它过高估计了人在自然面前的实际地位和人的主观能动性，已经得到大自然的无情报复。时 代进步的实践告诉人类，顺应天时、地利、人和，天工开物、人工造物，实现“天人合一”工 程理念才符合自然社会的规律，才能保持自然社会可持续发展。在新的工程理念的视野里，工 程不仅反映生产和经济的发展，更应成为培育和谐社会的苗圃，通过工程活动而实现人与自然 的和谐发展，而不能使工程活动成为激发社会矛盾的温床。 构建先进的工程理念就是以人为本，人与自然、人与社会协调发展，一切工程为人而建， 其决策、规划、设计、建造和运行、管理都要以此为出发点。确立和接受先进的工程理念并非 易事，经历螺旋式上升、波浪式前进的过程。先进的工程理念既要在思想上落实，更要在行动 上落实。追求人一自然一社会”和谐的工程理念虽已被普遍认识和接受，但落实这种工程理念 十分不易，有时甚至变成空洞的口号或脱离实践的空谈。值得指出，在应用和实践工程理念中， 对工程合理性和工程评判标准问题，某些工程活动基于当时和局部情况而评判是合理的，但从 长远和更大范围，就是不合理的。因此必须树立基于更长时间尺度、大空间范围、更复杂社会 系统来分析认识和评价工程理念。围绕现代工程活动的工程理念应当树立统筹兼顾、集成优化 的发展观，权衡比较成败、利弊、轻重、缓急和风险，优化选择，全面把握工程的评价标准， 妥善处理工程建设与社会发展的复杂关系。 在工程理念的实际运用中，要学会将总体性和高层次的工程理念，运用到“本层次”、“本 企业”的工程实践，提炼升华“本层次”、“本但单位”的工程理念，并且是付诸行动。落实于 5
15 情的可持续发展道路。 工程理念是现实与理想的辩证统一，具有与时俱进的鲜明时代性。它是人类立足于现实， 对未来的理想和人的创造性思维，具有理想的成分和理想的光辉。工程实践不断前进发展，人 类需求和理想不断变化，工程理念就不断发展，不断创新。 古代社会生产力低下，古代人无 力与大自然抗争，在自然面前“听天由命”、“难有作为”、“无所作为”，因此尽管古今中外产 生了许多伟大的工程，体现了工程理念的光辉，但工程理念的发展十分缓慢。我国古代“顺风 耳”和“千里眼”神话，西方和阿拉伯国家的“神靴”、“一千零一夜”神话曲折地反映了古代 人的愿望和幻想，但因脱离现实可能性，它们就是神话或幻想，不是当时社会中的工程理念。 不切实际的空想和幻想不是工程理念。 近现代以来，随着生产力和科技的发展，人类“征服自然”工程理念大行其道，虽然“征 服自然”具有一定的历史进步性和历史合理性，但这种工程理念的副作用愈来愈明显。恩格斯 在《自然辩证法》（19 世纪后期）明确地警告：“我们不要过分陶醉于我们对自然的胜利。对 于每一步这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次的胜利，在第一步都确实取得了我们预期 的结果，但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出平预料的影响。常常把第一个结果又取 消了”，“我们必须时时记住：我们统治自然界……决不像站在自然界以外的人一样，--相反地， 我们连同我们的肉、血和头脑都是属于自然界，存在于自然界的；我们对自然界的整个统治， 是在于我们比其他一切动物强，能够认识和正确运用自然规律。”20 世纪后半叶以来，人们反 思和反省“征服自然”的工程理念，深刻认识工程活动必须树立人与自然和谐、工程与社会和 谐的新理念。几千年来的不同历史时期，先后出现了“听天由命”、“征服自然”与“人定胜天”、 “天人和谐”的时代性工程理念。“听天由命”理念消极对待自然，没有反映出人类实际拥有 的主观能动性；生产力的发展、科技的进步使人类自信“征服自然”与“人定胜天”的工程理 念，工程被视为征服自然、改造自然的工具，这种工程理念有一定的可取之处而不能全盘否定， 但它过高估计了人在自然面前的实际地位和人的主观能动性，已经得到大自然的无情报复。时 代进步的实践告诉人类，顺应天时、地利、人和，天工开物、人工造物，实现“天人合一”工 程理念才符合自然社会的规律，才能保持自然社会可持续发展。在新的工程理念的视野里，工 程不仅反映生产和经济的发展，更应成为培育和谐社会的苗圃，通过工程活动而实现人与自然 的和谐发展，而不能使工程活动成为激发社会矛盾的温床。 构建先进的工程理念就是以人为本，人与自然、人与社会协调发展，一切工程为人而建， 其决策、规划、设计、建造和运行、管理都要以此为出发点。确立和接受先进的工程理念并非 易事，经历螺旋式上升、波浪式前进的过程。先进的工程理念既要在思想上落实，更要在行动 上落实。追求人—自然—社会”和谐的工程理念虽已被普遍认识和接受，但落实这种工程理念 十分不易，有时甚至变成空洞的口号或脱离实践的空谈。值得指出，在应用和实践工程理念中， 对工程合理性和工程评判标准问题，某些工程活动基于当时和局部情况而评判是合理的，但从 长远和更大范围，就是不合理的。因此必须树立基于更长时间尺度、大空间范围、更复杂社会 系统来分析认识和评价工程理念。围绕现代工程活动的工程理念应当树立统筹兼顾、集成优化 的发展观，权衡比较成败、利弊、轻重、缓急和风险，优化选择，全面把握工程的评价标准， 妥善处理工程建设与社会发展的复杂关系。 在工程理念的实际运用中，要学会将总体性和高层次的工程理念，运用到“本层次”、“本 企业”的工程实践，提炼升华“本层次”、“本但单位”的工程理念，并且是付诸行动。落实于
行动需要人们的共同努力，先进的工程理念落实于行动中就变成巨大的物质力量。若工程理念 不与行动相结合、不能落实于行动，再好的工程理念都是空想。 2.1.3工程思维 (1)工程思维的性质 工程思维是依附于工程实践的思维活动和思维现象。工程实践活动以工程思维为灵魂，而 工程实践渗透着工程思维。工程思维在工程实践中实现其“物化”。工程实践过程是工程主体 (人)通过工程思维、工程器械、工程操作，把物质改变为人工物的过程。工程活动包括多要 素、多环节和多内容：与此对应，工程思维渗透和贯穿于工程观、工程决策、工程设计、工程 操作、工程运行、工程维护等工程活动的全部环节和全部过程。 工程思维与工程活动一样，具有漫长久远的历史。工程活动是社会中常见的、基础性的物 质实践活动，因此工程思维也必然是人类（尤其是工程师）实际常用的思维方式。由于常用， 工程思维往往被“熟视无睹”或“视而不见”的不自觉状态，可谓“百姓日用而不知”(《周易 系辞上》)，未把自己经常实际进行的工程思维活动升华至自觉的程度和水平。因此，努力提高 工程实践者（尤其是工程师）工程思维的自觉性具有重要意义。 关于工程思维的性质，马克思说：“蜘蛛的活动与织工的活动相似，蜜蜂建筑蜂房的本领 使人间的许多建筑师感到惭愧。但是，最整脚的建筑师从一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方， 是他在用蜂蜡建筑蜂房以前，已经在自己的头脑中把它建成了。劳动过程结束时得到的结果， 在这个过程开始时就已经在劳动者的表象中存在着，既已经观念地存在着。他不仅使自然物发 生形式变化，同时他还在自然物中实现自然的目的，这个目的是他所知道的，是作为规律决定 着他的活动的方式和方法的，他必须使他的意志服从这个目的。”(《资本论》第1卷，人民出 版社，1972年，第202页)。 工程思维是价值理性和工具理性兼备的思维，且价值理性“高于”工具理性。价值理性 (Value Rational)关注从某些具有实质的、特定的价值理念角度观察行为的合理性，注重行为 本身所能代表的价值，如是否实现社会的公平、正义、忠诚、荣誉等，而不计较具体手段和后 果。而在工具理性(Instrumental Reason)或者说“效率理性"中，行动由追求功利的动机所驱使， 通过实践途径确认工具（手段）的有用性，以追求事物的最大功效，为人的某种功利的实现服 务，它通过精算功利的方法而最有效达至目的的理性，是以工具崇拜和技术主义为生存目标的 价值观，它漠视人的情感和精神价值。工程思维和工程活动以价值目标为导向、以价值目的， 价值目标包括经济价值、社会价值、生态价值、美学价值、伦理价值、心理价值等多种价值。 (2)工程思维的特点和表征 万里长城、埃及金字塔等中外古代的工程活动伟大成就具有恒久的工程价值和文化价值， 激励着后世万代，但这些成就大体上或者主要地是基于经验的，因而在工程领域来看基本上是 “经验性”的思维。现代工程活动的基础是科学、技术科学和工程科学等现代科学，现代工程 思维是以现代科学为理论基础的思维。 工程思维的特点和表征是工程思维与科学思维的辩证、科学性与操作性、复杂性与集成性、 可行性与艺术性、多解性与灵活性、可错性与容错性的辩证统一。 工程思维与科学思维各自独立、相互区别，又密切联系、相互影响。工程思维的独立性体 现在工程思维具有科学性的思维，但是工程思维不是科学思维的“子集”或科学思维的表现形 16
16 行动需要人们的共同努力，先进的工程理念落实于行动中就变成巨大的物质力量。若工程理念 不与行动相结合、不能落实于行动，再好的工程理念都是空想。 2.1.3 工程思维 （1）工程思维的性质 工程思维是依附于工程实践的思维活动和思维现象。工程实践活动以工程思维为灵魂，而 工程实践渗透着工程思维。工程思维在工程实践中实现其“物化”。工程实践过程是工程主体 （人）通过工程思维、工程器械、工程操作，把物质改变为人工物的过程。工程活动包括多要 素、多环节和多内容；与此对应，工程思维渗透和贯穿于工程观、工程决策、工程设计、工程 操作、工程运行、工程维护等工程活动的全部环节和全部过程。 工程思维与工程活动一样，具有漫长久远的历史。工程活动是社会中常见的、基础性的物 质实践活动，因此工程思维也必然是人类（尤其是工程师）实际常用的思维方式。由于常用， 工程思维往往被“熟视无睹”或“视而不见”的不自觉状态，可谓“百姓日用而不知”（《周易. 系辞上》），未把自己经常实际进行的工程思维活动升华至自觉的程度和水平。因此，努力提高 工程实践者（尤其是工程师）工程思维的自觉性具有重要意义。 关于工程思维的性质，马克思说：“蜘蛛的活动与织工的活动相似，蜜蜂建筑蜂房的本领 使人间的许多建筑师感到惭愧。但是，最蹩脚的建筑师从一开始就比最灵巧的蜜蜂高明的地方， 是他在用蜂蜡建筑蜂房以前，已经在自己的头脑中把它建成了。劳动过程结束时得到的结果， 在这个过程开始时就已经在劳动者的表象中存在着，既已经观念地存在着。他不仅使自然物发 生形式变化，同时他还在自然物中实现自然的目的，这个目的是他所知道的，是作为规律决定 着他的活动的方式和方法的，他必须使他的意志服从这个目的。”（《资本论》第 1 卷，人民出 版社，1972 年，第 202 页）。 工程思维是价值理性和工具理性兼备的思维，且价值理性“高于”工具理性。价值理性 （Value Rational）关注从某些具有实质的、特定的价值理念角度观察行为的合理性，注重行为 本身所能代表的价值，如是否实现社会的公平、正义、忠诚、荣誉等，而不计较具体手段和后 果。而在工具理性（Instrumental Reason）或者说“效率理性”中，行动由追求功利的动机所驱使， 通过实践途径确认工具（手段）的有用性，以追求事物的最大功效，为人的某种功利的实现服 务，它通过精算功利的方法而最有效达至目的的理性，是以工具崇拜和技术主义为生存目标的 价值观，它漠视人的情感和精神价值。工程思维和工程活动以价值目标为导向、以价值目的， 价值目标包括经济价值、社会价值、生态价值、美学价值、伦理价值、心理价值等多种价值。 （2）工程思维的特点和表征 万里长城、埃及金字塔等中外古代的工程活动伟大成就具有恒久的工程价值和文化价值， 激励着后世万代，但这些成就大体上或者主要地是基于经验的，因而在工程领域来看基本上是 “经验性”的思维。现代工程活动的基础是科学、技术科学和工程科学等现代科学，现代工程 思维是以现代科学为理论基础的思维。 工程思维的特点和表征是工程思维与科学思维的辩证、科学性与操作性、复杂性与集成性、 可行性与艺术性、多解性与灵活性、可错性与容错性的辩证统一。 工程思维与科学思维各自独立、相互区别，又密切联系、相互影响。工程思维的独立性体 现在工程思维具有科学性的思维，但是工程思维不是科学思维的“子集”或科学思维的表现形
式。工程活动是技术要素和非技术要素的“集成”，认为“工程是科学的应用”的观点把工程 思维“归结为”或“还原为”科学思维，或者把工程思维作为一个以科学原理为“前提”而进 行“科学推理”的过程，是不恰当的。 在工程思维与科学思维的联系方面，人们的工程思维自觉或不自觉地受到其科学思维的理 论指导和方法论启发，在高新技术领域，这种指导或启发作用表现得十分突出和充分。工程思 维与科学思维的密切联系，决定了在工程教育中开展科学教育的不可或缺性，后者发挥基础性 作用。没有接受严谨科学教育从而具备系统性科学知识的人，难以成为合格的工程设计者和工 程实践者。 工程思维与科学思维的差别有三个方面。首先，工程思维和科学思维的取向不同。工程思 维是价值定向，其目的是满足社会生活需要、创造更大的价值，包括经济价值、社会阶值、生 态价值)。科学思维是真理定向，其目的是探索真理、追求真理、发现真理。其次，工程思维 是强调与具体的工程项目“个别对象”相联系的思维，是以“个别性”为思维灵魂的思维：客 观上，不存在两个完全相同的工程，任何工程都是“唯一性”或“一次性”，例如京沪高铁铁 路不同于京广高铁铁路，南京长江大桥不同于南京长江二桥，它们之间不可能进行机械地复制 或重复。科学思维以发现普遍的科学规律为目标，它超越具体对象，是以普遍性、共性为灵魂 的思维。第三，从时空维度看，工程思维是与思维对象的具体时间、具体地点相联系的思维， 具有时效性和地域性。例如，工程活动一一例如三峡工程、青藏铁路工程、宝钢工程、南水北 调工程等均是特定主体在特定时间和空间的具体实践活动。再如，任何工程需要“选址”确定 工程“工期”：因此，工程思维必须考虑具体时间和具体空间（即当时当地性），而不能脱离“当 时当地性”。科学思维对具体时空具有超越性，不受思维对象的具体时间和具体空间方面的制 约，它关心的对象不是具体时间（时点）和具体空间（地域）。 工程思维的科学性与操作性。强调工程思维的科学性就是必须用科学理论“武装”头脑。 用科学理论“武装”起来的设计师、工程师能够清晰地知晓和判定工程活动的“可能性边界” 在何处，不会存在违反违背科学规律以实现目标和开展设计的幻想。缺乏科学思维的幻想必然 导致工程和工程活动的失败。工程活动的主体是运用一定的工程设备、工艺流程或工程手段， 实现工程活动的目标。工程活动必须通过操作才能变成现实，从过去使用手工工具到现代社会 使用机器设备、基础设施进行制造：工程思维必须考虑如何合理地“运用”各种工具、机器、 设备和其他手段，构建可操作性强、合理的工艺流程实现工程的目标。离开实际的作业操作， 工程思维及其成果仅仅停留在“美好的蓝图”阶段而不可能转化为物质现实，因此工程思维是 操作性的思维。 工程活动的复杂性与工程思维的集成性。工程活动涉及众多复杂的因素，体现出显著的集 成性，所涉因素包括经济因素、技术因素、社会因素、管理因素、审美因素和伦理因素等，由 此决定工程思维必定具有集成性思维的特点，集成性思维的好坏高低最直接影响工程思维的优 劣成败。现实的工程活动经常遇到相互矛盾的需求，因此工程思维应充分分析矛盾及其相互关 系，权衡协调和合理取舍。对工程问题的判断和选择不一定非此即彼，而需要根据工程问题的 总目的要求，合理协调冲突或矛盾中的各种因素。 工程思维的可行性、逻辑性与艺术性。工程思维是“脚踏实地”的想象和思维，必须考虑 可行性、现实性和实现性，这是工程活动的灵魂。艺术思维可以脱离现实而虚构、“天马行空”， 可以忽略现实性、可行性等实践性问题。工程思维严禁逻辑错误和逻辑混乱：而艺术创作思维 17
17 式。工程活动是技术要素和非技术要素的“集成”，认为“工程是科学的应用”的观点把工程 思维“归结为”或“还原为”科学思维，或者把工程思维作为一个以科学原理为“前提”而进 行“科学推理”的过程，是不恰当的。 在工程思维与科学思维的联系方面，人们的工程思维自觉或不自觉地受到其科学思维的理 论指导和方法论启发，在高新技术领域，这种指导或启发作用表现得十分突出和充分。工程思 维与科学思维的密切联系，决定了在工程教育中开展科学教育的不可或缺性，后者发挥基础性 作用。没有接受严谨科学教育从而具备系统性科学知识的人，难以成为合格的工程设计者和工 程实践者。 工程思维与科学思维的差别有三个方面。首先，工程思维和科学思维的取向不同。工程思 维是价值定向，其目的是满足社会生活需要、创造更大的价值，包括经济价值、社会阶值、生 态价值）。科学思维是真理定向，其目的是探索真理、追求真理、发现真理。其次，工程思维 是强调与具体的工程项目“个别对象”相联系的思维，是以“个别性”为思维灵魂的思维；客 观上，不存在两个完全相同的工程，任何工程都是“唯一性”或“一次性”，例如京沪高铁铁 路不同于京广高铁铁路，南京长江大桥不同于南京长江二桥，它们之间不可能进行机械地复制 或重复。科学思维以发现普遍的科学规律为目标，它超越具体对象，是以普遍性、共性为灵魂 的思维。第三，从时空维度看，工程思维是与思维对象的具体时间、具体地点相联系的思维， 具有时效性和地域性。例如，工程活动——例如三峡工程、青藏铁路工程、宝钢工程、南水北 调工程等均是特定主体在特定时间和空间的具体实践活动。再如，任何工程需要“选址”确定 工程“工期”；因此，工程思维必须考虑具体时间和具体空间（即当时当地性），而不能脱离“当 时当地性”。 科学思维对具体时空具有超越性，不受思维对象的具体时间和具体空间方面的制 约，它关心的对象不是具体时间（时点）和具体空间（地域）。 工程思维的科学性与操作性。强调工程思维的科学性就是必须用科学理论“武装”头脑。 用科学理论“武装”起来的设计师、工程师能够清晰地知晓和判定工程活动的“可能性边界” 在何处，不会存在违反违背科学规律以实现目标和开展设计的幻想。缺乏科学思维的幻想必然 导致工程和工程活动的失败。工程活动的主体是运用一定的工程设备、工艺流程或工程手段， 实现工程活动的目标。工程活动必须通过操作才能变成现实，从过去使用手工工具到现代社会 使用机器设备、基础设施进行制造；工程思维必须考虑如何合理地“运用”各种工具、机器、 设备和其他手段，构建可操作性强、合理的工艺流程实现工程的目标。离开实际的作业操作， 工程思维及其成果仅仅停留在“美好的蓝图”阶段而不可能转化为物质现实，因此工程思维是 操作性的思维。 工程活动的复杂性与工程思维的集成性。工程活动涉及众多复杂的因素，体现出显著的集 成性，所涉因素包括经济因素、技术因素、社会因素、管理因素、审美因素和伦理因素等，由 此决定工程思维必定具有集成性思维的特点，集成性思维的好坏高低最直接影响工程思维的优 劣成败。现实的工程活动经常遇到相互矛盾的需求，因此工程思维应充分分析矛盾及其相互关 系，权衡协调和合理取舍。对工程问题的判断和选择不一定非此即彼，而需要根据工程问题的 总目的要求，合理协调冲突或矛盾中的各种因素。 工程思维的可行性、逻辑性与艺术性。工程思维是“脚踏实地”的想象和思维，必须考虑 可行性、现实性和实现性，这是工程活动的灵魂。艺术思维可以脱离现实而虚构、“天马行空”， 可以忽略现实性、可行性等实践性问题。工程思维严禁逻辑错误和逻辑混乱；而艺术创作思维
允许淡化逻辑，甚至与逻辑相悖情节的文艺作品还会受到公众的赞赏和赞叹。但是，工程思维 应当像艺术思维那样具有“艺术性”，正如艺术思维的艺术个性是艺术活动的核心一样，工程 思维需要想象力，需要工程决策者、设计师和工程师的“思维个性”，设计师在工程思维中需 要闪耀“设计个性”火花。例如当“业主”在招标工程项目时，不同投标人对该工程项目提出 的工程设计方案各具特色、百花齐放，不可能完全相同。不但在技术先进性、经济合理性、安 全可靠性、环境友好等方面不同，也在“艺术性”和“设计个性”上迥然不同。 工程思维的多解性与灵活性。工程思维和科学思维对各自问题，就求解性质而言具有很 大差别。工程问题的答案是多解，而科学问题的答案是唯一性。工程思维对解决工程问题的多 解性，使得工程思维呈现出一定“灵活性”，这对工程设计和工程决策影响深刻。在现代工程 管理中，工程项目公开招标方式的普遍使用正是基于工程问题的多解性：例如，在大江大河上 的水利水电工程建设，不但工程的选址具有多种方案，而且选择所用的结构、材料、技术、施 工方案等均呈多种可能性，能否在多种可能答案中选择最合理的答案，对设计者和决策者是一 个严峻挑战。工程方法论中最基本的工程方法是启发法。启发法不保证能够给出一个答案，甚 至某一启发法也许与另一启发法相矛盾。某一种启发法的可接受性依赖于直接的问题脉络而非 某个绝对标准。当在特定时间使用一种启发法解决某一个特定工程问题时，这就体现了该工程 实践的灵活性，即工程的“艺术”。可见，工程思维面对复杂矛盾具有“兼收并蓄”和“灵活 性”的思维特点。高明的决策者能够在纷繁的候选方案中表现出高超的决策能力和决策艺术： 相反，若不能在复杂的工程问题抓住其核心或关键，决策者就可能做出令人遗憾或贻害后世的 工程决策。 工程思维的风险性、可错性、安全性与容错性。任何工程活动都有风险。工程风险性来源 于工程活动客观上存在多种不确定性因素、人们主观上对工程的认识缺陷和盲区。因此工程思 维必然是具有风险性和不确定性的思维，工程的决策者、设计者、管理者必须保持清醒的认识、 自觉应对和积极防范。由于客观世界和工程活动的复杂性和人类认识的局限性，工程思维活动 难以完全避免错误，即工程思维的可错性。但是，对工程思维活动与科学思维活动可错性的客 观“容忍度”完全不同，对科学思维活动更多的体现“宽容忍”，而对工程思维活动往往是“零 容忍”。科学家的科学实验允许千百次的失败，但现实社会和投资人对工程活动尤其重大工程 (如京沪高铁工程)不容许工程失败后重做一次。对工程可错性的“零容忍”与工程活动复杂 性之间的突出矛盾，成为推动工程思维进化发展的重要动因。 现实中，工程思维的可错性与可靠性的矛盾深刻地体现在工程技术人员的思维之中，内化 为他们的“职业思维习惯”之中。工程可靠性甚至绝对可靠性是工程思维永远追求的目标，但 永远无法达到。由此，工程“容错性”概念作为工程可靠性和可错性的对立统一而出现，有效 地应用于工程可靠性的提升和工程可错性的应对。“容错性”是在工程系统出现错误是仍继续 保持工作或维持运行，如人类无论出于健康还是病患状态，其生理功能系统仍然保持运行而不 致生命终结，城市智能电网由于具有较强的“容错性”而不致因局部区域用电故障导致城市电 网的“全局性功能瘫痪”，容错性允许工程在一定范围内和一定程度上“带病”运行。 此外，意志因素明显地影响人们的工程思维。工程思维中的知识性内容固然重要，但工程 思维中意志因素同样重要。工程决策者的坚强意志有时会成为决策的决定性因素，而刚愎自用 的意志则会导致决策失误。现实世界中，工程实施的执行者需要克服大量困难才能达到工程目 标，如果在工程困难面前缺乏坚强意志，工程实施就会出现曲折、延滞。工程的成功与否，除 18
18 允许淡化逻辑，甚至与逻辑相悖情节的文艺作品还会受到公众的赞赏和赞叹。但是，工程思维 应当像艺术思维那样具有“艺术性”，正如艺术思维的艺术个性是艺术活动的核心一样，工程 思维需要想象力，需要工程决策者、设计师和工程师的“思维个性”，设计师在工程思维中需 要闪耀“设计个性”火花。例如当“业主”在招标工程项目时，不同投标人对该工程项目提出 的工程设计方案各具特色、百花齐放，不可能完全相同。不但在技术先进性、经济合理性、安 全可靠性、环境友好等方面不同，也在“艺术性”和“设计个性”上迥然不同。 工程思维的多解性与灵活性。工程思维和科学思维对各自问题，就求解性质而言具有很 大差别。工程问题的答案是多解，而科学问题的答案是唯一性。工程思维对解决工程问题的多 解性，使得工程思维呈现出一定“灵活性”，这对工程设计和工程决策影响深刻。在现代工程 管理中，工程项目公开招标方式的普遍使用正是基于工程问题的多解性；例如，在大江大河上 的水利水电工程建设，不但工程的选址具有多种方案，而且选择所用的结构、材料、技术、施 工方案等均呈多种可能性，能否在多种可能答案中选择最合理的答案，对设计者和决策者是一 个严峻挑战。工程方法论中最基本的工程方法是启发法。启发法不保证能够给出一个答案，甚 至某一启发法也许与另一启发法相矛盾。某一种启发法的可接受性依赖于直接的问题脉络而非 某个绝对标准。当在特定时间使用一种启发法解决某一个特定工程问题时，这就体现了该工程 实践的灵活性，即工程的“艺术”。可见，工程思维面对复杂矛盾具有“兼收并蓄”和“灵活 性”的思维特点。高明的决策者能够在纷繁的候选方案中表现出高超的决策能力和决策艺术； 相反，若不能在复杂的工程问题抓住其核心或关键，决策者就可能做出令人遗憾或贻害后世的 工程决策。 工程思维的风险性、可错性、安全性与容错性。任何工程活动都有风险。工程风险性来源 于工程活动客观上存在多种不确定性因素、人们主观上对工程的认识缺陷和盲区。因此工程思 维必然是具有风险性和不确定性的思维，工程的决策者、设计者、管理者必须保持清醒的认识、 自觉应对和积极防范。由于客观世界和工程活动的复杂性和人类认识的局限性，工程思维活动 难以完全避免错误，即工程思维的可错性。但是，对工程思维活动与科学思维活动可错性的客 观“容忍度”完全不同，对科学思维活动更多的体现“宽容忍”，而对工程思维活动往往是“零 容忍”。科学家的科学实验允许千百次的失败，但现实社会和投资人对工程活动尤其重大工程 （如京沪高铁工程）不容许工程失败后重做一次。对工程可错性的“零容忍”与工程活动复杂 性之间的突出矛盾，成为推动工程思维进化发展的重要动因。 现实中，工程思维的可错性与可靠性的矛盾深刻地体现在工程技术人员的思维之中，内化 为他们的“职业思维习惯”之中。工程可靠性甚至绝对可靠性是工程思维永远追求的目标，但 永远无法达到。由此，工程“容错性”概念作为工程可靠性和可错性的对立统一而出现，有效 地应用于工程可靠性的提升和工程可错性的应对。“容错性”是在工程系统出现错误是仍继续 保持工作或维持运行，如人类无论出于健康还是病患状态，其生理功能系统仍然保持运行而不 致生命终结，城市智能电网由于具有较强的“容错性”而不致因局部区域用电故障导致城市电 网的“全局性功能瘫痪”，容错性允许工程在一定范围内和一定程度上“带病”运行。 此外，意志因素明显地影响人们的工程思维。工程思维中的知识性内容固然重要，但工程 思维中意志因素同样重要。工程决策者的坚强意志有时会成为决策的决定性因素，而刚愎自用 的意志则会导致决策失误。现实世界中，工程实施的执行者需要克服大量困难才能达到工程目 标，如果在工程困难面前缺乏坚强意志，工程实施就会出现曲折、延滞。工程的成功与否，除
了有一个最佳的工程方案之外，工程执行者坚强的意志力往往发挥不可替代的作用。 (3)工程思维和工程问题 “提出问题”是思维过程的开始。科学研究始于“问题”，而“问题”始于怀疑。科学研究 提倡“怀疑”精神，对自然和社会规律寻根究底的好奇心激发了人们的怀疑与思索，成为“科 学问题”产生的源泉之一，“科学问题”常常并无显性（实用）目的或者（实用）指向，即对 特定主体和特定时空体现出超越性，其答案“放之四海而皆准”。而工程问题始于生产实践和 经济社会发展的现实需求，并非来自好奇心。科学问题关注自然界和人类社会的共性问题，关 注现象的内在规律是什么：工程问题关注具体的工程任务或者活动，具有对特定主体和特定时 空的依赖性，例如“是否需要建设一个航站楼？最优选址地点在哪里？“怎样建设航站楼？”。 工程思维和科学思维的共性在于它们均被视为提出问题和求解问题的过程。所不同的是工 程思维的基本内容是针对工程活动中提出工程问题，运用工程思维方法求解工程问题的过程， 工程思维发展的过程就是不断地提出工程问题和解决工程问题的过程。工程问题的求解既运用 工程方法也需要科学方法，即不但运用工程系统分析、设计分析、程序与规则的编制运行、工 程规范导则的制定等工程方法，而且使用归纳、演绎等科学方法。解决工程问题的目的性清晰 明确，且与具体的时空条件相适应，思维的结果就是在给定的初始状态和约束条件下，制定出 从初始状态经过一系列中间状态而达到目标状态的转换和运作程序。求解工程问题的过程中需 要解决参数的确定和优化，器具与工序的选择、界面衔接与匹配、工程组织管理，效率、效力 和功能的提升与优化等系列问题。工程思维是与人的行动密切结合的思维活动，因而工程问题 的求解结果在工程知识上表现为工程计划、工程规范、工程标准、设计图纸、运行方案等，在 工程实践上表现出人工物的建造。 科学思维的基本内容是针对自然、社会中的科学问题，运用科学思维方法求解科学问题的 过程。求解科学问题及其过程，需要运用实验、证明、归纳、演绎等多种科学方法，建立新的 科学概念、获得新的科学知识、提出一般性或通用性的理论，发现普遍性或一般性的规律：求 解科学问题是指向真理的，其求解结果具有普遍性。科学问题的答案具有唯一性，科学发现具 有时间上优先性，谁最早获得答案，谁就是“发现人”，而其它时间顺次的发现人就不被承认， 就像田径赛跑只把跑在最前面的人的记录作为世界纪录，而不会把其后的人的记录作为世界纪 录那样。 工程规则是工程思维的产物。关于规律的知识是科学知识中的关键内容之一，而关于规则 的知识是工程知识的关键内容之一，工程规则包括工程规范、工程规程、工程规定、工程标准、 工程导则等。工程规则与工程实践和工程思维联系密切：一方面，工程规则是工程实践和工程 思维的产物：另一方面，工程实践必须遵循工程规则，而一般不得违反工程规则。随着工程实 践和工程知识的发展，工程规则发生变化，新工程规范、新工程标准需要与时俱进地进行修订。 2.1.4工程决策 决策是人类行动的前提与指南。决策在哲学上是人的主观能动性的集中表现，在实践上是 决定各种行动成败的关键环节，决策的成功是最大的成功，决策的失误是最大的失误。工程决 策是工程活动的起始。在工程活动中，决策发挥整体性、全局性和决定性的影响，直接关系到 工程的成败和得失，像长江三峡水利工程那样的正确决策造福子孙后代。工程决策包括决策的 主体、目标和过程，理性与情感、条件和环境、优化与协调、科学化与民主化等范畴。 19
19 了有一个最佳的工程方案之外，工程执行者坚强的意志力往往发挥不可替代的作用。 （3）工程思维和工程问题 “提出问题”是思维过程的开始。科学研究始于“问题”，而“问题”始于怀疑。科学研究 提倡“怀疑”精神，对自然和社会规律寻根究底的好奇心激发了人们的怀疑与思索，成为“科 学问题”产生的源泉之一，“科学问题”常常并无显性（实用）目的或者（实用）指向，即对 特定主体和特定时空体现出超越性，其答案“放之四海而皆准”。而工程问题始于生产实践和 经济社会发展的现实需求，并非来自好奇心。科学问题关注自然界和人类社会的共性问题，关 注现象的内在规律是什么；工程问题关注具体的工程任务或者活动，具有对特定主体和特定时 空的依赖性，例如“是否需要建设一个航站楼？最优选址地点在哪里？“怎样建设航站楼？”。 工程思维和科学思维的共性在于它们均被视为提出问题和求解问题的过程。所不同的是工 程思维的基本内容是针对工程活动中提出工程问题，运用工程思维方法求解工程问题的过程， 工程思维发展的过程就是不断地提出工程问题和解决工程问题的过程。工程问题的求解既运用 工程方法也需要科学方法，即不但运用工程系统分析、设计分析、程序与规则的编制运行、工 程规范导则的制定等工程方法，而且使用归纳、演绎等科学方法。解决工程问题的目的性清晰 明确，且与具体的时空条件相适应，思维的结果就是在给定的初始状态和约束条件下，制定出 从初始状态经过一系列中间状态而达到目标状态的转换和运作程序。求解工程问题的过程中需 要解决参数的确定和优化，器具与工序的选择、界面衔接与匹配、工程组织管理，效率、效力 和功能的提升与优化等系列问题。工程思维是与人的行动密切结合的思维活动，因而工程问题 的求解结果在工程知识上表现为工程计划、工程规范、工程标准、设计图纸、运行方案等，在 工程实践上表现出人工物的建造。 科学思维的基本内容是针对自然、社会中的科学问题，运用科学思维方法求解科学问题的 过程。求解科学问题及其过程，需要运用实验、证明、归纳、演绎等多种科学方法，建立新的 科学概念、获得新的科学知识、提出一般性或通用性的理论，发现普遍性或一般性的规律；求 解科学问题是指向真理的，其求解结果具有普遍性。科学问题的答案具有唯一性，科学发现具 有时间上优先性，谁最早获得答案，谁就是“发现人”，而其它时间顺次的发现人就不被承认， 就像田径赛跑只把跑在最前面的人的记录作为世界纪录，而不会把其后的人的记录作为世界纪 录那样。 工程规则是工程思维的产物。关于规律的知识是科学知识中的关键内容之一，而关于规则 的知识是工程知识的关键内容之一，工程规则包括工程规范、工程规程、工程规定、工程标准、 工程导则等。工程规则与工程实践和工程思维联系密切：一方面，工程规则是工程实践和工程 思维的产物；另一方面，工程实践必须遵循工程规则，而一般不得违反工程规则。随着工程实 践和工程知识的发展，工程规则发生变化，新工程规范、新工程标准需要与时俱进地进行修订。 2.1.4 工程决策 决策是人类行动的前提与指南。决策在哲学上是人的主观能动性的集中表现，在实践上是 决定各种行动成败的关键环节，决策的成功是最大的成功，决策的失误是最大的失误。工程决 策是工程活动的起始。在工程活动中，决策发挥整体性、全局性和决定性的影响，直接关系到 工程的成败和得失，像长江三峡水利工程那样的正确决策造福子孙后代。工程决策包括决策的 主体、目标和过程，理性与情感、条件和环境、优化与协调、科学化与民主化等范畴