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 (電子書)

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 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

約翰‧庫本納斯
圖書標籤:
  • 工程思維
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  • 決策製定
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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;D VD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,這是一份關於《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》的圖書簡介,內容詳實,旨在激發讀者的閱讀興趣,但不包含該書的實際內容或任何可能泄露其具體論點的描述。 --- 圖書簡介:思維的藍圖——構建嚴謹、高效的決策框架 在這個信息洪流無時無刻不在衝擊我們感官的時代,如何穿透噪音,直達問題的核心?我們如何將復雜、模糊的現實世界,轉化為可以被係統性解決的挑戰?這不是一套關於具體技術的指南,而是一場深入人類心智運作機製的探險,目標是解鎖一種普遍適用的、經過時間考驗的思考模式。 本書並非聚焦於特定工程領域的專業知識——它不教授如何設計橋梁、編寫代碼或操作精密儀器。相反,它探討的是支撐所有卓越工程實踐和科學發現的底層思維結構:一種係統化、邏輯驅動、以解決問題為最終導嚮的認知習慣。 重新定義“問題解決” 我們身處的環境,無論是商業決策、個人發展規劃,還是應對突發的公共事件,本質上都是一係列需要被拆解、分析並最終優化的“係統”。大多數人在麵對挑戰時,傾嚮於依賴直覺、經驗或情緒化的反應。然而,真正的突破往往來自於一種更冷靜、更有條理的方法論。 本書旨在引導讀者掌握的,正是一種超越學科壁壘的“工程師式思維”。這種思維模式強調: 1. 清晰的定義與邊界設定: 工程師在開始工作前,必須精確地定義“需求”和“約束條件”。本書將探討如何將含糊不清的目標轉化為可量化、可驗證的參數,避免“用錯誤的答案解決正確的問題”的陷阱。 2. 係統化的分解與建模: 任何宏大的問題都是由一係列相互關聯的小問題構成的。我們將深入研究如何運用分層結構,將復雜性進行有效隔離和管理,確保每一步的輸入和輸齣都是明確的。 3. 基於證據的推理與驗證: 相比於相信“感覺”或“權威”,工程師更信賴可重復的、可量化的數據。本書側重於建立一種批判性審查的習慣,學會如何構建有效的假設,並設計齣能夠證明或證僞這些假設的實驗或測試框架。 4. 迭代與優化循環: 完美的方案在現實中極少存在。理解“足夠好”並迅速進入下一輪改進,是高效産齣的關鍵。讀者將學習如何建立快速反饋迴路,將失敗視為信息而非終點。 為什麼這種思維至關重要? 在快速變化的職業生涯中,特定技能的保質期越來越短。今天熱門的技術,明天可能被更新的工具取代。然而,思考的框架卻具有永恒的價值。掌握工程師的思考法則,意味著你擁有瞭一種適應任何新領域、駕馭任何未知挑戰的“元技能”。 這不僅適用於技術工作者。對於管理者而言,它意味著更清晰的流程設計和資源分配;對於創意工作者而言,它意味著將天馬行空的想象力,通過嚴密的邏輯落地為可執行的方案;對於日常生活的決策者而言,它意味著減少認知偏差,做齣更明智的選擇。 本書的讀者畫像 無論您是剛踏入職場的專業人士,渴望提升解決問題的效率;是經驗豐富的領導者,希望引入更結構化的決策流程;還是對科學思維本身抱有濃厚興趣的學習者,本書都為您提供瞭一套可操作的工具箱。它不要求您具備深厚的數學或物理背景,它要求的是您願意接受一種全新的、對邏輯和驗證的承諾。 準備好構建您的思維藍圖瞭嗎? 翻開本書,您將開始學習如何像架構師般審視世界,如何像調試者般追蹤根源,如何像設計師般追求優雅的解決方案。這是一場關於如何思考的深刻對話,它將重塑您處理信息、評估風險和最終達成目標的方式。這不是關於“製造什麼”,而是關於“如何思考纔能更好地創造”。 ---

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
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:12.5MB

圖書試讀

 
  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

這本關於科學邏輯的書,讓我有種重溫大學時代基礎課的感覺,但這次的體悟更深刻,因為它直接連結到實際的產齣和績效。我特別欣賞作者在探討「係統性謬誤」時所展現的洞察力。很多時候,一個專案失敗,大傢習慣性地怪罪於某個環節齣瞭錯,但係統思維會引導你去看清,其實是不同零件之間的交互作用,導緻瞭最終結果的偏差。這本書清晰地闡明瞭反饋迴路(Feedback Loop)在複雜係統中的雙麵刃特性——它既能加速優化,也可能在無意間放大錯誤。在我們公司最近一次導入新專案管理工具的過程中,我們就遇到瞭這種「好心辦壞事」的反饋問題,導入工具的初衷是為瞭提高透明度,結果卻因為資訊過載,導緻所有人都陷入瞭「報告的報告」循環中。讀完這部分後,我們立刻調整瞭資訊的匯流機製,將關注點重新拉迴到「決策點」而非「資訊量」。這本書的實用性,不在於給你標準答案,而在於提供一個優化問題結構的框架,這比任何單一的解決方案都來得有價值。

评分

說真的,這本《工程師的思考法則》對我這種習慣於「快速迭代、先跑起來再說」的颱灣職場人來說,簡直是一記當頭棒喝。我們這邊的文化就是追求效率,常常在還沒完全釐清問題的本質前,就急著往上蓋解決方案。讀完這本書,我纔意識到這種「便宜行事」的背後,其實隱藏瞭多少未來可能爆齣來的技術債和管理黑洞。書裡提到的那個「根因分析」的章節,簡直是神來之筆。它不是那種枯燥的理論,而是用一連串貼近現實的案例,展示瞭如果不把問題追到源頭,光是處理錶麵癥狀會花費多少冤枉枉的時間和資源。我立刻在部門內部推動瞭一個小小的變革,要求在提齣任何優化方案前,必須先提交一份簡短的「假設與驗證計畫」,這個改變雖然讓初期作業變慢瞭一點點,但長期來看,錯誤率確實有明顯下降。這本書的厲害之處在於,它不是叫你變成一個完美主義者,而是教你如何用最低的成本,去達到最高的「穩健性」。對於追求長遠發展的公司來說,這套思維模式絕對是無價之寶,它讓我們從「救火隊」的角色,慢慢轉型成「預防醫學」的實踐者。

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坦白說,身為一個在颱灣職場打滾多年的資深工程師,我本來以為這類型的書大概都是國外那些大廠寫齣來、跟我們環境水土不服的翻譯本。沒想到這本《工程師的思考法則》讀起來非常「順」,沒有那種生硬的翻譯腔,語氣也很貼近我們對專業討論的習慣。它不僅僅是技術層麵的思考,更深入探討瞭決策背後的「心態建構」。其中關於「不確定性管理」的章節,讓我對風險的認知徹底翻新。過去總覺得風險就是要降到零,現在我明白,工程師的職責是將風險控製在「可接受的範圍內」,而不是追求虛無的完美。書裡提到,每次進行重大決策時,都應該明確定義「什麼是失敗的標準」,這一步往往被工程師跳過,因為大傢都假設會成功。這種前置作業的嚴謹性,直接影響瞭後續除錯的效率。我已經把書裡的幾個關鍵圖錶列印齣來,貼在辦公桌旁,隨時提醒自己,無論麵對多麼急迫的截止日期,都不能讓基礎的邏輯鏈條斷裂。這本書的風格沉穩、論證紮實,絕對值得推薦給所有需要用理性驅動決策的專業人士。

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我個人覺得,這本書最棒的地方,在於它成功地打破瞭工程師思維的「封閉性」。過去總覺得,隻有理工科係齣來的纔能理解這種嚴謹的分析架構,但這本書的敘事風格非常親民,即使你背景是文科或是管理職,也能輕鬆跟上它的思路。它沒有使用太多艱澀難懂的術語,而是大量運用生活化的比喻,把那些複雜的演算法概念,轉化成你可以立刻在生活中應用的決策樹。例如,在決定要買哪種傢電時,書裡教的「權衡矩陣分析法」,我就拿來比較瞭三款吸塵器,從吸力、電池壽命到售後服務,每一個維度都有明確的權重分配,最後的結果完全推翻瞭我原本基於「外型好看」的直覺判斷。這種將主觀偏好剝離,純粹依賴量化數據做決定的過程,讓人感到無比的踏實與清晰。對於那些總是在選擇睏難癥中掙紮的朋友來說,這本書簡直是心靈導師級的存在,它教會你的不是「怎麼做」,而是「如何理性地選擇」。

评分

這本書簡直是為我們這些在科技業打滾,每天麵對無數難題的工程師們量身打造的!我最近纔剛讀完,最大的感受就是,它提供瞭一個超讚的視角,讓我們重新審視日常工作中那些看似理所當然的決策過程。你知道嗎,很多時候我們習慣性地用經驗去解決問題,但這本書強調的是,真正的「工程師思維」是建立在嚴謹的邏輯和係統性的分析之上。它不是教你新的技術,而是教你如何「思考」這些技術背後的原理,以及如何將這種科學化的邏輯應用到更廣泛的生活情境中去。比方說,當我們在設計一個係統時,會自然而然地考慮到冗餘、備援和潛在的故障點,這本書把這種思維模式抽離齣來,用非常清晰的結構呈現,讓我這個老手都忍不住拍案叫絕。它把抽象的「邏輯」具體化瞭,變成瞭一套可以操作的工具箱。尤其是在麵對跨部門溝通,或是需要嚮非技術背景的人解釋複雜概念時,這種基於證據和數據的錶達方式,真的是事半功倍,讓人感覺自己不再隻是個隻會寫程式碼的怪咖,而是個能用清晰邏輯說服人的溝通者。這本書的價值,在於它幫我們把腦袋裡的「潛規則」給標準化瞭。

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