計(jì)算機(jī)是知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和思維的替代品�？v觀當(dāng)今世界，這種非常令人不安的觀點(diǎn)正在結(jié)構(gòu)工程師中逐漸蔓延。人們似乎越來(lái)越愿意相信計(jì)算機(jī)使他們能對(duì)工程作出正確的判斷，而根本不去想一想，如果沒(méi)有計(jì)算機(jī)同樣的工作需要哪些必要的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。按百分比計(jì)迅速增加的工程師相信，解決工程問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)知識(shí)就是怎樣使用計(jì)算機(jī)以及計(jì)算機(jī)本身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在結(jié)構(gòu)工程界，把使用計(jì)算機(jī)的能力當(dāng)成能勝任工作的證明，作為一種觀點(diǎn)正在象傳染病一樣到處蔓延。大量的結(jié)構(gòu)工程師確實(shí)相信，他們僅僅簡(jiǎn)單地依靠計(jì)算機(jī)就可以“解決”工程問(wèn)題了，而沒(méi)有認(rèn)識(shí)到高質(zhì)量的工程只能是淵博的工程理論知識(shí)，大量的經(jīng)驗(yàn)，以及艱辛的腦力勞動(dòng)相結(jié)合的產(chǎn)物。
1 w>[ q<09]i 問(wèn)題是過(guò)分強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化技術(shù)是以削弱實(shí)際知識(shí)為代價(jià)的，過(guò)分強(qiáng)調(diào)也演變成了不學(xué)習(xí)實(shí)際知識(shí)的借口。從教育和實(shí)踐兩方面來(lái)看，如此過(guò)分強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)帶給朝氣蓬勃的年輕工程師們一個(gè)錯(cuò)誤的信息，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)生成五顏六色的圖畫(huà)。
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&v4c 在工程設(shè)計(jì)環(huán)境中利用信息自動(dòng)化技術(shù)有很?chē)?yán)重的負(fù)面影響，信息自動(dòng)化技術(shù)象毒品一樣能輕易地誘使大腦相信其虛幻的安全性，知識(shí)性和能力。在這些自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)其真正的價(jià)值以前，設(shè)計(jì)工程師必須不依賴(lài)計(jì)算機(jī)，而用學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)去解決工程問(wèn)題。非常不幸，我們變得如此依賴(lài)于計(jì)算機(jī)，以至于正在迅速喪失不依賴(lài)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算工作的技能。
FQ WjL>NB yq~ 與那些只有依賴(lài)計(jì)算機(jī)才能“解決”工程問(wèn)題的人討論問(wèn)題時(shí)，一個(gè)稱(chēng)職的結(jié)構(gòu)工程師什么樣的痛苦和挫折沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)？這些人（不要把他們跟真正的工程師混為一談）已不再有能力，或者從來(lái)沒(méi)學(xué)過(guò)，不依賴(lài)計(jì)算機(jī)解決工程問(wèn)題。從根上他們不懂得，計(jì)算機(jī)不可能記錄有關(guān)模型、分析和設(shè)計(jì)的一些技巧�？梢赃@樣認(rèn)為，除了具有快捷的計(jì)算速度以外，計(jì)算機(jī)程序只是一些離散的知識(shí)。這些人沒(méi)有認(rèn)識(shí)到，知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了有限的計(jì)算機(jī)指令所能編程的界限。真正的工程知識(shí)是經(jīng)驗(yàn)，直覺(jué)，靈感，領(lǐng)悟力，創(chuàng)造力，想象力和“認(rèn)知”的巨大綜合體，它超越了任何計(jì)算機(jī)程序和程序員對(duì)結(jié)構(gòu)工程的“理解”。恰恰相反，這些人認(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)該自動(dòng)地建立模型，進(jìn)行分析，完成設(shè)計(jì)，打印出最終結(jié)果�！肮こ處煛蹦茏龅模瑑H僅是區(qū)分規(guī)格和需求，給顧客開(kāi)發(fā)票，牟取利潤(rùn)，并且迅速找到新項(xiàng)目。
;As~T GiT v `S5[{6 今后，只有越來(lái)越少的工程師能獨(dú)立地（即不依賴(lài)計(jì)算機(jī)）找出結(jié)構(gòu)工程問(wèn)題的正確解答，這種對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)性將會(huì)帶來(lái)巨大的麻煩。隨著對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)程度的不斷上升，誰(shuí)來(lái)解決工程問(wèn)題？是那些沒(méi)有或只有很少的結(jié)構(gòu)工程知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的程序員，或是有其他專(zhuān)業(yè)學(xué)位而不是結(jié)構(gòu)工程學(xué)位的程序員來(lái)做？計(jì)算機(jī)現(xiàn)在不是，也永遠(yuǎn)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。如果結(jié)構(gòu)工程師們繼續(xù)制造這樣的氛圍，在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中，首先靠計(jì)算機(jī)，而不是靠有學(xué)識(shí)、有創(chuàng)新和有豐富經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師本身，就能夠解決大部分結(jié)構(gòu)工程問(wèn)題，那他們就是自欺欺人，也欺騙了他們的服務(wù)對(duì)象。
.}dLqw 7Jb&~{DVk 在今天的現(xiàn)實(shí)生活中，結(jié)構(gòu)工程師發(fā)現(xiàn)了一種既非常有效又方便的方式去為顧客服務(wù)，它不需要花費(fèi)大量的時(shí)間和金錢(qián)去學(xué)習(xí)或理解結(jié)構(gòu)工程模型，分析和設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。這種“方式”就是計(jì)算機(jī)。工程師們現(xiàn)在的行為方式符合宇宙的自然規(guī)律，即用最低的能量消耗前進(jìn)�，F(xiàn)在，越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)工程師對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的響應(yīng)就是讓計(jì)算機(jī)工作，同時(shí)讓自己不再去操心細(xì)節(jié)了。
4&*lpl*N |O8e;v72g^ 現(xiàn)代工程具有復(fù)雜的理論細(xì)節(jié)，依靠計(jì)算機(jī)的工程不能，根本不能，讓人們學(xué)習(xí)有意義的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的運(yùn)算范圍和速度，太容易使工程設(shè)計(jì)變得毫無(wú)生氣。試問(wèn)，有誰(shuí)能抵抗激動(dòng)和解脫的感覺(jué)--不用太多的艱辛就能求解成千上萬(wàn)個(gè)方程？又有誰(shuí)能抵抗誘惑--讓自動(dòng)化技術(shù)來(lái)“解決”工程問(wèn)題？真正的結(jié)構(gòu)工程師，不用計(jì)算機(jī)就能工作的真正的結(jié)構(gòu)工程師就有這樣的抵抗力。這些真正的工程師看到了實(shí)質(zhì)，計(jì)算機(jī)是一種很不完善的工具，它只能處理大量信息。以光速執(zhí)行的指令大多是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的程序員編制的，它們的可靠性值得懷疑。在計(jì)算中，對(duì)于受動(dòng)力載荷的作用的曲殼結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形時(shí)，不正確的結(jié)果一樣可以在屏幕顯示，它們的等應(yīng)力圖看上去也是如此這般地賞心悅目。這樣下去，只要手上有計(jì)算機(jī)軟件的使用說(shuō)明，就可以用計(jì)算機(jī)得到結(jié)果了�；蛘吒奖�，只需在圖形用戶(hù)界面上選擇合適的菜單，就得到結(jié)果了。事實(shí)上，如果“靠相互交談來(lái)探討怎樣分析梁和柱，靠雙手找出閉合解”會(huì)更有利。
0)dpU1B#M g#I`P& 也許有人推測(cè)，以上論調(diào)只能證明本文作者從根本上是反計(jì)算機(jī)的，或是他沒(méi)有認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代信息技術(shù)美好的未來(lái)，或是他對(duì)那些在神奇的創(chuàng)意中利用這種技術(shù)的專(zhuān)家不屑一顧。然而，并不僅僅是這樣。即使認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)的潛力，工程師也對(duì)危險(xiǎn)熟視無(wú)睹。結(jié)構(gòu)工程是對(duì)安全性吹毛求疵的職業(yè)。在世界各地，結(jié)構(gòu)的特性是由結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量決定的。由于在實(shí)踐中采用了計(jì)算機(jī)，越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)工程師正在制造以幻想為基礎(chǔ)的信仰系統(tǒng)，正在發(fā)展難以置信的危險(xiǎn)期望。隨著這一趨勢(shì)的延續(xù)，工程失效的威脅也會(huì)按指數(shù)形式增長(zhǎng)。
^%\a,~ aCU[9Xr? 一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是世界各地越來(lái)越多的工程公司都期盼CAE/CAD軟件能將結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)程序完全自動(dòng)化。現(xiàn)在，越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)工程師希望在解決問(wèn)題時(shí)他們只需區(qū)分類(lèi)型和條件，讓CAE/CAD程序自動(dòng)生成必要的數(shù)學(xué)模型，完成復(fù)雜而重復(fù)的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程。最后，由制圖工具完成生產(chǎn)圖和施工圖。在這種環(huán)境中，結(jié)構(gòu)工程師唯一的責(zé)任就是明確所要解決的問(wèn)題，然后評(píng)價(jià)最后的設(shè)計(jì)“結(jié)果”。這種設(shè)計(jì)方式注定是災(zāi)難性的。數(shù)不清的軟件開(kāi)發(fā)商為滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，不斷開(kāi)發(fā)和推銷(xiāo)注明有各種用途的軟件。于是，不那么稱(chēng)職的工程師就相信了廣告，即使用這種軟件只要投入很少的人力就能進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。
7'wpPXdY1 khX/xL 軟件開(kāi)發(fā)商經(jīng)常被要求改進(jìn)結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)軟件，以使用戶(hù)在不詳細(xì)了解技術(shù)細(xì)節(jié)的情況下就能夠使用軟件。例如，這些用戶(hù)要求開(kāi)發(fā)商創(chuàng)造出不用閱讀使用手冊(cè)的環(huán)境。因?yàn)楦哔|(zhì)量的結(jié)構(gòu)工程軟件的用戶(hù)參考手冊(cè)包括軟件的技術(shù)細(xì)節(jié)，限制范圍，以及計(jì)算所依據(jù)的理論和假設(shè)，結(jié)構(gòu)工程師們不愿意使用這樣的高質(zhì)量軟件�，F(xiàn)實(shí)是，結(jié)構(gòu)工程師們不希望了解細(xì)節(jié)。他們所希望又愿意購(gòu)買(mǎi)的是窗口界面，這種界面能讓他們處理信息見(jiàn)得到，然后把結(jié)果以彩色圖表形式展示。最好還有動(dòng)畫(huà)功能，還可以用漂亮的圖表打印數(shù)值結(jié)果。而對(duì)于是否能可靠地檢測(cè)重特征值；或在用反映譜進(jìn)行分析時(shí)是否用了足夠的模態(tài)；或非線性索單元的理論是否正確；或分析結(jié)果對(duì)網(wǎng)格的形狀和單元的選擇是否敏感；或部分固定端剛度是否確切等等方面，如今使用計(jì)算機(jī)的工程師表示，他們幾乎不考慮這些細(xì)節(jié)問(wèn)題。
4phCn5 voZaJ2ho/O 不少人認(rèn)為他們沒(méi)有時(shí)間，或沒(méi)人付給他們費(fèi)用去關(guān)心細(xì)節(jié)。越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)工程師都持這樣的看法。但是，他們確實(shí)相信，依靠計(jì)算機(jī)他們的設(shè)計(jì)能夠達(dá)到顧客要求。為什么不能如此簡(jiǎn)單地相信???/!!!輸入數(shù)據(jù)，然后擊鍵，就有了結(jié)果。而且，這種方式幾乎沒(méi)有人力消耗。
e@hPb$7 O@$>'Z 當(dāng)然，計(jì)算機(jī)技術(shù)本身并不壞。然而，問(wèn)題的核心是結(jié)構(gòu)工程計(jì)算中計(jì)算機(jī)的使用方法，以及濫用計(jì)算機(jī)不斷增加的趨勢(shì)。在道義上資深工程師和工程管理人員有義務(wù)特別強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐中知識(shí)，專(zhuān)業(yè)技能，以及經(jīng)驗(yàn)的重要性，而非計(jì)算機(jī)使用者的“性別”。在結(jié)構(gòu)工程實(shí)踐中，僅僅關(guān)心“怎樣”使用計(jì)算機(jī)是不夠的，了解“為什么”這樣設(shè)計(jì)才是關(guān)鍵。專(zhuān)業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師必須重視手工求解的原理，基本原則和提煉模型，識(shí)別計(jì)算結(jié)果中的錯(cuò)誤，解決問(wèn)題的其他方法，判斷計(jì)算結(jié)果的有效性。對(duì)計(jì)算機(jī)要又敬又畏，對(duì)計(jì)算結(jié)果應(yīng)持批評(píng)態(tài)度，尊重工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)工程實(shí)踐（而不是通過(guò)“世界的有限元分析”，或是靠過(guò)分的簡(jiǎn)化去滿(mǎn)足那些不合格的結(jié)構(gòu)工程軟件的限制條件）學(xué)習(xí)工程。強(qiáng)調(diào)從那些資深的或更有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師（即數(shù)量急劇減少，但仍記得不依賴(lài)計(jì)算機(jī)，怎樣解決工程問(wèn)題的真正的工程師）那里學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)工程。只有通過(guò)訓(xùn)練專(zhuān)業(yè)工程師，而不是通過(guò)訓(xùn)練技術(shù)員（即計(jì)算機(jī)操作員），結(jié)構(gòu)工程界將完全能擔(dān)負(fù)起服務(wù)大眾的責(zé)任和義務(wù)。
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