工程与科学的关系

一、定义
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。
大英百科全书将工程定义为“应用科学原理将自然资源，以优化的方式转换成结构、机器、产品、系统及工艺，以造福人类的方法”。工程是应用与实际的、科学的、符合数学法则、重视经验、需要判断力和常识的艺术。
工程是创造造福人类产品的手段。
工程师不仅在把产品推向市场的过程中起着关键作用，还是一些非常具有挑战性的人类探索活动的核心参与者。
二、工程与科学的关系
科学与工程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。
三、研究与开发
其定义为“系统的增加人、文化及社会知识并将这些知识进行新的应用的工作”。
基于研究与开发工作的性质，R&D工作又可分为基础研究、技术开发及产品开发。
其中基础研究旨在发现自然界的规律，属于长期的研究工作，具有预期不确定性、研究期限不确定性的特点，因此，不能规定其研究时间和结果。
技术开发旨在将基础研究所获得的成果或知识应用于产品和工艺上。技术开发活动介于基础研究与产品开发之间，往往是基础研究成果产品化或应用于产品的桥梁或手段。
产品开发旨在满足客户需求，应用基础研究及技术开发的成果，通过缜密组织研究与开发，在规定时间内，完成预期的产品开发任务。产品开发相对技术开发，周期更短，但成果明显，具有最强的确定性。
四、思维方式
1、科学思维与辩证思维
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。这三个要素是科学思维的根基。
2、解决问题的实用科学方法
（1.）确定研究课题：首先必须提出一个问题或发现一个有意义的研究课题。
（2.）调研：科学方法的第二步是围绕第一步确定的研究课题，收集有关信息并进行调研。
（3.）提出解决方案：解决方案或答案成为科学假设，科学假设必须按照可测试的方式进行表述或展示。
（4.）验证：初步的解决方案或科学假设必须经过检验才能获得论据及正确性证据。验证的两种方法分别为试验或实验、做进一步观察或观测。
（5.）判断：如果一个假设通过验证发现错误的或者不准确的，就必须舍弃或进行修正。
（6.）得出结论：科学方法的最后一步是构建、支持及怀疑一项科学理论。
3、横向思维：是工程创新中的重要源泉之一。
横向思维从职业的角度就是指跳出本专业、本行业的范围，摆脱习惯性思维，通常会提出非常规的解决方案，主要表现方式为:
1)侧视其他方向，将注意力从所从事或关注的领域，引向其他更广阔的领域。
2）将其他领域已经成熟的、较好的技术方法、原理等直接移植到所从事或关注的领域或将其他领域问题的解决方案加以利用。
3）从其他领域事物的特征、属性、机理中得到启发，改变原来的思维模式，并获得新的想法。
4、工程思维
从思维的角度，人类大致可以分为三中类型：有条理思维者、无条理思维者和创造性思维者。
5、简单问题、复合问题
1）简单问题评价准则和约束性质上都是相似的，解决简单问题的思路是基于知识的推理
2）复合问题的评价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。有三种解决策略：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。
五、小结
科学与工程的关系，类似分析与综合的关系。科学通过分析自然，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。科学是分析、发现，工程是综合、创造。
科学思维是全面的、严谨的思维方式，科学思维在理论和实践上是一致的，它是给人们带来可靠知识的方法。
工程问题涉及不同性质约束的交互问题，因此，工程思维涉及寻求多约束问题的合理解决方案，工程思维需要基于严谨的科学思维，更需要发散的创造性思维。
简单问题可以通过推理法解决。复合问题需要通过分解、类比法解决。工程问题通常是复合问题。