《工程学导论》读书笔记第二章工程与科学

什么是科学及科学思维？

科学不仅仅是关于自然的事实、概念及有用思想的集合，而且是对自然的系统探索和研究。科学是探索、了解自然并揭示可靠自然知识的方法。科学具有挖掘和发现可靠知识的属性。
科学思维基于三个核心要素：基于或采用实验的证据、进行逻辑推理以及对现有知识的质疑态度（包括自我质疑、避免过早结论、固执己见）。

什么是工程和工程思维

工程是创造造福人类产品的手段。
工程思维设计改造世界的活动，为了改善生活，人们应用工程思维及所掌握的或观察到的事物、技术及方法去想象和重建人类的世界。通常将工程思维与创造性活动相联系，工程思维涉及寻求多约束问题的合理解决方法。

简述工程与科学的关系

工程与科学的关系，类似分析与综合的关系。科学通过分析自然界，掌握自然规律，而工程则综合应用这些科学规律解决自然界面临的问题。简而言之，科学是分析、发现，工程是综合、创造。

举例说明科学如何为工程服务

完成一项工程需要有科学知识。例如，宇宙飞船飞向太空需要有对万有引力的科学认知。海底探索需要有对水压和水温科学认知。为了减少摩擦，有人想到高压空气可以使气垫船漂浮，相同磁性材料会相互排斥并保持一定的距离，于是，将这些设想引入到轴承设计中，发明了不用滚珠和润滑剂。

举例说明工程如何辅助科学探索

例如，科学家计算出了地球到月亮的距离并且找到了在月球上的落地点，还得有工程师设计的宇宙飞船，才能让人们登上月球。

什么是简单问题？如何求解？

只有一个准则（距离），或者说总是能从两个方案中选择较佳的一种方案可以说是简单问题。
解决简单问题的思路是基于知识的推理。

什么是复合问题？如何求解？

符合问题的指标具有不相似的性质，只要材料、子系统及方法的选择因为某种性能的原因相互约束，这个问题就是复合问题。
解决：策略一舍弃不能测量的准则或标准。
策略二基于现实情况，表述准则或标准的相对值，然后尝试将复合问题转换成简单问题。
策略三将问题分解为可以单独解决的简单问题。

什么叫优化？简述其在工程解决方案中的作用

优化就是把困难的问题简单化，把复杂的问题容易化。
优化在工程解决方案中的应用是及时决策处理工程建设过程中遇到的各种问题，并敢于采用新技术，新工艺，以保证工程建设的高质量，高速度，使解决方案最优。