工程思想：让科学变得接地气

所评图书：

书名：《思维决定创新：20世纪改变美国的工程思想》

作者：（美）小戴维·P.比林顿

译者：计宏亮

出版社：中译出版社

出版日期：2022年6月

德怀特·戴维·艾森豪威尔在1919年作为美国基层军官，曾参加了护送护送美国军用坦克横穿美国的任务，看到了美国各地的公路基础设施落后，深感美国需要更好的公路系统。二战期间，他被选任为盟军统帅，曾目睹德国建造于20世纪30年代的高速公路能让汽车高速行驶。

1953年，艾森豪威尔出任美国总统，将高速公路的修建作为其任期内的头等大事，很快就向各州提出了修建全国性的州际高速公路网络的议案。议案提出修建总长度41000英里（约合6.6万公里）的高速公路，在1980年大部分完工。而这也被认为是美国20世纪最伟大的基建项目，顺应了汽车时代的到来，加快了美国国内人员、货物的流转。

19世纪的美国，虽然已经出现了一些石子铺设的道路，但绝大部分道路都是土路。这种状况持续到了20世纪初。随着T型车在1908年的推出并开启了流水化作业量产，美国一些州开始出自提升道路质量，方法是在土路上铺上碎石。

恰好在此时，一种能够更好地承载汽车的材料被应用到了筑路中，那就是混凝土。这种新材料最早出现于19世纪20年代，通过混合黏合剂、水、碎石和沙子制作而成。常用的黏合剂包括波特兰水泥和沥青。

威尔逊政府期间，美国政府公共道路局负责监管国家的所有公路，开始系统性地完善各地公路，用混凝土来重新铺设。经过实验证明，充气轮胎对路面危害更小，远低于当时的实心轮胎，因而在修复、拓宽、加厚道路的同时，还推行了更换汽车轮胎标准的工作。

20世纪20年代，美国政府开始修建车速限制为40-56公里每小时的国家高速公路网。此举在当时带动了美国郊区的迅速崛起，促进了城市面积的扩张。人们越来越习惯于通过汽车而非其他交通工具出行。当然，因为汽车的渐趋普及，当时在美国各地的城市就已经相当普遍地出现了道路拥堵；而且因为国家路网的限速太低，从而无法保证更高时速的汽车在路面上安全行驶。

这种情况下，美国的道路工程师开始致力于改进高速公路的设计，让之后的高速公路通过匝道、斜坡进入或离开，高速公路的上方或者下方再假设带有十字路口的公路；还在双向高速公路中间设立绿化带进行隔开；为防止转弯地带行驶的车辆因离心力引发翻车，就在这类区域设立限速标志。道路工程师后来还在不同类型的环路对路面承压进行测试，以测算路面建造中的材料搭配比例，保障路面安全。至此，在技术上，这些工程师已经为艾森豪威尔总统任期内部署的全国性的州际高速公路网络修建，打下了坚实的基础。

长期专注于现代工程史研究的美国历史学家小戴维·P.比林顿在其所著的《思维决定创新：20世纪改变美国的工程思想》一书中指出，20世纪50年代中期到1980年期间，美国完成了州际高速公路网络修建，再加上其他公路的新建、改建，1980年美国沥青混凝土路面总长度为166万公里；而这期间，美国全国汽车拥有量从4000万台增长到了1.21亿台，城市人口占总人口比例从50%左右上升到80%——当然，这里所说的城市人口，既包括从小城镇、农村迁入大城市的人口，以及一直稳定居住在大城市人口；也有那些迁入到城市郊区的中上阶层居民。

这些变化当然也导致了相关问题的出现，比如城市城区的空心化，公共服务在城区和郊区的分布失衡，居住在城区的有色族裔以及白人中下阶层人士，形同被抛弃的对象；又如，美国成为了“车轮上的国家”，对于石油的依赖加深，在20世纪70年代石油危机后促成了低油耗汽车的发展，等等。

全国性的州际高速公路网络的建成，以及之前公路建设标准的统一，毫无疑问是工程思想的发展、创新、应用的产物。这其实是美国20世纪前期和中期工程创新实践的一个缩影。在20世纪的大部分时间里，美国启动了一系列影响深远的工程创新，除了高速公路网，还包括胡佛大坝、田纳西河流域管理局、喷气式飞机、晶体管、微芯片、计算机和互联网。《思维决定创新：20世纪改变美国的工程思想》这本书回顾了这些工程创新，指出工程学、工程思想、工程创新是真正意义上让科学知识和创新落到实处的工具，或者说媒介。

工程思想让人能够更好理解结构、机器、网络和过程等概念，对于创意雏形的现实转化形成判断，能够更好地评估这种转化的安全性、效率和实用性，懂得方法去评估这种转化所满足的需求或潜在用途以及涉及到的成本、收益。这也就是说，只有通过工程思想和工程创新，我们才能更好地改善生活质量，并对社会和自然环境产生可接受的影响。

转自：学术那些事儿

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