در این مقاله دربارهٔ خاستگاه و انواع مهندسی از نظر رشتههای دانشگاهی صحبت شده است.
مهندس یعنی چه؟
مهندس در فرهنگ واژگان یعنی کسی که هندسه میداند. به عبارتی کسی که با اندازهگیری و محاسبه سروکار دارد. اما امروزه مهندسی به دانشی گسترده تبدیل شده است و یک مهندس باید حداقل در یکی از این شاخهها تخصص داشته باشد.
روز مهندس در دنیا
بر خلاف خیلی از مناسبتهای بینالمللی، روز مهندس تاریخ معینی ندارد و کشورها در تاریخهای متفاوتی آن را گرامی میدارند که در «این لینک» در ویکیپدیا قابل مشاهده است. در واقع هر کشوری بنا به سلیقه به یک شخصیت یا رویداد ملی این روز را منتسب کرده است.
۵ اسفند در ایران سالروز تولد خواجه نصیرالدین طوسی و روز مهندس است.
برترین کشورها با بهترین مهندسین
بر اساس ترکیب دو شاخص «گزارش جهانی شاخص نوآوری[۱]» و شاخص «Scimago برای رتبهبندی موسسات» [۲] ۱۲ کشور برتر در تربیت بهترین مهندسین جهان تا سال ۲۰۲۳ میلادی به این ترتیب هستند:
- ۱) ایالات متحدهٔ آمریکا
- ۲) چین
- ۳) آلمان
- ۴) انگلستان
- ۵) سویس
- ۶) ژاپن
- ۷) هلند
- ۸) کرهٔ جنوبی
- ۹) سوئد
- ۱۰) فرانسه
- ۱۱) اسرائیل
- ۱۲) سنگاپور
تاریخچهٔ مهندسی در دنیا
انسان از عصر حجر به ابزارسازی اشتغال داشته است و در طی زمان ابزارهایی چون چکش، چاقو و چرخ را ساخته است. با رشد تمدن، بشر شروع به تغییر دادن محیط زندگی خود کرد و هر پیشرفتی در این مسیر با چالشهای جدیدی برای یافتن راهحلهای خلاقانه و پیچیدهتر همراه بود. پس همواره کسانی به این شغل اشتغال داشتهاند که ابزار بسازند و راهحلهایی پیدا و اجرا کنند. با توسعه فناوری این افراد در قالب شغل مهندسی دستهبندی شدند.
شاید کهنترین و در عینحال شگفتانگیزترین پروژهٔ بزرگ مهندسی در تاریخ بشر را بتوان اهرام مصر دانست که ساخت آن به حدود ۲۶۳۰ سال قبل از میلاد مسیح برمیگردد. این پروژه هم از نظر عظمت ساختوساز و هم زمانبندی غیرعادی بسیار کوتاه آن نسبت به حجم پروژه در صدر عجایب هفتگانهٔ دنیای باستان قرار دارد. زیرا در مجموعه بیش از ۱۳۰ هرم کشف شده و بیش از دو میلیون قطعه سنگ به وزن تقریبی ۲ و نیم تن کار شده است که از منطقهای بسیار دور آورده شده است. ساخت این حجم از کار مهندسی و دالانهای عجیب و غریب اهرام مصر با دقت خیرهکنندهٔ ساخت با ابزارهای روز هم تقریبا ناممکن است و نحوهٔ ساخت اهرام به معمایی لاینحل تبدیل شده است. این شگفتی تا جایی پیش رفته است که برخی کارشناسان ادعا کردند قطعا اهرام مصر را موجودات فضایی ساختهاند.
ولی مهندسی به مفهوم امروزین آن از حدود قرن ۱۵ میلادی پدیدار شد. مهندسین به کسانی گفته میشد که به طراحی و تولید تجهیزات نظامی میپرداختند. از میانهٔ قرن ۱۹ میلادی، روشهای تولید جدیدی به وجود آمد که در عرصهٔ تولد فولاد و نفت بیشتر به آنها توجه میشد. این روشها به شکلدهی تازهای برای حملونقل، ساختوساز و تولید منجر شد. دانشمندان، مخترعین و کارآفرینان گردهم آمدند و به تغییر فناوریهای نوظهور در چند صنعت کمک کردند.
در این دوران پیشرفتهایی در زمینههای گوناگونی رخ داد. برای مثال:
- آیساک سینگر (Isaac Singer) در ۱۸۵۱ میلادی اختراع سویچ پیوستهٔ ماشین نخریسی را ثبت کرد
- کریستوفر شولز (Christopher Sholes) در ۱۸۶۸ میلادی اختراع اولین ماشین تایپ را ثبت کرد
- اندریو هالیدی (Andrew Hallidie) خودروهای کابلی را برای استفاده در سانفرانسیسکو ابداع کرد
- جوزف گلیدن (Joseph Glidden) در ۱۸۷۴ میلادی سیم خاردار را ابداع کرد
- الکساندر گراهام بل (Alexander Graham Bell) در ۱۸۷۶ میلادی اختراع تلفن را ثبت کرد
- لویس ای واترمن (Lewis E Waterman) در ۱۸۸۴ اختراع قلم خودنویس را ثبت کرد
در اواخر دههٔ ۱۸۰۰ میلادی وقتی مخترعین فرآیند مهندسی را تشخیص دادند، حرفهٔ مهندسی به چند شاخه تقسیم شد که عبارتند از عمران، مکانیک و برق.
در ایالات متحدهٔ آمریکا تا دوران جنگ داخلی، مهندسی در دانشکدههای نظامی یا از طریق کارآموزی در صنایع آموزش داده میشد. از دههٔ ۱۸۶۰ میلادی، تاکید بیشتری بر آموزش رسمی به وجود آمد که شامل دروس مهمی در ریاضیات و علوم بود. برای مثال، دانشکده فناوری ماساچوست در ۱۸۶۵ میلادی با ۱۵ دانشجو شروع به کار کرد.
قرن بیستم
در قرن بیستم چهرهٔ جهان با ابداعات مهندسی به شدت تغییر کرد. مهندسی در قرن بیستم به مفهوم دقیق خود مردم را به برق وصل کرد. این عصر بشر را به سفرهای هوایی و حتی فضایی رساند. در این عصر خودروها و بزرگراههایی برای راندن در آن ایجاد شدند. آب آشامیدنی سالمتر شد و راههای سالمتری برای تولید غذا پیدا شد.
دانش مهندسی باعث شد خانهها آسایش بیشتری داشته باشند و زمان و پول بیشتری صرفهجویی شود. دانش مهندسی بشر را از طریق تلفن، رادیو، و تلویزیون به یکدیگر متصل کرد.
همهٔ این موارد پیش از ابداع رایانه و اینترنت بودند.
تغییرات عمدهٔ حاصل دانش مهندسی
۲۰ تغییر عمده و زیرساختی حاصل دانش مهندسی که زندگی بشر را کاملا دستخوش تغییر کردند، عبارتند از:
- استفاده از نیروی برق
- خودرو
- هواپیما
- تامین و توزیع آب
- الکترونیک
- رادیو و تلویزیون
- مکانیزاسیون کشاورزی
- رایانهها
- تلفن
- تهویه مطبوع و یخچال
- بزرگراهها
- سفینهٔ فضایی
- اینترنت
- تصویربرداری
- لوازم خانه
- فناوریهای سلامت
- فناوریهای نفت و پتروشیمی
- لیزر و فیبر نوری
- فناوریهای هستهای
- مواد با دوام بالا
میبینید که این پیشرفتها انسان امروز را به موقعیت فعلی رسانده و هر یک نقش انکارناپذیری در توسعه فعالیتهای بشری داشته است.
گفتی «دقیقا؟» پس تو مهندسی!
یکی از اصطلاحات مرسوم در بین مهندسین، واژهٔ «دقیقا» (همان Exactly خودمان) است. زیرا آنها همواره با دقت سروکار دارند و نمیتوانند با زبانی آمیخته با ابهام سخن بگویند. هر وقت یک مهندس صحبت میکند، به احتمال زیاد، بارها واژهٔ «دقیقا» را از زبان او خواهید شنید.
چند نوع مهندسی داریم؟
دانش مهندسی در حال حاضر ۵ ردهٔ کلی دارد که عبارتند از:
۱. مهندسی عمران (Civil Engineering)
۲. مهندسی شیمی (Chemical Engineering)
۳. مهندسی مکانیک (Mechanical Engineering)
۴. مهندسی برق (Electrical Engineering)
۵. مهندسی صنایع (Industrial Engineering)
در ادامه زیرردههای هر یک از این انواع دانش مهندسی را بیشتر توضیح دادهام.
۱) مهندسی عمران
اغلب از مهندسی عمران به عنوان قدیمیترین روش مهندسی یاد میشود. مهندسی عمران بر ساختوساز، طراحی و ایجاد سازههای فیزیکی از قبیل سدها، پلها، راهها، تونلها، جادهها، فرودگاهها، سیستمهای زیرزمینی و سیستمهای تامین آب تمرکز دارد.
مهندسین عمران در صنایع بسیاری از قبیل حمل و نقل، برنامهریزی شهری و هوایی فعالیت دارند.
مشهورترین پروژههای مهندسی عمران عبارتند از دیوار بزرگ چین، کانال پاناما، پل دروازهٔ طلایی و برج ایفل.
زیرشاخههای مهندسی عمران به ترتیب الفبا عبارتند از:
- مهندسی ابزار (Utility Engineering)
- مهندسی انرژی (Energy engineering)
- مهندسی بهداشت (Sanitary Engineering)
- مهندسی پایدار (Sustainable Engineering)
- مهندسی ترافیک (Traffic Engineering)
- مهندسی جنگل (Forest Engineering)
- مهندسی حملونقل (Transport Engineering)
- مهندسی خورشیدی (Solar Engineering)
- مهندسی اقیانوس (Ocean Engineering)
- مهندسی راه (Highway Engineering)
- مهندسی راهآهن (Railway Systems Engineering)
- مهندسی رودخانه (River Engineering)
- مهندسی زلزله (Earthquake Engineering)
- مهندسی زمینشناسی (Geotechnical Engineering)
- مهندسی ساختوساز (Construction Engineering)
- مهندسی سازه (Structural Engineering)
- مهندسی سواحل (Coastal Engineering)
- مهندسی شهرسازی (Municipal/Urban Engineering)
- مهندسی محیط زیست (Environmental Engineering)
- مهندسی معدن/زمینشناسی (Mining/Geological Engineering)
- مهندسی معماری (Architectural Engineering)
- مهندسی هیدرولیک (Hydraulic Engineering)
۲) مهندسی شیمی
مهندسی شیمی در سادهترین تعریف با مواد شیمیایی سروکار دارد. این مهندسین به طراحی و تولید مواد و محصولاتی با استفاده از علوم شیمی، بیولوژی، ریاضی و فیزیک میپردازند. آنها همچنین در فرآیندهای نوآورانه برای استفاده و انتقال انرژی دخالت دارند.
مهندسین شیمی ممکن است با میکروارگانیزمها، مواد غذایی، داروها و سوخت کار کنند. کار آنها اغلب در آزمایشگاه است و ممکن است از رایانه و طراحی تجربی نیز استفاده کنند.
زیرشاخههای مهندسی شیمی به ترتیب الفبا عبارتند از:
- مهندسی بافت (Tissue Engineering)
- مهندسی بیوتکنولوژی (Biotechnological Engineering)
- مهندسی بیوشیمی (Biochemical Engineering)
- مهندسی بیومولکولی (Biomolecular Engineering)
- مهندسی پزشکی (Biomedical Engineering)
- مهندسی پلاستیک (Plastic Engineering)
- مهندسی پلیمر (Polymer Engineering)
- مهندسی جوش (Welding Engineering)
- مهندسی خوردگی (Corrosion Engineering)
- مهندسی داروسازی (Pharmaceutical Engineering)
- مهندسی ژنتیک (Genetic Engineering)
- مهندسی سلولی (Cellular Engineering)
- مهندسی فرآیند (Process Engineering)
- مهندسی کاشی (Textile Engineering)
- مهندسی کاغذ (Paper Engineering)
- مهندسی متالورژی (Metallurgical Engineering)
- مهندسی مواد (Materials Engineering)
- مهندسی مواد غذایی (Food Engineering)
- مهندسی مولکولی (Molecular Engineering)
- مهندسی میکروبی (Microbial Engineering)
- مهندسی نفت (Petroleum Engineering)
۳) مهندسی مکانیک
مهندسی مکانیک به طراحی و تولید سیستمهای مکانیکی و دستگاههای در حال حرکت توجه دارد. این متخصصین از مهارت حل مساله، تفکر خلاق و اصول ریاضی و فیزیک برای تبدیل مفاهیم به محصولات عملیاتی از قبیل کشتی، اسلحه، لوازم منزل، توربین و خودرو استفاده میکنند.
امروزه مهندسین مکانیک بر اساس اصول پایهای بسیاری کار میکنند که هزاران سال پیش به کار برده شده است. مواردی مثل چرخ، قرقره، پیچ و محور.
زیرشاخههای مهندسی مکانیک به ترتیب الفبا عبارتند از:
- مهندسی صدا (Acoustical Engineering)
- مهندسی هوانوردی (Aeronautical Engineering)
- مهندسی هوافضا (Aerospace Engineering)
- مهندسی کشاورزی (Agricultural Engineering)
- مهندسی ستارهشناسی (Astronautical Engineering)
- مهندسی خودرو (Automotive Engineering)
- مهندسی تولید (Manufacturing Engineering)
- مهندسی دریا (Marine Engineering)
- مهندسی مکاترونیک (Mechatronics Engineering)
- مهندسی نیروگاه (Power Plant Engineering)
- مهندسی روبوتیک (Robotics Engineering)
- مهندسی ورزشی (Sports Engineering)
- مهندسی گرما (Thermal Engineering)
- مهندسی باد (Wind Engineering)
۴) مهندسی برق
این شاخه از مهندسی از قرن ۱۹ میلادی متولد شد. مهندسی برق بر تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی تمرکز دارد. این مهندسین به طراحی، آزمایش و نگهداری دستگاههایی میپردازند که از جریان الکتریسیته استفاده میکنند. کار آنها از اشیای کوچکی مثل میکروچیپها و رایانهها تا پروژههای مقیاس بزرگی مثل ماهوارهها و ژنراتورهای نیروگاهی را پوشش میدهد.
بیشتر مهندسین برق کار اداری یا آزمایشگاهی دارند در حالی که کار کارگاهی نیز متداول است.
زیرشاخههای مهندسی برق به ترتیب الفبا عبارتند از:
- مهندسی کامپیوتر (Computer Engineering)
- مهندسی داده (Data Engineering)
- مهندسی الکترونیک (Electronics Engineering)
- مهندسی سختافزار (Hardware Engineering)
- مهندسی فناوری اطلاعات (Information Technology Engineering)
- مهندسی میکروالکترونیک (Microelectronic Engineering)
- مهندسی نانو (Nano Engineering)
- مهندسی شبکه (Network Engineering)
- مهندسی نور (Optical Engineering)
- مهندسی قدرت (Power Engineering)
- مهندسی ارتباطات (Telecommunications Engineering)
- مهندسی وب (Web Engineering)
البته در دو دههٔ اخیر برخی کارشناسان معتقدند مهندسی کامپیوتر و زیرشاخههای آن را باید از برق جدا کرد و گروه مهندسی مستقلی برای آن تشکیل داد. ادعایی که دور از منطق به نظر نمیرسد.
۵) مهندسی صنایع
مهندسی صنایع به ترکیب مهندسی و روشهای عمومی تجارت برای کاهش هزینهها، بهبود کیفیت و افزایش کارآیی میپردازد. این متخصصین اغلب در صنایع مرتبط با خدمات، سرگرمی و بهداشت استخدام میشوند.
یک مهندس صنایع باید بتواند به خوبی با افراد کار کند. کار اصلی این مهندسین طراحی تسهیلات و سیستمهای اطلاعاتی، مدیریت موجودیها، بررسی انتصابات کارکنان و اطمینان از امنیت محیط کار است.
زیرشاخههای مهندسی صنایع به ترتیب الفبا عبارتند از:
- مهندسی پوشاک (Apparel Engineering)
- مهندسی جزء (Component Engineering)
- مهندسی مالی (Financial Engineering)
- مهندسی حفاظت آتش (Fire Protection Engineering)
- مهندسی تولید (Manufacturing Engineering)
- مهندسی ایمنی (Safety Engineering)
- مهندسی زنجیره تأمین (Supply Chain Engineering)
- مهندسی سیستمها (Systems Engineering)
خطای مهندسیگرایی
با این که دانش مهندسی، قابلیتهای بسیاری به دنیای ما افزوده است، نفوذ نگرش مهندسی در حوزهٔ دیگر موجب بروز چالشهای دردسرسازی شده است. بسیاری از کارشناسان خبره بر این امر تأکید دارند که دانش مهندسی محدودهٔ منطقی خود را دارد و نباید نگاه مهندسی را به همهٔ عرصهها تعمیم داد.
برای مثال نگاه مهندسیگرایی در دانش مدیریت باعث ایجاد روشهای مدیریت خشک و سختگیرانهای شده است که کارکنان را به افرادی تنها، عصبی، خسته و نگران تبدیل کرده است.
مثال دیگر از نفوذ نگاه مهندسیگرایی در آموزش و پرورش و آموزش عالی است. نگاهی که تنها به ساختن سیستمی برای حفظ کردن دروس و نمره گرفتن و کنترل دانشآموزان و دانشجویان در محیط آموزشی توجه کرده و بسیاری از نیازهای روانشناختی و اجتماعی کودکان و نوجوانان و دانشجویان را به فراموشی سپرده است.
همین نگاه به جامعه باعث شده که شهرداریها در بسیاری موارد، به جای توجه به فرهنگ و نیازهای اعتقادی جامعه، تنها به ساخت پل و تعریض خیابان و ایجاد معبر و غیره توجه کنند و فراموش کنند که آنچه خراب میکنند، هویت یک شهر و آنچه میسازند، مغایر نیازهای واقعی جمعیت ساکنین است.
چالشهای مهندسی آینده
مهندسی همواره با پیشرفت و چالشهای جدید سر و کار دارد. ۱۴ چالش بزرگ برای مهندسی در قرن پیش رو عبارتند از:
- اقتصادی کردن انرژی خورشیدی
- تأمین انرژی از همجوشی هستهای
- توسعه تکنیکهای تجزیهٔ کربن
- مدیریت چرخهٔ نیتروژن
- دسترسی به آب بهداشتی
- بازیابی و بهبود زیرساختهای شهری
- پیشرفت اطلاعات سلامت
- مهندسی بهتر پزشکی
- مهندسی معکوس مغز
- ممانعت از حملات هستهای
- امنسازی فضای مجازی
- بهبود واقعیت مجازی
- بهبود یادگیری شخصیسازیشده
- مهندسی ابزارهای اکتشاف علمی
- مبارزه با اپیدمیهای مشابه بحران کرونا
بحران هوش مصنوعی برای مهندسین
در سالهای اخیر با جهشهای توان محاسبات رایانهای، کاملتر شدن روشهای هوش مصنوعی و ارائهٔ نوآوریهای جدید هوشمند، این نگرانی در جامعهٔ مهندسی نفوذ کرده است که ممکن است بسیاری از مشاغل مهندسی با هوش مصنوعی جایگزین شوند.
در لحظهٔ نگارش این مقاله (۶ اسفند ۱۴۰۱) هوش مصنوعی قادر است با دقتی مطلوب بسیاری از کارهای مهندسین را انجام دهد:
- کدنویسی و طراحی سایت
- طراحی محیطی و دکوراسیون داخلی
- گرافیک و طراحی بصری
- انیمیشنسازی
- تحلیل داده
- کنترل کیفیت
- طراحی قطعات پیچیده
- طراحی مواد شیمیایی جدید
این فهرست لحظهبهلحظه در حال تکمیل است و نگرانیهای جدیدی برای مهندسین در سراسر دنیا ایجاد کرده است.
مسیر آینده
با توجه به رشد قابل پیشبینی جمعیت بشر در سال ۲۰۵۰ که بالغ بر ۱۰ میلیارد نفر تخمین زده میشود، نیاز به توسعهٔ روشهای مهندسی بیش از گذشته احساس میشود.
امروزه مهندسین به دنبال راهکارهای استفادهٔ امن، کارآمد و قابل بازیابی انرژی هستند. آنها تلاش دارند بهداشت بیشتری فراهم کنند و درمانهای پزشکی موثرتری ایجاد کنند. آنها بر طراحی راهکارهای موثر جدیدی برای خلق، ذخیرهسازی و استفاده از اطلاعات کار میکنند.
امروزه مهندسین به شدت بر یافتن فناوریهای تازهای کار میکنند که به افراد اجازه میدهد در جهان جذابی به کار، یادگیری و تفریح بپردازند.
این مقاله را با صدای عمار محمدی آلاشلو گوش دهید:
تاریخچهٔ این مقاله:
بازنویسی: ۱۴۰۱/۱۲/۰۶
نگارش اولیه: ۱۴۰۰/۱۲/۰۹
