18、19世纪工程科学的起源哲学

到18世纪，一系列事件的出现使得工程科学的出现成为可能。社会和知识因素使得自然哲学和机械技能之间的距离进一步缩小。18世纪初，科技发展突飞猛进，特别是在英国，出现了被许多被人称作工业革命的科学大发展。炼铁生产使用焦炭而非木炭，蒸汽机的发明，纺织行业的机械化，工厂系统中生产的集中化以及铁路的发展，改变了18世纪和19世纪初的社会。

随着蒸汽机、铁路、远洋铁壳船以及大型铁桥的发展，工程师们使用传统的经验法则（rule-of-thumb）或试错（trial-and-error）技巧变得不切实际且不经济。与此同时，对科学的实际应用感兴趣的科学家们正在学习工程师们已经知道的东西，即许多科学新发现的法则并不能直接应用于技术。牛顿力学（Newtonian mechanics）也许能解释两个原子之间力量的作用，但它对确定铁梁在复杂的负载下如何作用无济于事。波义耳定律（Boyle's law）解释了理想气体的压力和体积之间的关系，但在描述蒸汽如何在一台工作的蒸汽机中作用时没多大用处。经典流体力学的伯努利方程（Bernoulli equation）在根据非层流描述真实流体时适用范围有限。

为回应工业革命的需要，出现了许多机构，首要目标是发展更具技术性的科学。通常情况下，这些机构反映了文化的知识和社会价值，其出现产生了创造工程科学的不同方法。在英格兰，受培根的科学实际应用思想的启发，新的商业和工业阶层鼓励建立许多机构。通过共济会（Masonic lodges）、咖啡馆讲座（coffee house lectures）、持异议学院（Dissenting Academies）、力学研究所（Mechanics' Institutes）以及地方政府社团，诸如伯明翰的月球协会（the Lunar Society of Birmingham ）、曼彻斯特文学和哲学社团（the Manchester Literary and Philosophical Society），科学思想特别是牛顿自然哲学，在新兴的商业和工业阶层得以传播与推广［Schofield，1963］。英格兰发展实践科学的方式更为民主，导致强调经验主义和实验被看作是缺少精英（elitist）而非数学。

培根的科学实际应用思想也影响了法国，但英国和法国之间的社会与政治分歧，导致法国的机构与国家的联系更为密切［Artz，1966；Weiss，1982］。早在17世纪，路易十四（Louis XIV）的行政财务部部长让-巴蒂斯特·科尔伯特（Jean-Baptiste Colbert）争辩说，法国的制造商和重商主义者将从教育教学改革中受益，他建议建立一些院校来讲授诸如航海、桥梁建筑和制造业等科学实用基础科目。到了18世纪，法国政府在军事和商业项目的参与，导致1716年路桥工程师团（the Corps des Ponts et Chaussées）的创立和1747年皇家路桥学校（Ecole des Ponts et Chaussées）的建立［Brunot and Coquand，1982］。不久之后，伴随着高等矿业学校（the ′Ecole des Mines）的建立，军事院校在La Fère 和Mézières等地也建立起来［Alder，1997］。在位于La Fère的炮兵学校（at the artillery school），伯纳德·福瑞斯特·得·柏丽铎（Bernard Forest de Belidor）1729年在其题为《科学工程师》（La science des ingénieurs）的著作中首次使用术语工程科学（engineering science）。工程科学出现的最重要的贡献之一是，1794—1795年在巴黎建立的巴黎综合理工学院（the École Polytechnique）［Fourcy，1987；Shinn，1980］。这所由拿破仑创建、旨在培养军事和民用工程师的学校，代表了基于相同原则的这两个工程分支的新认识。

在法国，由于科学一直与精英密切关联，巴黎综合理工学院采取了一套非常理论化和数学的方法来发展应用科学技术。学校同时帮助新的工程科学方法传播到其他国家。学校的组织和课程影响了位于维也纳和布拉格的奥地利理工学院（the Austrian polytechnics），影响了位于卡尔斯鲁厄、慕尼黑、德累斯顿、斯图加特和汉诺威的德国高等技术学院（Technische Hochschulen），以及美国的西点军校和伦斯勒理工学院的军校（the Military Academy at West Point and Rensselaer Polytechnic Institute）。虽然受到了巴黎综合理工学院的影响，奥地利理工学院和德国高等技术学院开发了他们自己的科学与技术的互动模式［Gispen，1989］。普雷西特尔（Prechtl），作为德国高等技术学院模式的维也纳理工学院的创始人，将法国的科学和数学作为技术研究的共同基础的思想，与德国的教育应该基于一些内在原则或所谓教化（Bildung）的知行合一的大学理想结合在一起［Fox and Guagnini，1998-1999，pp．100-107；Gispen，1989，p．42］。结果是超越了工程科学仅仅是简单应用科学的法国思想，并发展成能够合成科学理论与技术实践的真正的和自主的工程科学［Manegold，1992，p．142］。