Inżynieria

Inżynieria, zastosowanie nauki do optymalnego przekształcania zasobów natury do użytku ludzkości. Dziedzina ta została zdefiniowana przez Engineers Council for Professional Development, w Stanach Zjednoczonych, jako twórcze zastosowanie „zasad naukowych do projektowania lub rozwoju konstrukcji, maszyn, aparatury lub procesów produkcyjnych, lub prac wykorzystujących je pojedynczo lub w połączeniu; lub do konstruowania lub obsługi tychże z pełną świadomością ich projektu; lub do przewidywania ich zachowania w określonych warunkach operacyjnych; wszystko w odniesieniu do zamierzonej funkcji, ekonomii działania i bezpieczeństwa dla życia i mienia.” Termin inżynieria jest czasami bardziej luźno zdefiniowany, zwłaszcza w Wielkiej Brytanii, jako produkcja lub montaż silników, obrabiarek i części maszyn.

Słowa silnik i pomysłowy pochodzą od tego samego łacińskiego korzenia, ingenerare, co oznacza „tworzyć”. Wczesnoangielski czasownik engine oznaczał „wymyślać”. Tak więc silnikami wojennymi były urządzenia takie jak katapulty, pływające mosty i wieże szturmowe; ich konstruktorem był „inżynier”, czyli inżynier wojskowy. Odpowiednikiem inżyniera wojskowego był inżynier cywilny, który stosował zasadniczo tę samą wiedzę i umiejętności do projektowania budynków, ulic, wodociągów, systemów kanalizacyjnych i innych projektów.

Z inżynierią związana jest ogromna ilość specjalnej wiedzy; przygotowanie do praktyki zawodowej obejmuje rozległe szkolenie w zakresie stosowania tej wiedzy. Standardy praktyki inżynierskiej są utrzymywane dzięki wysiłkom stowarzyszeń zawodowych, zwykle organizowanych na poziomie krajowym lub regionalnym, których wszyscy członkowie uznają odpowiedzialność wobec społeczeństwa ponad odpowiedzialność wobec swoich pracodawców lub innych członków ich społeczeństwa.

Funkcją naukowca jest wiedzieć, natomiast inżyniera jest robić. Naukowcy dodają do zasobu zweryfikowanej, usystematyzowanej wiedzy o świecie fizycznym, a inżynierowie wnoszą tę wiedzę w rozwiązywanie praktycznych problemów. Inżynieria opiera się głównie na fizyce, chemii i matematyce oraz ich rozszerzeniach o materiałoznawstwo, mechanikę ciała stałego i płynów, termodynamikę, procesy przenoszenia i szybkości oraz analizę systemów.

W przeciwieństwie do naukowców, inżynierowie nie mogą swobodnie wybierać problemów, które ich interesują. Muszą rozwiązywać problemy w miarę ich pojawiania się, a ich rozwiązania muszą spełniać sprzeczne wymagania. Zazwyczaj wydajność kosztuje, bezpieczeństwo zwiększa złożoność, a poprawa osiągów zwiększa wagę. Rozwiązanie inżynierskie jest rozwiązaniem optymalnym, wynikiem końcowym, który, biorąc pod uwagę wiele czynników, jest najbardziej pożądany. Może to być rozwiązanie najbardziej niezawodne w ramach danego limitu wagowego, najprostsze, które spełni określone wymagania bezpieczeństwa, lub najbardziej efektywne przy danym koszcie. W wielu problemach inżynierskich koszty społeczne są znaczące.

Inżynierowie wykorzystują dwa rodzaje zasobów naturalnych – materiały i energię. Materiały są użyteczne ze względu na swoje właściwości: wytrzymałość, łatwość wytwarzania, lekkość lub trwałość; zdolność do izolowania lub przewodzenia; właściwości chemiczne, elektryczne lub akustyczne. Ważnymi źródłami energii są paliwa kopalne (węgiel, ropa naftowa, gaz), wiatr, światło słoneczne, spadająca woda i rozszczepienie jądra atomowego. Ponieważ większość zasobów jest ograniczona, inżynierowie muszą zajmować się ciągłym rozwojem nowych zasobów, jak również efektywnym wykorzystaniem istniejących.