論工程思維的性質、特征與作用

[摘 要] 從哲學思維高度研究工程思維，是工程方法論研究的重要內容，對于深化工程哲學研究，增強工程實踐的方法論自覺意義重大。工程思維的基本性質是造物思維。工程思維的最重要特征是系統性、集成性、跨學科性、綜合性、建構性、創造性與復雜性。工程思維在工程活動中處于中心地位，起著不可替代的重要作用，它貫穿工程活動始終，滲透于工程活動各環節，對工程活動起支配與指導作用，制約和決定著工程理念的優劣與水平，工程思維既是工程問題求解的過程，也是理想客體對象化、現實化的過程。

[關鍵詞] 哲學思維； 工程思維； 工程方法論； 工程哲學

[中圖分類號] N02 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-8616（2018）01-0051-10

工程、科學、技術是三種不同的社會實踐活動。一般來說，不同性質、內容和類別的實踐活動必然會形成不同的思維方式。因此，工程思維不同于科學思維與技術思維，工程思維具有特定的性質、特征，它在工程活動中有其獨特的地位與作用。哲學是關于思維的科學，從哲學思維的高度探討工程思維的性質、特征與作用，對于深化工程哲學研究、增強工程活動的方法論自覺、指導工程實踐具有重大而深遠的現實意義。本文就此問題進行深入的探討。

一、工程的本質與工程思維的性質

工程是一種造物活動，工程活動是人類社會存在和發展的基礎，是直接的、現實的生產力，是人類文明的重要標志。工程活動是一種超自然的，在目的性驅動與指導下建構超世界存在的獨特實踐方式，是創造價值、實現價值、消費價值和享用價值的經濟社會活動。

一般來說，工程是包括謀劃、設計、制造、運行、維護、管理、評估活動在內的生產實踐活動。工程活動是以構建（造物）為核心的。一言以蔽之，工程的本質是造物。工程活動伴隨著人類歷史進程而形成、演變。原始時代就有了原始工程，中國古代神話傳說中燧人氏和有巢氏可稱之為“原始工程師”。古埃及的金字塔，英國的史前巨石陣，中國的都江堰、萬里長城和大運河，古羅馬的斗獸場，中世紀歐洲的教堂，美洲瑪雅人的神廟，公元前2650年前后古埃及在杰賴維干河上修建的異教徒壩，公元前2300年尼羅河畔人民利用法尤姆綠洲的天然洼地建成的美利斯水庫[1 ]，以上種種，都是古代工程的奇跡。近代的機械工程、采礦工程、紡織工程、公路、鐵路、電力工程等，現代的信息工程、基因工程、航天工程、生命工程、網絡工程等都是工程的產物。

工程的本質在于利用各種要素（技術和非技術要素）進行造物，它改變著社會的基本面貌，重塑著我們的現實世界，創造著新的文明形式——工程文明。然而，不同時代的工程卻有著不同的內涵特征。手工時代的工程，體現為工匠依據感性經驗運用手工造物。工業時代的工程，體現為工程師們借助機器完成一項綜合工程，如修筑水壩、道路、橋梁、公路等?，F代科技時代的工程則表現為，工程共同體綜合運用自然技術、社會技術、管理技術與信息技術完成某種工程體系。如上海虹橋綜合交通樞紐工程、載人航天工程等。

作為一種人工造物活動，工程活動往往有思維活動滲透和貫穿其中，我們把工程活動中的思維活動稱為工程思維。工程思維是指人們在進行工程規劃、設計、建造、運行、維護、管理與評估過程中所形成的獨特思維方式，它以集成構建性為根本特征，是綜合運用并有效集成各種知識（自然科學知識、社會科學知識、管理科學知識、人文科學知識等）解決工程實踐問題——構建特定的人工物（人工系統）。正因如此，我們完全可以說，工程思維就是聚焦于“造物”活動而展開的思維形式。

工程思維是工程活動的靈魂，之所以這樣講，是因為工程造物是在工程思維的指導和引領下人們主動、自覺地進行創造現實、塑造生活、改變世界的活動。工程思維的能力、水平、狀況影響著工程造物的質量、效益和效果。鑒于此，關注工程思維、重視工程思維，深刻把握工程思維的基本特征，不斷提升工程思維能力、素質與水平，對于推動工程健康可持續發展，造就更多美麗、卓越、安全、優質的工程具有重大而深遠的意義。

馬克思說：“蜘蛛的活動與織工的活動相似，蜜蜂建筑蜂房的本領使人間的許多建筑師感到慚愧。但是，最蹩腳的建筑師從一開始就比最靈巧的蜜蜂高明的地方，是他在用蜂蠟建筑蜂房以前，已經在自己頭腦中把它建成了。過程結束時得到的結果，在這個過程開始時就已經在勞動者的表象中存在著，即已經觀念地存在著。他不僅使自然物發生形式變化，同時他還在自然物中實現自然的目的，這個目的是他所知道的，是作為規律決定著他的活動的方式和方法的，他必須使他的意志服從于這個目的?！?[2 ]馬克思在這里以建筑活動為例，深刻地闡明了工程思維的基本性質，那就是“造物思維”。因此，我們完全有理由說，工程思維是一種造物思維。

二、工程思維的重要特征

科學、技術與工程是三類完全不同的社會活動，它們在活動主體、活動方式、活動內容、活動成果以及評價標準、制度安排、管理方式、社會功能等諸多方面有本質區別。與此相對應，工程思維與科學思維、技術思維完全不同，它是一種完全獨立的思維活動，既不依附于科學思維，也不從屬于技術思維。從科學、技術、工程三元論的視角來看，與科學思維的“探索”與“發現”特征、技術思維的“發明”與“創新”特征相比較，工程思維最重要的特征體現為系統性、集成性、跨學科性、綜合性、建構性、創造性與復雜性等。

（一）系統性

工程活動是一個要素的選擇—集成—優化的過程，正是通過這個過程，自然因素、技術因素、社會因素、人文因素和環境因素等彼此關聯而成為一個復雜的具有良好功能的系統。當今時代，以科學技術為支撐的現代工程日益變得系統化，成為系統工程。適應工程發展趨勢，工程建構必須從系統性出發，即從總體出發，以整體思維著力于多元異質要素的優化整合，以實現結構化—功能化—效率化建構，并使系統各組成部分能夠最大限度地相互適應、相互支持、相互補充，從而產生具有新質的“工程系統”。中國系統工程專家顧基發提出的“物理—事理—人理（WSR）”系統方法論，為工程思維的系統性注入了嶄新的內容?！拔锢怼敝饕婕拔镔|運動的機理，通常要用自然科學知識；“事理”指人們做事的道理，解決如何統籌安排的問題，通常用到管理科學的知識；“人理”是做人的道理，解決應當如何做的問題，通常用到人文社會科學知識 [3 ]。工程活動作為一種重要的系統工程，既要懂物理，又要明事理和通人理。因此，工程思維必定是融通物理、事理與人理的系統性思維。

（二）集成性

工程活動是一個對多元異質要素的復雜集成過程，它是技術要素與非技術要素的集成系統，這就決定了工程思維是以集成創新性為根本特點的思維方式。工程既不同于科學，也不同于人文，而是在人文和科學的基礎上形成的跨學科的知識和實踐體系，具體體現為以科學為基礎對各種技術要素、社會要素和環境要素的集成 [4 ]。因此，工程活動需要跨學科的、大尺度的、多維度的、全視野的集成性思維，需要匹配各種因素，需要調和各類需求，需要平衡各種價值，需要運用多種規律，需要充分考慮情景條件，需要進行復雜的多種權衡與動態協調。在此基礎上，實現多領域、跨學科、多元互補的知識、理論、方法與技術的集成創新，以及技術要素與非技術要素多層次、多尺度、多因素的集成創新。工程建構中的集成性思維就是要求在工程思維中善于把多元多樣異質因素按照一定的結構關系與系統功能實現要求進行優化集成，既要做到要素在結構上互補，作用上協同配合，還要做到在功能上的創新與強化，以構建出整體優化、效率卓越、功能涌現的工程事物（人工系統）。

（三）跨學科性

現代工程往往是綜合性造物活動的總和，它包括自然、社會和思維手段三大類（講求有用、效能、價值）。工程作為社會生產力的總體力量，它包括工程目標、工程技術、工程經驗、工程裝備、工程效益（經濟效益、社會效益、生態效益等）、工程管理和信息知識等。它涉及自然、技術、設備、效益、管理、人文、信息等多學科、跨學科、多領域問題，任何單一學科、單一領域的思維與知識都無法解決工程問題。而且，現代工程規模大、結構復雜、建設速度快，對人類的影響面廣，對環境的改變顯著，其中既有正面作用，又有負面作用。如三峽工程，生產的電力相當于一個大慶生產的原油發出的電力，也涉及幾千萬名移民的安置問題，還涉及工程沿線的環境保護問題等?，F實實踐中，有的地方城市建設工程進度加快，工程壽命卻縮短；人的居住環境改善了，生態環境卻破壞了；工程尚未開工，動遷抗議已經開始；工程管理者地位提高，工程一線工人的社會地位卻降低……。如此等等，這些工程問題都不是單一學科或某幾個學科問題，而是跨學科、多學科、多元異質性的復雜問題，涉及自然、人文、社會、經濟、政治、文化、生態、倫理、法律等諸多領域，僅用工程技術解決不了這些問題，必然要求對工程進行跨學科、多學科協同思維與融通思維進行研究，以更好的解決工程難題。因此，工程思維往往是一種具有寬廣視野的跨學科、跨領域、多元性融通思維，很難把它歸結為一種技術思維、經濟思維、生態思維等單一方面的學科思維，只有跨學科、跨領域、多元性融通思維，才能有效破解工程活動中各種復雜難題，促進工程與人文、社會、生態之間的和諧發展。

（四）綜合性

工程是價值導向的造物活動，負載著明確的社會目的，它本身就蘊含著規劃、謀劃、策劃、組織、設計的意思，它是手段與目的的有機綜合體。而技術基本上等同于手段。盡管工程中包含著技術因素，但工程的綜合性和目的性指向都要比技術明顯的多。此外，工程作為一個行動（操作）范疇，通常包含了一系列相互聯系、緊密配合、協同作用的階段與環節，如工程規劃、工程決策、工程設計、工程建造、工程運行、工程維護保養、工程管理、工程退役、工程評估等。一項工程的成功，不是靠某一要素（技術等）或一個環節的單兵突進，而是靠各種不同要素（技術要素與非技術要素等）、各個行動環節的緊密配合、耦合互動、相互支持、協同運作而完成，它是一項多元化因素共同參與、綜合優化集成創造的社會實踐結果。因此，著眼于全方位、全過程、全要素、全生命周期的適當配置、總體協調、整體統籌、系統最優的綜合性思維是工程思維的重要特征，它強調“綜合即創造”的思想。再者，工程思維是工具理性和價值理性整合與融通的綜合性思維。文化的多元化、文明的多樣化、工程主體的多元異質性帶來的多元價值與利益分歧以及工程系統的復雜性，這使得現代工程往往具有多元多維的價值取向與多種目標（經濟、政治、文化、生態、社會、倫理、審美等），這些不同領域的價值目標往往具有不同規律，遵循不同的思維邏輯，要處理好多元價值取向、多重規律與多重邏輯的復雜關系，把它們彼此整合在一起，有機地融合在一項工程的規劃、設計與建構方案中，就需要在思維中進行跨學科、跨領域、立體化、全視域的綜合考量、多方權衡與統籌協調，這就為工程籌劃的綜合性思維提出了更高的要求。

（五）建構性

工程思維是運籌、謀劃、設計、組織、管理并建構人工物的社會實踐活動。工程活動始于思而成于行，思先于行。這一面向現實、籌劃（建構）未來的運思過程便是工程活動特有的思維方式——建構性思維?？梢?，工程作為行動實體，其出發點卻是觀念性的，是在目的引導下從未來目標（虛擬實存）向現實存在的反向延伸，工程實踐是以工程主體的特定需要為出發點，以建構某種與主體需要相符合的人工實體（如水壩、電站、鐵路等）為目標的實踐操作籌劃，具有徹底的完形主義特點（尋求特定約束條件下的相對滿意解）。因此，工程思維是運籌性思維、設計性思維、建構性思維。由于工程活動總是試圖在人們所依存的客觀世界中間，去建立某種超世界的存在、超自然的存在，這就需要對現實存在進行某種超越、批判和否定，甚至是顛覆性批判。因而，工程思維過程中必然存在批判性思維（對現實的批判）、否定性思維（對現存物的否定）與破壞性思維（對原有實存關系的顛覆與破壞）。但從總體來看，其主要思維傾向仍然是積極的、肯定的、建設性的、構建性的思維傾向——著力于優化集成并建構應然而未然的理想實體，它遵循的是建構主義邏輯，即人工系統的生成性邏輯，以構建出一個新的存在物。由于工程存在物（人工系統）的建構是建立在工程相關要素的優化集成以及多種工程單元的系統集成基礎上的，因此，工程思維體現為“集成建構性”思維。

（六）創造性

與科學思維——發現事物的本質與規律，揭示事物的普遍原理（共相）的創造性（科學思維具有普遍性與重復性）不同，也與技術思維——革新與發明新方法、新手段與新技藝，尋求變革世界更有效的工具與手段的創新性（技術思維也具有一定的普遍性與重復性）不同，工程思維是建構自然界原本并不存在并且永遠也不可能自發生成的新事物（人工系統）的創造性思維，它體現的是人們追求理想、不滿現狀、超越現實、趨向應然、力圖按照人的愿望改變世界并塑造美好未來的高度創造性智慧（造物智慧）。由于工程建構的時間性、空間性與情景性，工程思維是一種殊相思維，表現出對特定主體、時間、空間和情景（場域）的高度依賴性，具有當時當地性。它是特定工程主體在特定的時間、空間和場景中，依據其知識、經驗、直覺、想象、洞察力、領悟力、興趣愛好、審美趣味等的思維整合而進行的思維能動性的現場即興發揮，具有不可復制性與不可重復性。因此，任何一項工程都不可以完全照搬其他工程的思維與方法，必須根據當時當地的邊界條件和特殊的工程任務目標進行不同程度的靈活變通與隨機應變。例如，武漢建了三座長江大橋，每座橋都需要依據其規律、價值、情景與地方性知識及經驗做出創新，都需要不同的設計建構方案，而不能是前面橋梁工程的簡單重復，這體現了工程思維的獨特性與創新智慧，它表現為獨一無二性、不可重復性。因此，工程思維的靈魂就在于這種“個別性”“特定性” [5 ]。隨著科學技術日新月異的發展，工程活動的深度、廣度不斷拓展，工程實踐成為人類實現理想愿景的最基本物質手段，它將人類思維的創造性構想直接烙印在越來越多的物質實體上，見證著被恩格斯譽為“地球上最美的花朵”的思維碩果?？梢哉f，工程思維是所有思維方式中最富有創造性的一種。

（七）復雜性

工程實踐是一個開放的復雜巨系統。工程活動既涉及既成的、實存的人、財、物、資源、信息、技術等，也涉及虛擬的、未然的、不確定的、待建構的、生成的、流變中的人工物（系統）等。隨著工程實踐的發展，工程活動所關涉的領域也越來越寬廣，不僅涉及科學技術、自然資源、環境生態，而且涉及社會經濟、人文管理、社會心理、藝術審美、情感信仰等更寬廣領域，其干系人不僅有政府、企業、投資者、管理者、工程師、工人等，而且有數量巨大的利益相關者和社會公眾?？梢哉f，工程活動的復雜性，主要源于構成要素的復雜性及要素間關聯方式的復雜性，工程系統結構、層次、功能的復雜性，工程環境（自然環境與人文社會環境）的復雜性，工程變量的復雜性——變量眾多（由無數個自然變量和社會變量構成的函數）且隨機性強（本質上是非線性的），工程主體的復雜性——多元異質性群體，它們非線性交互作用構成一個復雜的社會行動者網絡。此外，還有工程目標的復雜性——工程所建構的目標是一個“可能的世界”的目標物，或“可能存在狀態” [6 ]，甚至是想象的目標物。這些眾多復雜性的疊加與總和就使得工程系統呈現出諸如適應性、涌現、躍化、路徑依賴、敏感性等多層次、多方面的復雜事物規定性?？梢?，工程活動是一個典型的復雜性系統，其系統運行具有涌現性、漲落性、隨機性、突變性、非連續性、不可分離性等特征，其運動過程服從非線性動力學模型。因此，觀察、分析、研究、處理和解決工程問題，必須采用復雜性思維。復雜性科學的代表人物莫蘭指出：“復雜性思維就是用有序的原則、規律、算法、確定性、明確的觀念武裝起來在迷霧、不確定性、模糊性、不可分離性中進行摸索的思維?！?[7 ]這同樣適用于工程思維。

三、工程思維在工程活動中的地位與作用

內涵豐富、特色鮮明的工程思維在工程活動中處于什么樣的地位，具有什么樣的作用呢？概括地講，工程思維在工程活動中處于中心地位，是工程運作與實施的軸心，對工程活動起著不可替代的重要作用。

（一）工程思維貫穿于工程活動始終，對工程活動起支配與指導作用

工程活動是意識（理念）先行，行動在后，思維引導存在的自覺實踐活動。人們通過工程思維首先在頭腦中建構出一個“虛擬實在”（觀念模型、實踐模型或實踐模式），然后在這一“虛擬實在”的指導與支配下進行現實建構。正如馬克思所說：“勞動過程結束時得到的結果，在這個過程開始時就已經在勞動者的表象中存在著，即已經觀念地存在著。他不僅使自然物發生形式變化，同時他還在自然物中實現自然的目的。這個目的是他知道的，是作為規律決定著他的活動的方式和方法的，他必須使他的意志服從于這個目的?！?[2 ]這就是說，作為工程思維精神結晶的觀念模型（實踐模型、實踐模式）構成了工程活動的目的——目標物。這個目的是工程主體自覺意識到的，因而它滲透并貫穿于工程活動各個環節、各個階段，從而對工程實踐起著決定性的支配與指導作用，是作為規律指導著工程主體的活動方式和方法的，因為工程全生命周期的所有環節和過程都要服從于這個目的，并且工程主體通過這一目的實現著對整個工程的有效調節、自覺干預合理與控制。

（二）工程思維制約和決定著工程理念的優劣與水平

工程理念是人們在長期的工程實踐中經過理性思考形成的對于人工造物活動的發展規律、發展方向和工程理想追求等工程總體性特征的高度概括與思想升華，它帶有理想化特征，是工程實踐智慧的集中展示。作為反映并體現工程活動本質、規律、特征、發展趨勢和價值追求的總體性、根本性觀念，工程理念貫穿于工程活動始終，在工程活動中扮演著至關重要的角色，是處于全局性、戰略性、統帥性指導地位的造物總觀念、總原則、總方針。具體而形象地講，工程理念是工程活動的戰略依據、統帥思想和總設計綱領。工程理念在工程活動中發揮的作用體現在：先行引導作用，價值導航與精神驅動作用，對工程活動起統帥與支配作用，影響工程活動的效應與效果，它通過實踐模型來指導造物行動 [8 ]。

工程理念是工程活動的出發點和歸宿，貫徹于工程活動的始終，它決定工程的成敗與優劣，而工程思維是工程理念的基礎保障與精神支撐。工程理念是工程思維活動的結果，工程思維則是工程理念的精神營養與思想源頭，工程思維的能力、水平的高低直接決定著工程理念的先進與落后。例如，辯證的、全面的、系統的、開放的工程思維有助于形成先進的工程理念，孤立的、靜止的、封閉的、僵化的、片面的工程思維則形成落后的、保守的工程理念。因此，工程思維越發達、越活躍，工程理念就越先進、越卓越。如果說，工程理念是工程活動的統帥的話，那么工程思維就是這一統帥的精神靈魂，它具有更基礎、更深厚、更根本的作用。

（三）工程思維既是工程問題求解的過程，也是理想客體對象化、現實化的過程

科學、技術與工程有各自的問題?？茖W問題來源于“打破砂鍋問到底”的強烈好奇心與懷疑精神；技術問題來源于求新、求巧、求精的實用目的；工程問題通常來源于構建人工物的現實需要和社會需求。如果我們把科學思維、技術思維和工程思維看成是問題求解過程的話，那么，科學思維就是真理定向的求知思維，目的是獲得科學規律和一般性理論。技術思維就是工具定向的實用思維，目的是獲得有用、有效的技術知識、方法、手段與程序。工程思維是造物定向的價值思維，通過造物創造并實現一定的價值。所謂求解一個工程問題，其直接任務或思維結果往往就是要求在給定的初始狀態和約束條件下制定出一個能夠從初始狀態經過一系列中間狀態而達到目標狀態的物質轉換和運作程序。在問題求解的過程中，需要解決有關的參數確定和優化選擇問題、器具、工序的選擇、各種界面銜接和匹配問題，工程和組織問題、效力和功能的提升與優化問題 [9 ]。

由于工程活動的核心是造物，因此，工程思維就不僅僅是工程問題求解的過程，更重要的是，要將工程理念、模型（實踐模式）操作化、對象化、現實化并轉化為現實實在——人工物的復雜運作過程，也就是指導和驅動“應然”存在轉化為“實然”存在的能動創造過程。工程思維不僅要求在觀念上創造出在現實中既不現成存在，也不會自然而然地形成、具有符合人的需要的形式和規定性的客體，即體現人的內在尺度和物的外在尺度相統一的理想化客體，如工程模型、構想、藍圖、操作方案等，而且要指導、規范、引領人們按照一定的行動程序、步驟、環節、邏輯把它轉變為現實。例如，工程思維指導人們將一座橋梁的圖紙、模型、設計方案等轉化為一座拔地而起的現實橋梁，以滿足社會需要，改變客觀世界的面貌。正如列寧所說：“人的意識不僅反映客觀世界，而且創造客觀世界?！?[10 ]在這里，意識的創造性集中體現為，工程思維不僅反映客觀世界，而且通過指導人們的工程實踐行動，使凝結著人們理想、信念、情感、意志、知識的理想客體對象化、客體化、實在化，變成活生生的人工自然（人工系統）?？梢?，工程思維既要求解工程問題，又要指導人們通過一系列實際操作過程創造（構建）出新的人工自然物，實現理想客體的對象化，達到合規律性、合目的性的改變客觀世界的實踐目的。

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[9]殷瑞鈺，汪應洛，李伯聰.工程哲學[M].北京：高等教育出版社，2013：144.

[10]中共中央馬克思恩格斯列寧斯大林著作編譯局.列寧全集：第55卷[M].北京：人民出版社，1990：182.

[責任編輯：楊 彧]

Abstract： To do research on the engineering thinking from the perspective of philosophy is the important part of engineering methodology. It is of great significance for deepening the engineering philosophy research and improving the methodology of engineering practice. The basic nature of engineering thinking is the creation thinking. The most important characteristics of engineering thinking is systematicness， integration， inter-disciplinary， comprehensiveness， constructivism， creativity and complexity. The engineering thinking is in the center of engineering activities and plays an irreplaceable role by running through the engineering activities and permeating all sectors of engineering activities. It plays a dominating and guiding role in engineering activities and decides the performance of engineering concept. It is both a process of solving engineering problems and a process of objectification and actualization of ideal object.

Key words： Engineering Thinking； Nature； Characteristic； Function