工程師的思考法則：擁有科學邏輯的頭腦，像工程師一樣思考 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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約翰‧庫本納斯

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具體描述

進入理科人的職場世界

工程學院新生必讀

啟濛大學生找脈絡，引發工程師反思專業

鼓勵大傢用工程師視野看世界

　　給所有人的公開課

　　告訴你工程學的「十萬個為什麼？」

　　工程師們懂甚麼？想什麼？

　　帶你擁有科學邏輯的頭腦，像工程師一樣思考！

　　圖解最基本的工程學入門

　　感覺很難的理工常識，竟然都看懂瞭？！

　　原來，生活中的所有問題

　　都蘊藏著一個再熟悉不過的基本科學

　　側身科普界數十年，哪本書是工程學的「十萬個為什麼」？我敢說就是這本書。──張之傑（科普作傢）

　　「麯高未必和寡，深入何妨淺齣」的科普特色，本書非常適閤想就讀理工科係的高中生閱讀。──簡麗賢（北一女中物理教師）

　　為什麼提升生產速度並不會省錢？地下水會讓建築「上浮」嗎？設計汽車，追求速度，但如何不讓白努力定律使車子「飛」起來？十字路口超危險！圓環交流道為何既安全又有效率？運用簡單的三角形結構，就能打造最穩固複雜的大橋？混凝土不是變乾，而是癒閤？！

　　▌專業迷人、充滿挑戰，腦補你不知道的工程師世界

　　工程師認為他們的專業迷人、有創造力並充滿有趣的挑戰。但外行人卻認為工程學是重複性高、機械性並讓人深感挫摺？！為何如此？其實兩種觀點都明顯為真。因為工程是門複雜的學問。工程學需要在大學課程的前兩年密集地學習數學、物理與化學。儘管聚焦在這些重要學科上，大學課程卻往往沒有展現學科間的連結。當作者還是一個工程學院的新鮮人時，發現課堂上所學到的計算與抽象概念難以與現實世界產生連結，因而感到挫摺──因為工程學院的課程讓你見樹，卻不見林！

　　本書試圖翻轉這一點，在美國加州大學任教的作者，既是工程師，又是老師，努力深入淺齣，藉由強調基本概念背後的常識、各項工程學專業主題之間的關聯，說明簡單的抽象概念究竟是如何從日常生活中推導齣來。

　　這本書展現瞭工程學背後的脈絡，能讓入門者和一般人一瞥工程學的林與樹，啟濛並激起大學生找齣學科間連結的興趣，並讓他們瞭解正在學習的數學、科學知識背後的脈絡；也期待引發在職工程師們去反思他們專業領域間微妙而難以捉摸的關係；並鼓勵一般讀者以工程師的視野看待工程的世界：一個迷人、富創造力、有挑戰性、需要協作、並永遠充滿意義的世界。

　　▌原來，「土木工程」是所有工程學分支的源頭？

　　「工程學」是什麼？作者開篇就以「工程學係譜」來說明工程學科之間錯綜複雜的關係：生物醫學、電腦、核子、生物化學、航太、化學、環境、電子、材料、機械、軍事……工程，這些學科在「物理、化學、數學、生物學」等知識上各有哪些不同的側重與考量？而「土木工程」，其實正是所有工程學分支的源頭。

　　▌解決問題，工程師這樣想

　　‧做工程不是數學競賽

　　計算並不是工程的階段目標或最終目的，計算隻是用來找到問題解決方案的許多手段之一。

　　‧工程師都懂計算，好的工程師會「溝通」

　　隨著更多工程專業領域的齣現，工程師「對話」的需求也變得更迫切。現在的工程師不但需要注意領域內高度專業化的術語與概念。同樣地，工程師必須要能夠將這些專業術語轉換成能被客戶、使用者及其他工程師瞭解的日常語言。

　　˙初期的決定造成的影響最大

　　計畫進行初期所做的決定或假設，對設計本身、可行性與成本都會造成深遠影響。

　　˙提升生產速度並不會省錢

　　當生產程序加速，通常會預期減少間接成本，如設備租金、管理、水電費，但加速實際上會產生更多混亂、錯誤、不閤格產品以及加班費。理想的計畫持續時間，要盡可能讓間接成本與直接成本最小化。

　　‧很少有消費者會願意付錢購買完美的產品

　　相較於高品質產品，顧客會更願意花錢購買品質進步的低品質產品。低品質產品10%的進步，會創造比10%更多的品質價值──最佳的品質／成本狀態會在價值與成本麯線的「斜率」相同時發生。

　　‧完美的可靠性並不總是值得追求

　　追求產品的完美可能導緻成本上升：橋、太空船、心律調整器等類似的重要產品可靠性的數值是1（最強），因為這些產品的故障可能造成生命損失；DVD播放器、玩具等，通常會被設計為可靠性小於1，因為這些產品的故障並不危急。

　　˙設計總是有所取捨

　　好的設計並不會讓每個考量最大化，或是在每個考量中做齣妥協，而是在數個可能的方案中，尋找最好的那一個。

　　▌工程學 ABC

　　‧工程結構必知的「基本三力」（作用力、應力、應變）與「物質四特性」（剛性、強度、延展性、韌度）

　　‧「機械工程學」鑽研物體運動的最大極限，「結構工程學」鑽研如何讓物體不動如山

　　‧電池能發揮功用在於「腐蝕作用」

　　‧較硬的物質不一定堅固、較軟的物質不一定更具保護力──「震動頻率」的奧祕

　　‧如何讓阻礙滾動的「摩擦力」有效地協助滾動？

　　‧三角形比正方形更穩固

　　‧「一麵」閤格的現代牆壁其實有「四層」：隔水層、氣密層、隔熱層、防蒸氣層

　　‧平衡是一個動態而非靜止的狀態，工程結構平衡也是

　　▌認識你自己！工程師的科學定位

　　‧哲學傢 → 對人類企圖背後的理想、意義、價值提齣反思。

　　‧科學傢 → 藉由實驗與假說來確立自然法則。

　　‧工程師 → 用已確立的科學原則來設計具有實際用途的物品。

　　‧技術員 → 用已知的方法檢查並解決問題。

　　‧使用者 → 渴望立即切入沒有延遲的使用體驗，通常隻擁有極少的技術知識。

按讚推薦

　　張之傑（科普作傢）

　　側身科普界數十年，哪本書是工程學的「十萬個為什麼」？我敢說就是本書。

　　瘋狂理查（知識型Youtuber）

　　簡麗賢（北一女中物理教師）

　　工程學與物理學息息相關，力學更是土木工程的基礎。《工程師的思考法則》以淺顯易懂的文字描述工程學思維，言簡意賅詮釋工程案例，呈現「麯高未必和寡，深入何妨淺齣」的科普特色，非常適閤想就讀理工科係的高中生閱讀。

好的，這是一份不包含您提供書名的圖書簡介，字數約1500字，旨在詳細介紹一本專注於培養係統性思維、解決復雜問題的能力的書籍，使其內容豐富、引人入勝。 --- 書名：《精妙之網：構建復雜世界的底層邏輯與決策藝術》圖書簡介在這個信息爆炸、變化加速的時代，我們每天都在與日益復雜的係統打交道：從企業運營的供應鏈，到社會政策的連鎖反應，再到個人職業生涯的路徑選擇。傳統的綫性思維和碎片化的知識結構，已不足以應對這些挑戰。我們需要一種更宏大、更深刻的視角，一套能夠穿透錶象、直達事物本質的思考工具。《精妙之網：構建復雜世界的底層邏輯與決策藝術》並非一本關於特定技術的指南，而是一份關於“如何思考”的深度手冊。它旨在幫助讀者從根本上重塑認知結構，學會像一個熟練的係統架構師一樣觀察世界，洞察萬物之間的相互聯係、反饋循環和潛在的湧現現象。本書的核心，在於闡釋“係統思維”的真正含義——它不是一套僵化的規則，而是一種動態的、富有彈性的思維模式。我們將共同探索如何從混亂的錶象中提煉齣清晰的結構，理解為什麼看似無關的事件會在某個臨界點引發巨大的連鎖反應。第一部分：解構現實——理解係統的基本構件在本書的開篇，我們首先要建立一個共同的認知基礎：世界不是由孤立的要素組成的，而是由相互作用的網絡構成的。一、從綫性到循環：打破“因果鏈”的迷思許多人在思考問題時，習慣於尋找“A導緻B”的簡單直綫關係。然而，現實中的大多數重要問題——無論是氣候變化、市場波動，還是組織效率低下——都源自復雜的反饋迴路。本書將詳細剖析正反饋（雪球效應）和負反饋（調節與穩定）是如何共同作用，塑造我們所見的一切。讀者將學習如何繪製這些迴路圖，並識彆那些容易被綫性思維忽略的“延遲效應”和“潛藏的力量”。二、層次與邊界的藝術：聚焦與擴張的張力理解係統，必須首先界定它的邊界。但邊界往往是人為設定的，甚至是流動的。本書將探討不同尺度的視角如何影響我們的判斷。我們將深入研究“湧現現象”——即整體特性如何從部分互動中自發産生，而這些特性無法通過研究單個部件來預測。這要求我們在聚焦細節（微觀層麵）和把握全局（宏觀層麵）之間不斷切換，掌握“聚焦而不僵化”的藝術。三、存量、流量與瓶頸：係統的動態平衡任何一個係統，無論是河流、資金流，還是知識積纍，都由“存量”（儲備）和“流量”（輸入與輸齣）構成。本書將引入“存量-流量圖”的概念，這是一種強大的可視化工具，幫助我們快速定位係統中哪個環節（瓶頸或蓄水池）對整體績效起著決定性作用。我們將通過經典的“水桶模型”和更復雜的社會模型案例，展示如何準確識彆並乾預係統的關鍵節點，實現效率的最大化。第二部分：駕馭復雜性——洞察結構與乾預策略認識到係統的存在隻是第一步，真正的挑戰在於如何有效地在其中導航並施加積極的影響。四、杠杆點：尋找最小努力的最大迴報尋找“杠杆點”是係統思維最具價值的應用之一。一個杠杆點是係統中一個相對較小的變化，卻能帶來巨大且持久的係統性轉變。本書將批判性地審視“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的低效模式，並提供一套嚴謹的方法論來識彆和評估潛在的杠杆點。這涉及對係統目標、信息流動和規則結構的深入理解。我們將剖析曆史上的重大變革案例，解析那些成功的乾預是如何精準地觸及瞭係統的核心約束。五、時間的維度：洞察預期的與意料之外的後果在復雜係統中，行動的後果往往不是即時的，而是被時間延遲和分散的。本書強調將“時間感”融入決策過程。我們不僅要問“接下來會發生什麼？”，更要問“在五年、十年後，這個決策會如何反饋迴來，並塑造未來的係統結構？”這要求決策者具備更高的謙遜感和遠見，學會對短期誘惑保持警惕，專注於構建具有長期韌性的結構。六、模型與心智模式：工具箱的構建人類的心智傾嚮於使用簡化的“心智模式”來應對復雜性。問題在於，我們常常將自己簡化的模型誤認為是現實本身。本書將引導讀者審視和挑戰自己內在的思維定式。我們將介紹一係列行之有效的思維工具——如“冰山模型”、“飛輪效應”和“多視角分析”——不是要求死記硬背，而是鼓勵讀者根據具體情境，靈活地組閤和創造最適閤的分析框架。第三部分：決策與韌性——在不確定中前行復雜係統天然地具有不確定性和不可預測性。本書的最後一部分，重點討論如何在信息不完全、環境多變的情況下做齣高質量的決策。七、冗餘與韌性：係統生存之道現代係統追求極緻的效率，常常以犧牲“冗餘”為代價。然而，冗餘（如備份係統、多樣化的資源）是係統抵禦突發衝擊的關鍵。本書將論證，在追求效率的同時，必須有意識地設計和維護一定的冗餘性，以增強係統的“韌性”（Resilience）。我們將對比那些在危機中崩潰的“高效”係統和那些能夠自我修復的“韌性”係統，提供構建抗脆弱性結構的實用原則。八、協同與協作：超越個體智慧復雜問題的解決往往需要跨越學科、跨越部門的集體智慧。本書將探討如何設計有效的協作機製，以避免群體思維的陷阱，確保不同視角（即不同模型）能夠有效地整閤。成功的協同，關鍵在於建立清晰的溝通協議和共享的係統地圖，讓團隊能夠圍繞“共同理解的係統結構”進行優化，而非僅僅優化各自獨立的目標。結語：成為一個持續學習的係統觀察者《精妙之網》是一次思維的旅程，它邀請讀者成為一個更敏銳、更具洞察力的觀察者和實踐者。掌握這些底層邏輯，並非是為瞭控製世界，而是為瞭更好地理解我們自身在宏大網絡中的位置，並以更智慧、更具建設性的方式參與到塑造未來的過程中去。本書提供的工具，將成為您在麵對任何規模的挑戰時，都能依賴的、可靠的思維羅盤。

著者信息

作者簡介

約翰‧庫本納斯（John Kuprenas）

　　執業工程師與綠能建築專業工作者。他在南加州大學（USC）與加州州立大學長堤分校都有教授土木工程相關課程。也是STV Group公司的資深的副董事長與代理董事。他目前已經齣版瞭多篇期刊與專書《計畫管理的故事》（The Story of Managing Projects）。

繪者簡介

馬修‧佛瑞德列剋（Matthew Frederick）

　　建築師、城市設計師、設計師及寫作指導，著有《建築的法則：101個看懂建築，讓生活空間更好的黃金法則》（原點齣版)，是廣受讚譽的「我學到的101件事」（101 Things I Learned)係列的創造者、編輯和插畫傢。住在紐約的哈德遜河榖。

譯者簡介

劉士豪

　　國立臺灣大學生化科技係畢業輔係哲學，現為自由工作者，同時於美國佛羅裏達州邁阿密大學哲學係攻讀博士學位。

圖書目錄

01、土木工程是所有工程學分支的源頭。

02、工程的成功與失敗取決於「黑盒子」。

03、工程的核心不是計算，而是解決問題。

04、你的重量即是嚮量。

05、每一個問題都蘊藏著我們熟悉的原則。

06、每一個問題都是獨特的。

07、「在每一個大問題裡，都有一個小問題待優先解決。」

08、一個物體受力作用、承受應力並展現應變。

09、當力作用在物體上，三種狀況可能發生。

10、當作用在固定物體上的力增加時，三種狀況會發生。

11、四種物質的特性。

12、物質相互作用競爭。

13、電池能發揮功用是因為腐蝕作用。

14、物質的硬度不保證其壽命。

15、士兵不該跨橋行軍。

16、為何舞動的葛提會崩塌？

17、柔軟的物質並不總是更具保護力。

18、建築想要上浮。

19、汽車想要飛行。

20、地麵效應。

21、圓環交流道是最安全，也是最有效率的交叉口。

22、摩擦力是滾動物體的大敵，但也讓滾動成為可能。

23、正確性與精確性是不同的概念。

24、設計總是有所取捨。

25、量化即為逼近。

26、隨機假說＃1

27、工程師會確保多重保障。

28、三角形本質上是穩定的。

29、桁架的複雜是簡約考量的結果。

30、建築結構的建造是由下而上的，然而設計卻是由上而下的。

31、建築的內容物可能比起建築本身更重。

32、摩天大樓如同垂直「懸掛」的鋼樑。

33、抗震設計：隨之而動，或者完全不動。

34、確保設計能以正確的方式發揮作用。

35、堪薩斯城凱悅酒店天橋坍塌事故。

36、鋼樑最好是 I 形，若為工形則更佳。

37、充分利用鋼樑。

38、發明是纔智與材料的混閤。

39、磚石拱在發揮功效時更加堅固。

40、牆的四段變遷史。

41、建築的第一原則。

42、設計圖隻能解釋部分事物。

43、混凝土並不是變乾，而是癒閤。

44、混凝土與水泥是不同的東西。

45、混凝土與鋼鐵是古代就有的材料，不是現代纔有。

46、製造的三個階段。

47、檢查過多或過少都會產生更多錯誤。

48、初期的決定會造成的影響最大。

49、提升生產速度並不會省錢。

50、完美的可靠性並不總是值得追求。

51、人類的平均無故障時間為一韆年。

52、很少有消費者會願意付錢購買完美的產品。

53、福特平托車並不是不安全。

54、當你要求一個零件執行多個功能時，必須小心。

55、設計一個「會故障」的部分。

56、將一隻手放在你的口袋裡。

57、保持一隻腳不動。

58、如何讀懂地形圖。

59、平衡挖空與填補。

60、順著自然規律而行。

61、空氣是一種流體。

62、熱不能被摧毀，冷不能被創造。

63、電熱器不隻放齣熱輻射而已。

64、土壤是最可靠的加熱與冷卻係統。

65、可利用的太陽能，是我們所需能量的五萬倍。

66、環境工程思維的典範轉移。

67、環境工程師的十條戒律。

68、水是恆常存在的。

69、水的迴收利用。

70、以仿效自然的方式處理廢水。

71、不要假定解決之道。

72、係統性地思考。

73、「從上百個組閤中找齣最好的，然後……再重組，再找齣最好的！」

74、像係統一樣思考。

75、一個成功的係統不必然在任何尺度下都能發揮功用。

76、係統無論簡單或複雜，都是能被預測的；介於簡單與複雜之間的係統則未必如此。

77、將銳角磨圓，以阻止裂縫擴大。

78、尋找負嚮迴饋。

79、拓展問題的維度。

80、塔漢諾剋高架橋

81、幾乎所有東西都是某種化學物質，而幾乎所有化學物質都是危險的。

82、化學式並不完全是等式。

83、平衡是一個動態而非靜止的狀態。

84、電流唯有在能返迴其來源時，纔能發揮功用。

85、蹺蹺闆即是力矩平衡遊戲。

86、重心

87、那是柱子，而不是支撐柱。

88、清楚說明「為什麼」，而不隻是「要做什麼」。

89、所有的工程師都會計算。而好的工程師會溝通。

90、不必為橋的種類煩惱，也能看懂懸臂橋

91、隨機假說＃2

92、現在，你是弦桿。接著，你是連接點。

93、滿足的工程學。

94、工程事件是關於人的事件。

95、在設計之外的設計。

96、找齣可以量測結果的標準評估程序。

97、最重要的事情，就是將最重要的事情作為最重要的事情看待。

98、在正確地完成一件任務的同時，處理更多事情。

99、一個工程問題的修正方案，可能並不是工程學上的修正。

100、通常來說，工程學並不發明輪子，而是改良輪子。

101、偉大的連續。

圖書序言

ISBN：9789579072762
叢書係列：On-master
規格：平裝 / 224頁 / 14.8 x 20 x 1.12 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
齣版地：颱灣

本書分類：自然科普> 應用科學> 概論

圖書試讀

序

　　工程師認為他們的專業迷人、有創造力並充滿有趣的挑戰。然而行外人卻經常認為工程學是重複性高、機械性而且讓人感到挫摺。

　　兩種觀點都明顯為真。因為工程是門複雜的學問。工程學需要在大學課程的前兩年密集地學習數學、物理與化學。儘管聚焦在這些重要學科上，大學課程往往並沒有展現學科間的連結。當我還是一個工程學院的新鮮人時，我發現課堂上所學到的計算與抽象概念，難以與現實世界產生連結。這讓我感到很挫摺。工程學院的課程讓你見樹，卻不見林。

　　本書《工程師的思考法則》試圖翻轉這一點。藉由強調基本概念背後的常識、各項工程學專業主題之間的關聯、簡單的抽象概念如何從日常生活中推導齣來，這本書展現瞭工程學背後的脈絡，相信能讓讀者一瞥工程學的林與樹。

　　我希望這本書能啟濛並激起大學生找齣學科間連結的興趣，讓他們瞭解他們正在學習的數學、科學知識背後的脈絡。啟發在職工程師們去反思他們各個專業領域間微妙而難以捉摸的關係。並鼓勵一般讀者以工程師的視野看待工程的世界：一個迷人、富創造力、有挑戰性、需要協作、並永遠充滿意義的世界。

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

以我過去在顧問業待過的經驗來看，客戶最常遇到的睏難，不是沒有點子，而是沒有「可執行性」。所有的宏偉藍圖，最後都會因為執行層麵的瑣碎和慣性而瓦解。因此，我非常關注這本書在「係統化執行」方麵的論述。工程師的厲害之處，往往在於他們能將一個龐大複雜的專案，拆解成無數個可以獨立測試、可以追蹤進度的模塊。如果這本書能傳授如何將這種「模組化思維」應用到個人目標設定和時間管理上，那就太有價值瞭。例如，如何將一個模糊的年度目標，拆解成季度關鍵成果（OKRs），然後再細化到每週的具體任務清單，並且為每個步驟設定明確的「完成標準」。我期望看到的是一套能將「願景」與「日常行動」無縫對接的結構化流程，而不是停留在概念層麵的高談闊論。

评分☆☆☆☆☆

最近身邊幾個朋友都在討論如何提升工作效率和決策品質，大傢似乎都陷入瞭一種「資訊過載」的焦慮中。我總覺得，這類問題的根源，其實是缺乏一個可靠的篩選機製。如果這本《工程師的思考法則》真的能提供一套清晰的「決策樹」或「問題排除SOP」，那就太實用瞭。我尤其在意「如何定義問題」這個環節，很多時候大傢花瞭一堆時間解決錯的問題，就是因為一開始的假設就錯瞭。我希望作者能像工程師對需求規格書（SRS）一樣，教我們如何精確地界定我們真正想解決的「痛點」。如果書中能深入探討「假設檢定」（Hypothesis Testing）在日常決策中的應用，例如如何快速設計一個小實驗來驗證自己的猜想，而不是盲目地投入資源，那絕對是能立竿見影的收穫。這種從「懷疑」到「驗證」的閉環思考，正是科學精神的核心。

评分☆☆☆☆☆

從書名來看，這本書似乎在強調一種「解決問題的態度」而非單純的技術知識。我個人非常欣賞那種「刨根究底，直到找到根本原因」（Root Cause Analysis）的精神。在颱灣的職場文化中，有時候為瞭趕進度，大傢傾嚮於「頭痛醫頭，腳痛醫腳」，隻處理錶麵癥狀。如果這本書能深入剖析如何運用因果分析工具（比如五個為什麼、魚骨圖等），並將其轉化為一種不容妥協的思考習慣，那將會對職場素養的提升有巨大的幫助。更進一步說，我希望作者能談談「容錯性」與「係統健壯性」的概念。工程師知道係統一定會齣錯，所以會設計備援方案。如果我們能將這種「預期失敗、設計備案」的思維帶入生活中，或許能讓我們在麵對挫摺時，少一份驚慌失措，多一份從容應對。這種建立在現實基礎上的樂觀，纔是最務實的智慧。

评分☆☆☆☆☆

這本書聽起來真的很有意思，尤其對我這種理工背景齣身的人來說，光是書名就已經讓人充滿好奇瞭。我一直覺得，工程師的思維方式，那種對問題的拆解、對邏輯的嚴謹，跟我們日常生活中遇到的各種挑戰非常有關聯。市麵上很多教你「思考」的書，常常是偏嚮心靈雞湯或者過於抽象的哲學討論，但如果這本書真的能把科學邏輯這種工具性很強的思維，轉化成我們一般人也能操作的「法則」，那就太棒瞭。我特別期待它能提供一些具體的案例，說明在麵對生活中的模糊情境時，如何像工程師一樣，先定義邊界條件，然後逐步推導齣可行的解決方案。畢竟，很多時候我們卡住，不是因為能力不足，而是因為思考的框架不夠清晰。如果這本書能幫我建立起一個堅實的「邏輯地基」，那絕對是物超所值。希望它不是那種空泛地喊著「你要理性」的書，而是真的能教你如何「實作理性」的指南。

评分☆☆☆☆☆

老實說，市麵上太多這類型的書名，讀起來總是讓人有點怕怕的，深怕又是那種賣弄名詞、內容空洞的「偽科學」讀物。不過，如果它真的能紮實地探討「科學邏輯」在非工程領域的應用，那這本書的價值就不隻是針對工程師瞭。我比較好奇的是，作者如何處理那些無法量化、充滿人情世故的決策點？工程師的思維，有時候被認為是過於線性和冰冷的，如果這本書能巧妙地平衡「精確性」和「人性化」之間的鴻溝，那它就成功瞭一半。我希望看到的是，如何用係統思考來分析複雜的人際關係，或者如何運用機率思維來評估人生中的各種風險，而不是一味地推崇「把事情當成機器一樣運作」。如果作者能提齣一些修正或擴展傳統科學方法的觀點，讓讀者理解到，工程思維是一種工具，而非絕對真理，我會給予極高的評價。畢竟，工具的價值，在於使用的彈性。