乔尔?利维（Joel Levy）是一位致力于科学和自然的作家和新闻记者。 他的其他著作包括《数学的好奇史》，《真正有用的：日常技术的科学和历史》，《毒药：社会史》，《牛顿的笔记本》和《大教堂里的蜜蜂》。
谷小书，英国伦敦城市大学市场营销学硕士、资深自由译者，有近二十年笔译经验，累积千万字以上。已出版译著有《证券技术分析：市场结构、价格行为和交易策略》（金融类）、《反直觉》（商业类），另译有《□伟大的一代》（传记类）、《联邦海军陆战队》（科幻类）、《独托邦》（小说类）等电子版书籍。

本书将所有关键的工程理论和发现汇集到了一起。 每页包含一个不同的“备忘单”，告诉您□重要的事实，因此您可以在几分钟内感觉像专家一样！ 从阿基米德到伊隆?马斯克，从泵和皮带轮到蒸汽机，从运河船到太空火箭，每个关键人物，理论或术语都以简洁生动的文字和图形表示。 这套图形引导的课程非常适合那些知识匮乏和时间匮乏的人，使工程变得有趣且易于使用。 您需要了解的所有信息以及更多信息都打包在一个方便的卷中。这本书力图培养青少年对工程机械的兴趣，并普及相关知识。 书中，每个知识点、理论或术语都以简洁明快的文字和图形来解释，使内容变得有趣且通俗易懂，读者只需要花费很少的时间就可以立即掌握。

本书将晦涩难懂的工程学定律均用简单易懂的语言加以阐释，能够引发读者兴趣，帮助他们更加深入地了解工程学的基本概念和原理。全彩印刷，装帧精美。

引?言

??工程学的现代定义是，为满足人类需要，将科学原理应用于实际，利用自然资源进行的系统、流程、结构和机器的设计与开发。

工程学最初并非脱胎于科学，而是脱胎于擅长奇思妙想的人们在实践中积累的经验。这些经验是建立在人们能够生产、构建、学习有用事物，并形成一套实用知识体系的基础上的。

英文中的“engineer”（工程师）一词由拉丁语词根“ingenerate”（创造）衍生而来，后者与“ingenious”（心灵手巧）为同源词根。这说明，最初的工程师应该是心灵手巧、善于创造发明的人，而他们智慧的结晶就是器械，确切地说是战争器械。因为，无论作为一个行业还是一门专业，工程学自诞生伊始便同军事结下了不解之缘。军事工程师除了奉命设计、建造防御工事并寻找破坏这些工事的手段外，还需要打造战时武器，如像弩炮这样的大型复杂武器。此外，还要负责修造支撑陆军和海军作战的基础设施。例如，大军转移时所需的公路和桥梁，造船的船坞，以及摧毁城墙的炸药。这其中的很大一部分成果，显然都可转为民用。而且，文明的进步总是与土木工程的发展如影随形，譬如修建运河和桥梁、挖矿和采石、兴建宫殿和道路。

在古希腊、古罗马、古印度和中国，制作各种“奇技淫巧”的传统都十分久远。这一传统，即人们所知的力学，尽管与哲学或其他传统学术层面存在交集，但实用性才是其本质特征。正因如此，力学的定义无论是由其内部决定还是由外界赋予，都与哲学和科学这类追求理论的学科背道而驰。虽然当今数学和科学是工程学的关键与核心，但历史上的许多工程师并不相信这一理论。例如，在美国，那些以学徒身份接受训练，而没有在学校或大学接受过正规教育的人便抱有这样的看法，这种情况直到19世纪中叶才有所改观。

然而在其他地方，一种更注重概念性和专业性的严谨态度发展了起来，而军事工程学又一次扮演了“引路者”的角色。热武器的出现，对军事工程师的能力提出了更高的要求：他们必须能将科学原理和数学的精确性与实际应用相结合。18世纪初，法国创办了一所军事工程学校，旨在培养建造火炮和防炮工事的人才，另外又创办了一所专攻道路、桥梁和运河修建的土木工程学校，以满足其军事需要。在英国和美国，工程学取得的进展更多体现在商业和私人领域，且基本集中于工业生产方式和机器设备。而随着这些方法和设备的愈发先进和专业，应用科学原理的重要性日益凸显。对军事和民用技术都同等重要的机械和农业工程，作为两个工程学分支应运而生。并且，科学技术的持续稳步发展，将为工程学演化树增添更多分支。电气工程学形成于19世纪，电报业是其诞生的主要“推手”。在□0世纪电气工程又见证了核能、生物、空间和计算机工程的发展，而化学工程学同样诞生于这个世纪。新兴专业更是层出不穷，这其中包括基因工程学、地球工程学和纳米工程学。如今，无论从科学还是技术角度，工程学领域都称得上是被无数光环围绕。它对人类的影响可谓无出其右，从日常生活到全球经济，从再寻常不过的人类活动到地球的命运，都可以看到工程学的身影。

本书的编排方式大体上能够反映出工程学的整体组织方式。每一个章节都各有侧重地探讨了工程学最重要的某个分支，其中涵盖了土木工程学、生物工程学、交通运输学、军事与航空航天学、电气和机械工程学。此外，有些重要的基本概念并不适合归入上述领域，因此将其中的一部分放在第一章加以论述。史蒂芬·霍金曾被出版商提醒，他在书中每用到一个方程式，就会使读者数量减半。这一箴言言犹在耳，故本书多半会避开方程式的使用，也尽量不涉及数学。但读者应当知道，数学是工程的基础语言，倘若没有工程师完成的复杂计算，现代工程学所缔造的宏伟建筑和匠心巨制都将一无是处：桥梁会坍塌，手机不会响起铃声，便携式电脑会变得过热，而飞机只能“望天兴叹”。同样，读者必须认识到，工程学的诸多成就都是建立在科学原理的基础之上的，本书并没有回避这些原理。读者在卷页之中会接触到热力学定律、运动定律、能量守恒定律、相对论等。本书将这些定律均用简单易懂的语言加以阐释，意在唤起读者兴趣，从而有助于他们更加深入地了解工程学的基本概念和原理。当用到专业术语时，本书通常会给出其释义和说明。此外，本书末尾处的术语对照表还提供了相关核心概念和工程术语的简要定义。

每章中的内容大致是按时间顺序编排的，书末的时间轴则相当于一个大事件纪年表，从中可大致梳理出本书内容的历史脉络。尽管如此，这样的编排方式仍会让人产生很多疑问。科学技术领域的发现和进步往往不能归结为特定时间的产物，也不能归功于某个人。相反，工程学与科学技术在时间上总是彼此重叠的，若认为这纯属一项个人事业，就十分牵强。明确指出公路和穹顶这样的“发明创造”的源头，显然是不可能的事。实际上，正如工程学的许多方面，这些概念揭示了工程学作为一门实践性专业的深厚渊源，它甚至可以回溯到人类起源的那个年代。使用和制作工具，是我们身上原始人类血统的关键特征；塑造和重塑我们的环境，改变自然界使之适应我们的偏好，这些都是形成工程学的关键要素。因此，在某种程度上，我们可以将工程学视为一项人类独有的技能，它是定义人类本质的重要一环。