土木工科学生怎样训练自己 1

由于技术科学的落后与建设人才的急需，在过去10年，政府和社会竭力提倡工程教育，工程学生的出路同待遇都好。由此造成一种风气：家长愿意子弟进工科，中学鼓励学生投考工科，青年自己也热忱地希望成为工程师，有几所中学校甚至视进大学文、法、理院的同学为没有出息。这样，机会与环境使许多青年走上工程的路。

这许多青年都适宜做工程师吗？我们可以回答：一小部分有最优秀工程师的素质，另一小部分根本不宜读工科。应该特别注意的，当然是大多数工科学生，他们可能训练成良好的工程师。有人说：“工程师不要天才；有天才应当读文、理科。”这话是针对适于读文、理科的青年不肯入文、理科的畸形现象而说，它本身并无充分的理由。但我们不妨说：文、理科重在创作、发明，没有这方面才能的学生将无什么贡献；工程重在实用，没有创作、发明才能的学生，还是能够训练成有用的工程师。大多数工科学生，将来成功与否，全随目前训练的优劣而转移。

土木工程是各项工程中成立最早的一门，它的范围极广。但大体讲起来，土木工程所属各部门的工程师应具有共同的特质——技术的、性格的、生活的。如果你想成功一个良好的土木工程师，你必须学习纯熟的技术，修养适当的性格，及养成某些生活的习惯。

一、技术的学习

像“工程”这样一个笼统的名词，下定义是困难而乏味的。为了说明的方便，我抄了一则被认为较合理的定义：

“工程是一种为人类应用、便利与享受，经济地运用自然法则、力量及物料的科学的技术”。

从这定义，我们可以说土木工科学生必须学习下述四技术：

（一）自然科学，应用科学与数学——这点似乎用不着详细解释。我们在学校里读物理、化学、天文、地质等科，目的在明了自然法则；又读应用力学、结构、水利等科，目的在知道如何运用自然力量。至于数学，是工程师不可或缺的工具，没有它，工程师会和水手在海中失去舵或罗盘一样束手无策。

可是我极其郑重地提出两点：第一，技术必须学得彻底；第二，实验必须特别看重。

“知识即力量”这句格言应该加以补充。我们要说有应用知识的能力，是潜力量，将知识切实应用，才算真正的力量。工程又首重应用，所以学习一样技术，单晓得粗枝大叶是不中用的，要学就学到能用的程度。如果不着重量，质即失掉意义。我们读了水力学，知道坝的主要功用在提高上游水位，储蓄水量，它有重力坝、拱坝、圆坝、空心坝等等类别。又知道重力场的断面像一个直角三角形，设计时要算如何抵抗压力、剪力和倾倒力矩。或者从师长那里听来美国的Boulder Dam有700多尺高，工程如何伟大，怎样在动工前先开垦荒地，造成一个几千人住的城市。这些资料放在“龙门阵”里摆是不错的，它们可以显出你的知识多么丰富。但你能凭这点知识去从事坝的设计与施工吗？在学校里我们费过若干功夫学钢桥设计。会设计杆件，计算铆钉，规定接法。毕业后怀着十足的自信到桥梁机关去工作，但接二连三地碰钉子。我们不清楚怎样勘探，怎样定桥位，怎样做桥墩。就是桥架本身，遇到工人请教铆钉如何打法，杆件如何装法，也可能面红耳赤，当场出丑。我曾碰见一位生意非常兴隆的建筑工程师，他将零件复杂的结构认为难解，将似简而实烦的结构当作十分方便，例如有一次他用“hooptension” formula计算一个厚体的蓄水桶。如果他根本不懂力学，这笑话即无从闹起。这例子证明工程师对于技术一知半解，非但不济事而且容易误事了。

很多工科学生漠视实验，做试验时敷衍了事，一班中“原本”的报告不过几份。还有亟须校正的错处。早期的工程师全凭经验来工作，固然是不对的，总之许多工程师又不幸走向另一极端，即过分看重理论。近来大家公认唯实验与理论相辅而行，工程方能迅速进步，实验可证明用自然科学设立的原理是否正确。从工程的眼光看，数学可说是一架机器，一头放进基件（data）另一头出来结果，它以无比的准确工作着。它尽管准确，你不能奢望放进错的基件而得到对的结果，基件是不比机器本身不重要的。实验就是这宝贵的基件的来源。例如造船工程中，浪对船身的影响是一很重要的问题，18世纪中叶法国皇家科学院曾悬赏征求这方面的研究论文，得奖的是Daniel Bernoulli一位伟大的数学家，根据几种假设用数学解决了这问题。事实证明他的结果是错的，哪个海船建筑师敢用他的理论来设计船只？一个世纪后，一位英国工程师叫William Froude的，研究同一问题，经过一大串准确而精细的实验，再选用数学，他终于设立了一个正确的方法，每个造船工程师可以放心地照它做去。最近模型试验极流行，已应用到航空、造船、治河、筑坝、土壤等方面，因为这类事物情形非常复杂，说不定永远没法用几个数学方程式来包括所有的因素。当然实验不限定在实验室里做，每件实际工程可当为实验对象，我们应该在工地上仔细观察，留心有用的记录。实验也不规定，对物对人也可做。因为工程是由人做的，工人的效率影响时间与经费甚大，必须实地长期记录工人的成绩。我国土木工程用手工的部分特别多，效率的记录反而比欧美缺乏，以致估价或预算极感困难。但顶基本的是我们在学校时即应看重实验，不要抄人家的报告，要养成重视记录的习惯与分析记录的能力。

（二）工程材料的知识——顾名思义，“土木”工程材料限于土与木。实际上旧说“金、木、水、火、土”五行，除火外，每样都与土木工程发生密切关系。土木工程师常遇到各式各样的材料，在应用或处理它们前，必须明了它们的性质。比方说，造一座桥可以用钢、木、石或水泥来做，如果用钢，又可以有钢索、钢架、碇钢、镍钢等等不同。我们必须知道哪一种最适宜。整个设计与施工完全随材料而变。乐西公路，由乐山到峨眉一带，石砌木面桥涵规定用半永久式，即上面用较狭木面，是暂时的，下面用宽石台，是永久的。将来在必要时可以改造木面使成为永久式，这是合乎经济的设计。但材料的问题却被疏忽了；这一带的山石都是红沙石，开采确实省工，可是浸在水中若干天，浮面一大层变成红泥浆，我不相信它能担当重压，它比上面的木材更不耐久都说不定。石料还算是比较简单的，土壤的情形才真复杂，整个人类对于土壤的知识可说幼稚得可怜，结构工程顶会失败的是基础部分。参加过实际工作的工程人员，皆明了材料的确是一个极困难而又不得不解决的问题。土木科学生则大半视材料试验为无足轻重，对工程材料一科更是觉得头痛；他们出校后，一定会发觉没有多学一点材料知识才是真正头痛了。

（三）经济的眼光——工程是比较新的学术。很早时候，根本没有工程师，人们一样会架桥修路。工程师和木匠、石匠不同之一，即前者处处用科学方法顾虑经济的问题。石匠用2万块钱在一个月内造起来的桥，工程师可能化1万元在20天内完成。并且，桥本身的建筑是比较容易的事，麻烦而应当研究的问题是：造在何处？何时造它？哪一种办法比较合算？究竟有否造的价值？这些工匠完全不管，且不能解决这些问题；而工程师必须根据统计或计算来分析研究且解决它们。欧美的工程师常为一个工程设计出几种不

同的方案进行反复比较，证明他们无处不用经济目光。例如一个地下车站，可以有两种设

计，一种比另一种花钱少但旅客须多走若干尺路，多上几级踏步，于是就有了时间与金钱或尺与元的比较。他们统计旅客每一单位时间可得平均收入若干，皮鞋的平均价钱如何，多走一步将消耗若干，因而算出在若干年内全体旅客所省下来的钱是否值得造一所较贵的车站。这种打算为现在中国工程师所不易理解，但有一天他们也会从事同样的处置。