15.1 组织和技术培训
在这部著作的前面几卷涉及的时期里,军事工程师、土木工程师和建筑师所从事的工作之间通常无法给出明确的区分。同一个人在不同的时间里可以在这三个方面都发挥很大作用,达·芬奇(Leonardo da Vinci)就因此而著名,但许多不具备如此出众的创造性而且也不是那么多才多艺的人也能做到。
然而,在17世纪的后半叶,至少在法国出现了一种向专门化发展的趋势。对于那三种能力的任一方面人才的雇用,实际是由国家垄断的。1661年,柯尔贝尔(Jean Baptiste Colbert,1619—1683)成为路易十四(Louis ⅩⅣ)的首席大臣,当时修建公共建筑、改善交通和构筑防御工事都是具有重大意义的事情。1664年,柯尔贝尔给自己安上了建筑业总监的头衔,他拥有一支建筑师队伍,其中大多数已在从事罗浮宫或其他皇家建筑的建设。1666年,他劝说国王成立了皇家科学院,1671年又成立了建筑研究院。1672年,普雷特(Sébastien le Prêtre),即沃邦(Seigneur de Vauban,1633—1707)——他曾对进攻和修筑防御工事的技术作过彻底改革——被任命为正式建立的工程学社团的领导人,这是一个由他组织并培训过相关工作的军事工程师组成的团体。1715年,法国的公路和桥梁被置于桥梁公路工程局总监管理之下,并在下一年组成了一支由他指挥的工程师队伍。最初,这个组织的弱点在于没有正规的附属机构。1744年,它配备了一小队制图员和关于地图及规划的登记处。1747年,该机构扩大为巴黎桥路学校,这是在佩罗内特(Jean Rodolphe Perronet,1708—1794)领导下的测量员和工程师的正规培训中心。1763年,佩罗内特还成为桥梁公路工程局工程师协会的首席工程师,那时该组织已拥有一支经过培训的包括各种等级的员工队伍[1]。
在18世纪的早期,由建筑师、营造师和工程师负责的建筑工程还很少应用科学知识。戈蒂埃(Henri Gautier)的《论道路》(Traité des Chemins,1715年)和《论桥梁》(Traite des Ponts,1716年)几乎完全是描述性的,说明了砖石桥的支承墩、拱环和跨距之间的常用比例,但只讲了传统而没讲采用这些比例的缘由。在《工程师的科学》(La Science des Ingenieurs,1729年)中,贝利多尔(Bernard Forest de Belidor,1693—1761)以静力学为基础,给出了校核挡土墙和拱体的稳定性以及计算桁梁强度的简单规则,还总结了许多实践资料。他的理论非常简单,是用于加强实用性规则而不是演绎出规则。在4卷本《水力建筑学》(Architecture Hydraulique,1737—1753)中,他用详细而精确的插图,全面阐述了有关船舶结构、运河、桥梁和泵站的建造情况,以及各种用途的工厂设备情况。
在巴黎桥路学校,学校虽然没有正规的讲义,但会作一些笔记并在学生中传阅。无论是受培训的年轻人和有经验的工程师之间,还是从事实际工作的人员和学者之间,似乎都有进行非正式讨论的机会。有些工程师提交了论文在科学院宣读,有几位工程师还撰写了著作,有关他们工作的实例后面将有论述。
在英格兰,1666年大火之后圣保罗大教堂和伦敦一些教堂的重建,以及有关格林尼治王宫、汉普顿宫和其他地方王宫的工程,都由雷恩爵士(Sir Christopher Wren,1632—1723)负责督办,他因此就具有了独一无二的地位。可是在英格兰,还从未处理过王权垄断建筑的问题,对于公共工程就更少。即使在1768年,建筑被认为是一种职业,也只是因为那一年皇家科学院成立时成员中有4位建筑师。
1771年,一群人自发组成了一个工程师协会并开始自称为土木工程师。他们常应召筹划测量工作,或是在议会的各委员会讨论运河、船坞、港口以及类似项目的建筑方案时提出证据。斯米顿(John Smeaton,1724—1792)是当时这个行业公认的领导人。虽然他从未担任过协会的主席,但由其直接延续下来的组织仍被称为“斯米顿协会”。土木工程师协会成立于1818年。伦敦的许多建筑师在1791年组成了一个协会。与工程师协会一样,这些联合起来的建筑师属于俱乐部的成员,而不是专业机构的成员。英国建筑师学会成立于1834年,1866年改为英国皇家建筑师学会。
可以说,军事工程和建筑工程包括土木工程之间的一个公认的区分,是在17世纪70年代的法国出现的。建筑工程和土木工程之间的区分始于1715年,并在18世纪中叶之后不久就已完成。在英格兰,长期以来一直有人在从事排水系统和河流改造的工程建设,他们从未声称自己是任何含义上的建筑师,直到1771年才联合在一起成为有着共同称呼的成员。虽然自那时以后,桥梁和其他具有工程特色的项目有时也由自称为建筑师的人建造,但这种习惯渐渐被废除了。(https://www.daowen.com)
巴黎桥路学校与其他专业学校一起在大革命中被并入一所综合性的职业学校。1795年,该校变成为综合工科学校,而一些设置可作为行业入门课程的专业型学校又再次被建立起来。这些学校在教学进程中曾有过三次革新,它们为未来每个地方的技术教育起到了先行作用。这三次革新包括,入学需经竞争性的考试,由被任命为全日制教师的一流科学家作大班讲授,学生们在化学实验室和物理实验室进行实践操作。重新建立的桥路学校由普罗尼(Gaspard Francois Prony,1755—1830)领导,他以前曾与佩罗内特紧密合作,设计建造了一些比较优秀的桥梁。普罗尼写过机械学和水力学方面的教科书,但在这方面最有影响的著作是由纳维(C.L.M.Navier,1785—1836)撰写的。在《力学应用讲义》(Leçons sur l'application de la mécanique,1826年)一书中,他为学生们阐明了到当时为止的最新结构理论。
在英国,能够采用的教学手段远远落后于法国。斯米顿去世后,伦尼(John Rennie,1761—1821)和特尔福德(Thomas Telford,1757—1834)都是英国最著名的土木工程师,他们主动地学习法语,以便能够阅读贝利多尔和一些法国作者的化学论著。伦尼在职业生涯开始时是做水车技工,后来他去爱丁堡大学听了布莱克(Joseph Black)讲授的化学课程,还听了罗比森(John Robison)讲授的力学原理,虽然他并没有在那里修学位课程。特尔福德最初的职业是一名石匠,收集了许多技术书籍,这些书在他去世后成为土木工程师协会图书馆藏书的基础,他还是土木工程师协会的创始人和主席。然而,似乎只有很少一些英文书籍对土木工程师可能有用。这当中就包括德萨居利耶(J.T.Desaguliers)的《实验哲学》(Experimental Philosophy,共2卷,1734年和1744年)。除此以外,埃默森(William Emerson)在《流数术》(Fluxions,1743年)中第一次用英语对拉伊尔(La Hire)的拱架的光滑拱材理论进行了解释。米勒(John Muller)的《论防御工事的实用要素》(Treatise concerning the Practical Part of Fortification,1755年)构成了他在伍利奇研究院为军校学员授课的基础,他的著作绝不限于标题的范围,还包括主要基于贝利多尔理论的关于挡土墙和拱,以及建筑材料的强度和其他特性的讨论。另一部由瓦朗西(Charles Valency)撰写的《论内河航运》(Treatise on Inland Navigation,1763年)的著述,其中就包括从贝利多尔和其他几位意大利工程师的著作翻译来的文献,书中附有从贝利多尔译文中复制下来的图例。继拉伊尔和埃默森之后,赫顿(Charles Hutton)撰写的《桥梁原理》(The Principles of Bridges)是这方面的第一本英文教科书,其初版在1772年问世,并于1801年和1812年再版。
1760年,安德森(John Anderson,1726—1796)被任命主持格拉斯哥大学的自然哲学讲席教授,从那时起直至去世,他都会邀请工匠穿着他们的工作服来听自己的讲课。他的工作在格拉斯哥被延续下去,后来又由伯克贝克(George Birkbeck)在伦敦采用。这样,从力学研究院(第Ⅴ卷,第32章)开始,到19世纪末已有许多研究机构变成了著名的技术学院。
由法国工程师和著名学者在18世纪发展起来的基础工程理论,由托马斯·杨(Thomas Young,1773—1829)收编于他的《自然哲学讲义集》(Lectures on Natural Philosophy,共2卷,1807年)中,但是杨的行文风格冗长乏味,许多施工工程师肯定读不懂。他的观点是通过特雷德戈尔德(Thomas Tredgold)写的教科书以及由杨本人和罗比森在《不列颠百科全书》(Encyclopaedia Britannica)中写的条目而为人所了解的。
从1828年成立以来,一些以建筑和工程为主题的讲座在伦敦大学学院就一直在开设,伦敦国王学院从1829年成立以来也同样如此。格拉斯哥大学于1840年任命了钦定工程讲席教授。从1855年起,那个讲席一直由兰金(John McQuorn Rankine,1820—1872)担任。他后来编著了范围广泛的教科书,第一次为以英语为母语的学生提供了与长期以来只有法语文本的著作相当的教材。
总的说来,不管是建筑师还是工程师,都不是很注重他们的后辈所接受的大学培训。渴望从事这一职业的年轻人与一位已经有成就的执业者签约作为学徒,他需要付费且不拿工资,通常是向拿工资的那些帮工——他要使自己对于那些帮工有用——学习他能学到的东西。他的进步很大程度上取决于自己的主动精神,睁大眼睛看,伸长耳朵听,并在业余时间学习。这些敏锐勤奋的学徒在处理重要而又有趣工作的场所可以学到很多东西,并能在学徒生涯结束时证明他自己值得被正式雇用。如果他联系很广而且不缺资金,他就能合伙入股或开设一家自己的公司。在欧洲大陆,到19世纪中叶,培训通常始于综合性的工科学校,那里既讲授原理又讲授设计。年轻的工程师在培训结束时,一般并没有得到任何商业或职业方面的实际经验,在这方面往往不如英国同行,虽然他在技术上受到的教育要先进得多。到19世纪50年代,德国的建筑领域甚至机械领域的设计师和营造师,已扭转了他们起步较晚的不利局面,在许多领域已能与英国和法国的同行成功地进行竞争[2]。