近代的工程技术哲学发展

17世纪的弗兰西斯·培根（Francis Bacon）对自然哲学应更具实践性观点的普及起到了重要作用。他认为自然哲学的目标不应简单局限在对知识的探求，而更应成为一种能够使人类干预自然、控制自然的知识体系［Rossi，1970;Stewart，1992］。培根在他的《新大西洋岛》（New Atlantis）（1628年）中提出了全新的实用的自然哲学理念，他描述了一个乌托邦式的社会（a utopian society），拥有一个称为所罗门宫（Salomon's House）的机构，在那里一群研究人员使用了自然哲学的知识来改进发动机、机器、大炮、钟表和船舶［Farrington，1951；Martin，1992］。尽管培根在他有生之年没有实现将自然哲学建立在机械技能基础之上的理想，但是他的学说却促成了1660年伦敦皇家学会（the Royal Society of London）的建立并预示了在20世纪工业研究实验室的出现。

在培根提出自然哲学可以用于机械技能的想法的同时，另一些学者开始讨论机械技能可以被用来解释自然哲学。从16世纪开始，勒奈·笛卡儿（Ren'e Descartes）、皮埃尔·伽桑狄（Pierre Gassendi）、托马斯·霍布斯（Thomas Hobbes）、罗伯特·波义耳（Robert Boyle）、戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（G．W．Leibniz）以及艾萨克·牛顿（Isaac Newton）等自然哲学家开始逐渐发展出一种新的机械哲学。该学说将自然整体看作是一个巨大的、运转中的机器或是时钟类的机械装置。由于在科技革命中出现的部分自然哲学知识是由对机器或是钟表的研究中推此及彼而得来的，这使得自然哲学与机械技能间的距离进一步被缩小［Dijksterhuis，1961］。

由艺术家兼工程师们引发的对机械技能的系统研究和由培根主义者（Baconian）及机械哲学引发的哲学实践功能的发展，一并为后来工程科学的建立起到了巨大作用［Drake and Drabkin，1969］。其中，伽利略（Galileo）的贡献尤为突出。虽然伽利略最为人所知的是他因为支持哥白尼（Copernican）的学说而被审判，但是他在威尼斯兵工厂（Venetian Arsenal）工作的经验为他积累了许多实践经验，这些经验都在他的著作《机械论》（On Mechanics）（1600年）中得以体现。他在该书中对机械进行了革命性的分析［Cardwell，1995，pp．83-89］。在伽利略学说发表之前，绝大多数机械都是由诸如制作质量等技术指标来衡量优劣的，而且机械通常被看作是欺骗自然工作的精致设备，但是伽利略认为机械其实是通过转换自然力来达到设计目的的。利用阿基米德的杠杆原理，伽利略演示了使一个不受摩擦力影响的机械运动起来所需的力和使该运动中的机械停止所需的力是一样的。这种几何方法使得伽利略能够计算出在理想状态下机械如何将力转换为动能，同时比较实际工况下机械的动能转化率，他就能够计算出该机械的工作效率。

在审判之后，伽利略回归了机械研究，并且在其著作《两门新科学的对话》（Discourse on the Two New Science）中确立了一些工程科学的基本原理。在《两门新科学的对话》中，伽利略虚构了威尼斯人阿森纳（Venetian Arsenal），对一系列实践问题展开了研究。首先，他对比例效应做了分析，并指出仅仅通过将给定机械和建筑的各项数据加倍是无法建造出一个给定物两倍大的机械或建筑的。伽利略对比例效应的研究引向了一个新的科学学科——材料力学（the strength of materials）。运用阿基米德的几何方法，他计算出横梁固定在墙的一端时能够支撑的权重数额。他还分析了横梁的形状如何影响强度的。在其第二个新科学——运动的研究（the study of motion）中，伽利略也采用了阿基米德的方法。利用几何原理，他能够证明从一门大炮发射的弹丸将遵循抛物线的路径，同时他计算了发射的弹丸在不同仰角的相对量程（the comparative range）。