探索结构工程师到底该如何利用计算机

　　计算机的滥用日益威胁着公众的安全，有意改变这种现状的人只是极少数，有能力改变这种现状的人也只是极少数．在工程界不少人迷信：计算机是知识的源泉，计算机是解决工程问题的源泉，计算机具有令人信赖的“智慧”。这些迷信都大大背离了事实，不可以简单地信赖计算机。有些人自称是结构工程师，但他们把计算机作为知识、经验、思维的替代品，而把自己对结构工程的无知隐藏在计算机的黑匣子里。有责任感的工程师必须保护公众免受这些人滥用计算机所带来后果的影响。他们必须认真地想一想，有没有什么办法，使人们免受这些迷信的影响。
　　
　　计算机是知识、经验和思维的替代品。纵观当今世界，这种非常令人不安的观点正在结构工程师中逐渐蔓延。人们似乎越来越愿意相信计算机使他们能对工程作出正确的判断，而根本不去想一想，如果没有计算机同样的工作需要哪些必要的知识和经验。
　　
　　按百分比计迅速增加的工程师相信，解决工程问题的专业知识就是怎样使用计算机以及计算机本身的专业知识。在结构工程界，把使用计算机的能力当成能胜任工作的证明，作为一种观点正在象传染病一样到处蔓延。大量的结构工程师确实相信，他们仅仅简单地依靠计算机就可以“解决”工程问题了，而没有认识到高质量的工程只能是渊博的工程理论知识，大量的经验，以及艰辛的脑力劳动相结合的产物。
　　
　　在工程设计环境中利用信息自动化技术有很严重的负面影响，信息自动化技术象毒品一样能轻易地诱使大脑相信其虚幻的安全性，知识性和能力。在这些自动化技术实现其真正的价值以前，设计工程师必须不依赖计算机，而用学识和经验去解决工程问题。非常不幸，我们变得如此依赖于计算机，以至于正在迅速丧失不依赖计算机进行计算工作的技能。
　　
　　与那些只有依赖计算机才能“解决”工程问题的人讨论问题时，一个称职的结构工程师什么样的痛苦和挫折没有经历过?这些人已不再有能力，或者从来没学过，不依赖计算机解决工程问题。从根上他们不懂得，计算机不可能记录有关模型、分析和设计的一些技巧。可以这样认为，除了具有快捷的计算速度以外，计算机程序只是一些离散的知识。这些人没有认识到，知识已经远远超过了有限的计算机指令所能编程的界限。真正的工程知识是经验，直觉，灵感，领悟力，创造力，想象力和“认知”的巨大综合体，它超越了任何计算机程序和程序员对结构工程的“理解”。
　　
　　在今天的现实生活中，结构工程师发现了一种既非常有效又方便的方式去为顾客服务，它不需要花费大量的时间和金钱去学习或理解结构工程模型，分析和设计的细节。这种“方式”就是计算机。工程师们现在的行为方式符合宇宙的自然规律，即用最低的能量消耗前进。现在，越来越多的结构工程师对自动化技术的响应就是让计算机工作，同时让自己不再去操心细节了。
　　
　　现代工程具有复杂的理论细节，依靠计算机的工程不能，根本不能，让人们学习有意义的经验。现代计算机的运算范围和速度，太容易使工程设计变得毫无生气。试问，有谁能抵抗激动和解脱的感觉一不用太多的艰辛就能求解成千上万个方程?又有谁能抵抗诱惑一让自动化技术来“解决”工程问题?真正的结构工程师，不用计算机就能工作的真正的结构工程师就有这样的抵抗力。这些真正的工程师看到了实质，计算机是一种很不完善的工具，它只能处理大量信息。以光速执行的指令大多是没有经验的程序员编制的，它们的可靠性值得怀疑。在计算中，对于受动力载荷的作用的曲壳结构发生非弹性变形时，不正确的结果一样可以在屏幕显示，它们的等应力图看上去也是如此这般地赏心悦目。
　　
　　这样下去，只要手上有计算机软件的使用说明，就可以用计算机得到结果了。或者更方便，只需在图形用户界面上选择合适的菜单，就得到结果了。事实上，如果“靠相互交谈来探讨怎样分析梁和柱，靠双手找出闭合解”会更有利。
　　
　　当然，计算机技术本身并不坏。然而，问题的核心是结构工程计算中计算机的使用方法，以及滥用计算机不断增加的趋势。在道义上资深工程师和工程管理人员有义务特别强调工程实践中知识，专业技能，以及经验的重要性，而非计算机使用者的“性别”。在结构工程实践中，仅仅关心“怎样”使用计算机是不够的，了解“为什么”这样设计才是关键。专业的结构工程师必须重视手工求解的原理，基本原则和提炼模型，识别计算结果中的错误，解决问题的其他方法，判断计算结果的有效性。对计算机要又敬又畏，对计算结果应持批评态度，尊重工程实践经验，通过工程实践合格的学习工程。强调从那些资深的或更有经验的结构工程师那里学习结构工程。只有通过训练专业工程师，而不是通过训练技术员，结构工程界将完全能担负起服务大众的责任和义务。
　　
　　虽然对软件的质量和可靠性存在着严重的忧虑，但你会吃惊地发现很多结构工程师对这些忧虑表现得多么天真、无知或不负责任。这些天真、无知或不负责任在许多结构工程师购买和使用软件时表现得最突出。例如，选择结构工程软件的最基本标准包括：
　　
　　软件广告出现的频率；肆意宣扬超凡技术能力的大幅精美广告；低售价；用引人注目的可视性窗口菜单和生动的界面形式来衡量的易用性；用结构系统自动建模的简单性来衡量的易用性；只需很少或根本不用学习；简单的使用说明和手册；五彩缤纷的包装。
　　
　　在软件的实际应用方面，那些只有极少经验，极少学识，最年轻的结构工程师被赋予依靠计算机软件来解决极度复杂的结构分析和设计问题的主要责任。而那些经验丰富的资深工程师正忙于经营和管理自己的公司。经常可以看到 ，缺乏经验的年轻工程师在使用计算机时对所用的结构力学基本原理和设计规范的背景知识了解甚少。这些工程师最困难的地方在于判断程序的算法所蕴含的假设和步骤；接下来判断计算机运算结果的质量和其他方方面面。他们的困难还在于怀疑计算机作出的所有结果，以及用独立的例题校验结果。由于受到挫折或一知半解，缺乏经验的的工程师宁愿相信计算机程序产生的任何结果都是正确的。我们令人难堪地观察到，结构工程师多么频繁多么容易，有意识或下意识地把自己的无知藏进计算机的黑匣子里。