试论农业i程的性质和特征孙琦厚(北京农业工程大学)提要，＼本文从工程的本质特征人手，根据农业工程客体的特点，论述了农业工程的性质和特征．农业工程与土木、机械、化工、电力等传统工程最根本的区别在于它创造和改良的工程客体是含有有生命物体与无生命物体的复杂系统，；这个物质系统与周围环境有密切联系。[因此，农业工程应该特别注意研究农业生物与环境、农业生物和环境与各种工程措施之间的关系。作者还对“农业工程舡程手段在农业上的应用”，“农业工程学科是介于传统工程学科与农业生物学科之间的边缘孛扭”等说法提出了不同看法。关于农业工程的性质和特征，学术界有不同看法。笔者谈点自己的粗浅认识，供研究参考。农业工程的概念是随着传统农业向现代农业转化而提出来的。十八世纪工业革命后，随着手工业生产向机器大工业过渡，要求设计和制造的机械设备，要求建设的大型设施和建筑物日益增多，土木、机械、化工；电力等工程活动迅速发展。适应这些工程事业的发展，其学科也逐渐发展起来。由于这些学科的研究对象都是无生命物体构成的，设计和制造这类工程客体所需要的知泛主要是力学、物理、化学等，所需要的技术，主要是关于材料的机械性质，加工工艺、制造方式和设备等机械技术，以及化工，电工技术，这些知识和技术大部分很早就比较成熟了，因此，土木、机械，化工，电气等工程学科也很快就达到了比较成熟的程度。当传统的工程学科已经比较成熟的时候，农业；基本上还处于手工劳动阶段，对农业工程的要求还不迫切。由于工业迅速发展带来对农畜产品和劳动力的需求日益增加，十九世纪中叶，人们开始研制和使用各种农业机械，以提高劳动生产率，从而相继发明了各种畜力牵引的铸铁犁、钢犁，中耕机，条播机、脱粒机、收割机等。十九世纪下半叶某些国家已在农业生产中大量使用马拉的各种农业机械。二十世纪初，实用的内燃拖拉机研制成功。千些国家便开始在农业生产中大量使用拖拉机，逐步实现机械化。农业机械化的迅速发展提出了建立和发展农业工程学科的任务。适应这种需要，1907年美国成立了农业工程师学会，创办了召农业工程学报"，在一些州立大学相继建立了农业工程系或设置农业工程课程。初期的农业工程活动，主要是农业机械化和水利化。这些工程活动着重于把土木，机论农业工程的性质和特征就没有什么区别了。严格地说，拖拉机和其他农业机械的设计制造并不属于农业工程，而属于机械工程。这里有必要弄清什么是工程，根据什么对工程进行分类。；!；；。2：租是人类控制和改造自然，创造具有特定功能的人工自然物的活动。这种人工自然物是厂个具有一定成分、结构和活动方式的物质系统。它不仅在天然的自然界中不存在，而且；同巳有的人工自然物也不完全一样。不然，就是生产活动而不是工程活动了。能不能说创造人工自然物的活动都是工程呢?不能。自从有了人类，人就学会了创造工具，随后又学会制陶、冶金、纺织、建筑等，这些活动都是创造人工自然物的活动。伹通常人们不把这些活动叫工程活动，也不把这些活动创造的人工自然物叫工程。因为这些人工自然物结构简单，·依靠手工业者的经验和技艺就可以创造出来。随着个体手工业向工场手工业及机器；大工业过渡，；需要创造的人工自然物越来越复杂，单凭经验已感不够，需要依靠科学，这时就形成了工程的概念，并且出现了第：-批工程师。这批工程师，有的是转向技术工作的科学家，有的是自学科学知识的手工业者和能工巧匠。他们利用数学和力学知识进行创造发明和工程计算。达·芬奇就是这批工程师的代表人物，他领导过挖运河的工程，设计过多种多样的机械。可见工程活动是科学同技术相结合的产物，是以应用科学知识为前提的。著名的科学史家贝尔纳说：“工程师从科学家里兴起，不断地并密切地和科学家保持联系。。(2)这段话也反映了工程以应用科学知识为前提。因此，我们可以把工程定义为：利用科学知识和技术手段创造具有特定功能的人工自然物的活动及其结果。把工程定义为一种人类活动，反映了工程的动态性和过程性，有利于从整体上把握工程的本质，把工程又定义为活动结果，反映了工程的目的性。工程活动的结果一一人工自然物，旱工程的体现者。它是一个具体的完整的物质构成物，是个物质的综合体。我们可以把它称为工程客体。 i工程客体最基本的特征是它具有自然一一社会二重性。一方面，·它是变了形的自然界的物体，它的物质构成部分都来自自然界，并且按照自然规律运动着，·因此，工程客体受自然条件的制约，它的结构和功能遵守自然规律，这是工程客体的自然属性。另一方面，工程客体是为满足人翠的某种需要，通过人类劳动创造的。因此，它又受社会条件的制约，社会发展的竺律，特别是社会的经济条件和社会需要，决定着工程客体的结构，功能和发展。这是工卒客体的社会属性。工程客体的二重性反映了工程的本质特征。说明创造工程客体不仅要综合地应用自然科学知识，而且还要综合地应用社会科学的知识。同时，工程客体作为—个整体，是由许严部分构成的，含有多种物尽成分和运动形式，改变每种物质运动形式的状态都需要相应的技术。因此，工程不是指某项技术，而是多种技术的综合应用，是二汁完整的80农业工程学报技术体系。总之，工程客体均自然一一社会二重性，以及它的整体性，综合性等体现了工程的本质，工程就是综合地应用科学知识和技术手段，创造工程客体的活动过程。!工程作为一类学科的总称，它们的研究对象都是工程客体，它们的研究内容都是人工自然的特殊规律即技术原理，以及建立人工自然的方式、方法，手段等问题。工程；客体有共性，这些共性决定了工程学科的共同本质。但共性是通过特殊性表现出来的，共性寓于特殊性之中。工程客体的特殊性是工程学科分类的基础，是决定某类工程学科性质和特征的客观，依据。，；·；；各种农业机械都是具体的完整的人工自然物，都是工程客体。作为工程客体，它们和一般机械，例如机床，印刷机等没有本质区别。设计制造农业机械与设计制造印刷机械一样，属于机械工程。农业机械可以为农业服务，这是它的特殊功能，就象印刷机械可以印刷书报杂志一样。因此，不能按工程客体的特殊功能进行工程分类，不能把设计制造农业机械称为农业工程。农业机械应用于农业，是作为一种技术手段，参与农业工程客体的创造过程，成为农业工程客体的一个构成部分。如修建农田的暗管排水系统就是一项农业工程，它改变了农业生产客体的结构和功能。要修建暗管排水工程，需要化学工业生产出合格的波纹排水管，需要机械工业制造出开沟埋管机械。水管和埋管机作为修建暗管排水工程的技术手段参与了农业工程。本身还不能说就是农业工程。农业工程是指修建暗管排水系统的全过程，包括规划设计和具体施工组织等。·农业工程与土木、机械，化工，电力等工程的最根本的区别在于，农业工程客体是由有生命的物体和无生命的物体相互作用形成的，它们之间互相作用的机制十分复杂，而土木，机械，化工，电力等工程客体都是由无机物构成的，无生命物体之间的相互作用要简单得多。因而，，农业工程与土木、机械、化工，电力等传统工程相比，需要的理论知识和技术手段有很大不同。如果把农业工程看作土木，机械，化工，电力等传统工程在农业生产上的应用，实际上就是把农业工程归结为这些传统工程，这等于取消了农业工程。因此，。应用说。是不科学的，是不可取的。；随着传统农业向现代农业转化，以及现代农业的进一步发展，农业工程的内容和范围日益扩大。农业工程的概念也随之发展。例如，在20世纪30年代，防止土壤侵蚀成为美国最为重要的农业工程问题。特别是1934年春天，大风在一天之内就从美国的俄克拉荷马、堪萨斯，科罗拉多、德克萨斯，怀俄明等州刮走了3亿吨肥沃的表土。惨重的损失使人们充分认识到土壤保持的重要性。美国国会通过了水土保持法案，为建设新的生态平衡，开展了以小流域为中心的农田建设规划，进行了全面的土地整治工作。土壤保持是一项很复杂的系统工程，包括风蚀与水蚀，灌溉与排水、土地的合理利用，防洪等许多方面，必须进行综合治理。再把农业工程简单的看成传统工程产品在农业上的应用，把农业工程视为从农业外部向农业投入什么东西，就不够了。于是，农业工程学者就想扩大和发展农业工程概念。例如，1936年在美国一次水土保持会议的总结中就明确指出：农业工程师是站在土木工程与农业科学之间的，其耳作领域与其他工程既无竞争，．又不重复。农业工程师需要特殊训练。这实际第3期试论农业工程的性质和特征81上就是把农业工程学科看作介于传统工程与农业科学之间的边缘学科，强调农业工程的独立性和所需知识的特殊性。．这种观点随着现代农业的发展进一步加强和明确。现代农业的一个重要特点是向集约化发展。农业的集约化使农业生物环境的改善与控制成为农业工程的重要内容。在种植业方面出现了植物工厂。在植物工厂中，都有比较高级的水培装置和环境调节设备，大部分栽培作业实现自动化。植物工厂可周年生产，气温，CO：浓度，光量、湿度，营养液组份等环境条件都实行自动控制。用植物工厂栽培粮食作物，成本太高，将来也未必可行，伹用它生产价值高的蔬菜，药材等，还是大有前途的，特别是用它生产种苗，植物工厂的技术可发挥威力。在畜牧业方面，出现了大型工厂化养鸡场，使孵化、育雏及育成分别独立地进行集约化大规模生产。养鸡业成功的关键就在于从各个不同方面引进先进技术，保证了鸡舍环境的不断改笋。建立这些环境控制工程，必须了解农业生物与环境之间的关系，以及农业生产和环境与各种技术措施之间的关系。农业工程与农业生物学的关系日益密切。适应农业工程发展的这种客观需要，有些学者明确提出：农业工程学科是一门介于机械，电力，土木，化工等工程学科与农业生物学科之间、具有边缘学科性质的应用学科。有的专家甚至提出：农业-：：程是农业和工业两个行业互相渗透、结合而形成的边缘学科。这种边缘学科的观点为不少人接受。。边缘学科说。强调农业工程既需要传统的工程知识，又需要农业生物学的知识，强调农业工程学要注意研究农业生物与环境、农业生物各环节与各种工程措施之间的关系，比“应用说。前进了一大步。但是，我认为把农业工程理解为边缘学科也是值得商榷的。农业工程作为一门工程学科，它同土木，机械，化工，电力等工程学科一样，研究对象都是工程客体。但它们之间研究的工程客体却都不相同，有明确的分界，并不相互交叉。例如，机械工程的研究对象是各种各样的机械，这些机械都是由无生命的物体构成的。而农业工程的研究对象是农业生物在其中生长发育的农业生产客体，它是由有生命的物体和无生命的物体共同构成的。显然，农业工程与机械工程的研究对象回然不同。农业工程是与机械工程相并列的一门工程学科，不是机械工程派生出来。农业工程学科与农业生物学科的研究对象更是相差甚远。农业生物学科的研究对象是农业生物，是农业生物的生长发育规律等，属于应用基础研究，而农业工程主要属于应用技术研究。既然农业工程学科与一些传统工程学科和农业生物学科研究对象回然不同，没有相互交叉，就不宜把农业工程说成是传统工程学科与农业生物学科相互交叉，相互渗透形成的边缘学科。农业I程学科需要研究农业生物体在生长，繁育、贮存和加工过枉中与环境的关系，以及与各种技术手段之间的关系，需要综合地应用生物技术和非生物技术，!．这是由农业工程客体的特点决定的，并非传统工程学科和农)q(生物学科相互交叉、相互渗透的产物。·工程客体都是由不同的自然物构成的，含有不同的运动形式。自然界中有多种多样的物质运动形式，但基本运动形式只有四种，即机械运动，物理运动，化学运动和生命运动。与这四种基本举动形式相适应，也有四种基本技术，这就是机械技术，物理技术、化工技术、和生物技术。机械技术用来改变自然物的机械运动状态和自然物的形状，物理技术用来改变自然物的物理特性；化工技术用来改变自然物的物质成分，生物技术用来改变生命运动的状态和性质。四种运动形式有一个从低级到高级的发展顺序，这就是机械运动->物理运动呻化学运动-)生命运动。高级运动形式包括低级运动形式。同样，四种基本技术也有一个发展的82农业工程学报历史II顷序。从近代技术发展史看，这个顺序也是：机械技术-)物理技术今化工技术·)生物技术，高级运动形式的技术包含着低级运动形式的技术。如化工技术要改变物质元素的成分和物质的性质，就需要机械技术和物理技术作手段才能得以进行。生物技术要改变生命运动的状态和性质，不仅需要机械技术和物理技术作手段，而且需要化工技术作手段。有些工程客体是由无机物构成的，并且仅含有物质的机械运动过程，创造这样的工程客体主要依靠力学知识和机械技术就可以了。有些工程客体既有有生命物体，÷又有无生命物体，创造这样的工程客体，不仅需要综合地应用力学，物理，化学，生物等基础学科的知识，而且要综合地利用机械技术，物理技术，化学技术，生物技术等各项基本技术。不能因为农业工程要综合地应用四门基础学科的知识和四项基本技术就认为它是传统工程学科与农业生物学科之间的边缘学科·、，按照系统论的观点，不同要素相互依赖相互作用构成一个系统时，系统就产生了这些要素单独存在时所没有的新质，新的功能。这些新质是由不同构成部分相互作用产生的。、因此，要想使系统产生有利于人类的新的性质和功能，就必须研究不同要素相互作用的机制。不同无生命物体构成一个系统时，它们之间也相互作用，从而产生系统的整体功能。伹无机物之间相互作用的机制相对简单些，人们对这方面的认识也比较成熟。农业工程客体中，有生命物体和无生命物体相互作用的机制就复杂多了。人们对这种相互作用机制的研究，实际上刚刚开始，它还是一块未开垦的处女地。在这块土地上耕耘，可能会获得很大的收获，无疑，棚了创造或改善农业工程客体的目的是使这些客体为人类提供更多的价廉物美的农畜产品。要想使农业工程客体性能优化，关键是研究生命物体和非生命物体的关系。关于这些关系的知识，才是农业工程学科的真正的理论基础。农业工程客体还有一个很显著的特点，就是它同周围环境有密切的联系。当然；传统工程客体也同周围环境有联系。它需要的各种原料都来自然界，工程客体活动的排泄物又回到自然界。但是，这种联系相对说来比较弱，而且人们比较容易预见和控制，因为人们把各种原料采集来，经过加工，重新组成一个新的客体，这样就切断了这些物质与自然界的原有联系。它们的各种新联系都是人们有意识安排的。农业工程客体就不同了。农业生产客体同周围环境的联系是历史上长期形成的，是一个复杂的生态系统。这个系统不能破坏，否则农业生物就无法生存。农业工程客体一般不是人为地重新组织起来的，而是对原有生态系统进行改造，从有利于农业生物生长发育出发，在原有农业生态系统中，加入某种自然物，以改善整个系统的功能。由于加入了一些新的物质，建立了某些新的联系，这样就建成了一个新的农业工程客体，这就是农业工程。例如，在农田里修建暗排，暗灌，暗降等水利设施，并未打乱原来的生态联系，而是根据对土壤一植物一水分相互关系的研究，加入了一些新的物质因素一一水利设施，既保证植物对水分的需要，又合理地利用水资源。土壤一植物一水利设施等要素共同构成一个新的农业工程客体。农业工程客体同环境的关系是错综复杂的。某些因素的改变，；常常引起一系列连锁反应，；导致意想不到的后果。人们进行的农业工程活动，常常遭到自然界的报复。恩格斯说过：尊我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每尸次这样的胜利，自然界都报复了我们。每一次胜利，在第二步都确实取得了我们预期的结果，；但是在第二步和第三步却有了完全不同的，出乎预料的影响，常常把第一个结果又取消了。米索不达米亚，希腊，小亚细第8期试论农业工程的性质和特征亚以及其他各地的居民，+为了想得到耕地，把森林都砍完了，伹是他们梦想不到，这些地方今天竞因此成为荒芜不毛之地，因为他们使这些地方失去了森林，也失去积聚和贮存水分的中心o·?(·3)；；建国以来，我们搞的某些农业工程。·如围湖造田、毁林开荒等，。破坏了生态平衡，也遭到自然界的报复，教训是极其深刻的。因1q；，农业工程不仅要注意研究工程客体内部生命物质和非生命物质的相互关系，而且要研究工程客体同周围环境关系。这是农业工程同其他工程相区别的最根本的特点。这个特点是由农业工程研究对象本身的特点决定的。不是传统工程学科和农业生物学科相互交叉，相互渗透的表现。通常认为，边缘学科是两种或多种学科相互交叉。相互渗透产生的中间学科，它是以原有学科为基础的。把农业工程解释为边缘学科没有反映农业工程学科与其他工程学科的根本不同的特点，；因此，我认为边缘学科说也是不甚科学的。；!，!；·‘—总之，农业工程是人类综合地应用科学原理和技术手段，钿晌改曳农业工牲窖体的活S0b农业工程窖体是由有生申的物质和无生命的物质共同构成的，、与向围环境有密妨联紫。农业工程学科是与机械工程，土木工程，化工工程、电力工程等传统工程学科相并列的一个学科，不是这些工程学科在农业上的应用，也不是这些传绑工程学科与农业生物学科相互交子，相互串透产生的边缘学科。农业工程学科的特辣的研究对象决定了农业土程学科的性质和特征，决定了农业工程学科的地位和发展方向-·；；主要参考文截亡1)陶鼎；来编译：“美国农业工程钵术的发展黔，《农业工程学报》(2)?贝尔：纳：《历史上的科学》，科学由版社，第14页。亡3)《马克思恩椭选集》，第三卷；第517页。；／1985年第皇期．’

文章来源：《山东农业工程学院学报》 网址: http://www.sdnygcxyxb.cn/qikandaodu/2020/1011/547.html