国王や貴族たちに対し、兵器製造に関する技術や(国王の偉大さを示すための)彫像の制作技術を身につけていることを売り込みつつ、彼らの庇護を得て、様々な活動を行った。言える)絵画技法の探求、人体解剖を行い、ヘリコプターの構想まで行った。著し、"electricity"(電気)という言葉も史上初めて使ったということで電気工学の祖とされている[14]。機械工学の分野では、トーマス・セイヴァリが1698年に世界初の蒸気機関を作った[15]。蒸気機関の開発が産業革命をもたらし、大量生産の時代が始まった。18世紀には工学を専門とする専門職が確立し、工学は数学や科学を応用する分野のみを指すようになっていった。同時にそれまで軍事と民間の工学とされていた分野に、それまで単なる技能とみなされていた機械製作も工学分野の一つとされるようになった。近現代[編集]産業革命で大きな役目を果たしたワットの蒸気機関は工学の重要性を示す歴史上の例である。電気工学の発端は1800年代のアレッサンドロ・ボルタの実験であり、その後マイケル・ファラデーやゲオルク・オームといった先駆者の実験を経て1872年に電動機が発明された。19世紀後半にはジェームズ・クラーク・マクスウェルとハインリヒ・ヘルツの成果によって電子工学の分野が始まった。その後の真空管やトランジスタの発明によって電子工学の発展が加速され、今では工学の中でも特に技術者の多い領域となっている[7]。トーマス・セイヴァリとジェームズ・ワットの発明によって機械工学の発展が促された。産業革命期に各種機械やその修理や保守のための道具が発達し、イギリスからさらに海外へと広まっていった[7]。化学工学も産業革命期の19世紀に機械工学と共に発展した[7]。大量生産は新素材や新製法を必要とし、化学物質の大量生産の必要性から1880年ごろまでに新たな産業として確立された[7]。化学工学はそういった化学工場や製法の設計を担っている[7]。航空工学は航空機の設計を扱う分野で、航空宇宙工学はそれを宇宙船の設計にまで広げた比較的新しい学問分野である[16]。その起源は19世紀から20世紀にかけての航空機の先駆的開発にあるが、最近では18世紀末のジョージ・ケイリーの業績が起源とされている。初期の航空機は他の工学分野の概念や技法を取り入れつつ、大部分は経験主義的に発展していった[17]。ライト兄弟が初飛行に成功してわずか10年後には航空工学が大いに発展し、第一次世界大戦には軍用航空機が開発されるまでになった。一方で、理論物理学と実験を結合することで科学的な基礎付けをする研究が行われていった。工学の博士号を最初に取得した人物は、イェール大学のウィラード・ギブズで、1863年のことである。これは自然科学分野でもアメリカ合衆国で2人目の博士号である[18]。コンピュータの利用[編集]スペースシャトルの大気圏再突入の際の高速な空気の流れのコンピュータ・シミュレーションコンピュータが工学に果たす役割は大きくなっている。工学についてコンピュータが支援を行う各種ソフトウェアが存在する。数理モデルの構築や、それに基づいた数値解析もコンピュータを使用してなされている。CADソフトウェアは3次元モデルや2次元の設計図の作成を容易にする。有限要素法などを使ったCAEソフトウェアを使えば、時間とコストのかかる物理的なプロトタイプを作らなくともモデルを作成して解析を行うことができる。電圧・デジタル論理レベル・流体の流れ・動きなどシステムの静的および動的特性を解析できる。これらの情報を総合的に関するソフトウェアとして製品情報管理がある[19]。特定の工学分野のためのソフトウェアもある。CAMソフトウェアはCNC機械に与える命令列を生成する。EDAは半導体集積回路やプリント基板や電子回路の設計を支援する。ソフトウェアなどもある。ソフトウェアが使われている[20]。社会的状況[編集]工学は本質的に社会や人間の行動に左右される。現代の製品や建設は必ず工学設計の影響を受けている。工学設計は環境・社会・経済に変化を及ぼす強力なツールであり、その応用には大きな責任が伴う。多くの工学系の学会は行動規約や倫理規約を制定し、会員や社会にそれを周知させようとしている。工学プロジェクトの中には論争となっているものもある。ダム建設、SUVの設計と使用、重油抽出などである。これに対して、企業の社会的責任について厳しい方針を設定している工学企業もある。工学は人間開発の重要な駆動力の1つである[21]。アフリカのサハラ砂漠周辺の工学的キャパシティは非常に低く、そのためアフリカ諸国の多くは独力で重要なインフラストラクチャを開発することができないでいる。ミレニアム開発目標の多くを達成するには、インフラストラクチャの開発と持続可能な技術的開発ができるだけの十分な工学的キャパシティを必要とする[22]。海外での開発や災害救助を行うNGOは技術者を多数抱えている。次のようないくつかの慈善団体が人類のために工学を役立てることを目指している。(ESW)他の学問分野との関係[編集]科学[編集]科学者はあるがままの世界を研究し、技術者は見たこともない世界を創造する。セオドア・フォン・カルマン現代のタービン。タービンが自然界にそのままあったわけではない。自然界に存在しなかったものを創造したわけである。その創造のために、様々な自然科学的な理論を大いに活用するが、実際に用いるのはそうした純理論だけではない。経験則も用いたおかげで、こうしたタービンも実現しているのである。改訂版の中で、次のように書いている。工学は科学と全く異なる。科学者は自然を理解しようとする。技術者は自然界に存在しないものを作ろうとする。技術者は発明を強調する。発明を具現化するには、アイデアを具体化し、人々が使える形で設計しなければならない。コンピュータプログラム、革新的な実験、問題の新たな解決策、既存の何かの改良である。設計は具体的でなければならず、形や寸法や数値が設定されていなければならない。新しい設計にとりかかると、技術者は必要な情報が全て揃っているわけではないことに気づく。多くの場合、科学知識の不足によって情報が制限される。そこで技術者は数学や物理学や化学や生物学や力学を勉強する。して工学における必要性から関連する科学に知識を追加することも多い。[23]科学的手法と工学的手法にはオーバーラップする部分がある。工学的手法は、科学的手法と、科学的に厳密には解明されていないが過去の同様の事例から確からしいと思われる経験則を組み合わせたものである。いずれの手法もその基本は現象などの正確な観察である。観察結果を分析し伝達するため、どちらも数学や分類基準を使う。おいて、工学の研究は科学の研究とは違う性質を持っているとしている。工学は物理学や化学が基本的によく理解している分野を扱うが、問題自体は正確な方法で解くには複雑すぎる。航空機における空気力学的流れをナビエ-ストークス方程式の数値近似で表したり、材料の疲労損傷の計算にマイナー則を使ったりする。工学では半ば経験則的な手法もよく採用している。科学では考えられない特徴であり、例えばパラメータ変化法がある。「歴史的に見ると工学は理学と相互に影響しながら発達してきたと言える。蒸気機関の効率についての研究から熱についての認識が深まっていった。熱についての理学的な研究が進められることによって冷却も可能になったと言える。[要出典]」とも言う[誰?][いつ?]。医学と生物学[編集]目的や方向性は異なるが、医学と工学の一部の分野の共通部分として人体の研究がある。医学においては、必要ならテクノロジーを使ってでも人体の機能を維持・強化し、場合によっては人体の一部を代替することも目指すことがある。現代医学は既に一部の臓器の機能を人工のものと置換することを可能にしており、心臓ペースメーカーなどがよく使われている[25][26]。医用生体工学は生体への人工物の埋め込みを専門とする領域である。逆に人体を生物学的機械として研究対象とする工学分野もあり、テクノロジーによってその機能をエミュレートすることを専門とする。それは例えば、人工知能、ニューラルネットワーク、ファジィ論理、ロボットなどである。工学と医学の学際的な領域もある[27][28]。医学も工学も実世界における問題解決を目的としている。そのためには、現象をより厳密かつ科学的に理解する必要があり、実験や経験的知識が必須となっている。医学はその一部として人体の機能も研究する。人体を生体機械と捉えた場合、工学的手法でモデル化できる多数の機能を持っている[29]。心臓はポンプによく似た機能を有し[30]、骨格はてこを繋げたような構造をしている[31]と理解することも可能である。脳は電気信号を発している[32]。このような類似性や医学における工学の応用の重要性の増大により、工学と医学の知識を応用した医用生体工学が生まれた。システム生物学のような新たな科学の分野は、システムのモデリングやコンピュータを利用した解析など工学で使われてきた解析手法を採用して、生命を理解しようとするものである[29]。芸術[編集]蒸気機関車の設計図。工学をデザインに適用することで、機能が強調され、数学と科学がデザインに生かされる。工学と芸術の間にも関連がある[33]。建築、造園、インダストリアルデザインといった分野はまさに工学と芸術の直接交わる部分である(大学では工学系の学部にも芸術系の学部にも関連する学科が存在する)。他にも間接的に関連する分野がある[33][34][35][36]。シカゴ美術館は、NASAの航空宇宙関連のデザインについての展覧会を開催したことがある[37]。ロベール・マイヤールの設計した橋は芸術的と評されている[38]。南フロリダ大学ではアメリカ国立科学財団の支援を受けて、工学部に芸術と工学を組み合わせた学科を開設した[34][39]。レオナルド・ダ・ヴィンチはルネサンス期の芸術家兼技術者として有名である[13]。その他[編集]政治学に「工学」という言葉を導入した社会工学や政治工学は、工学の方法論や政治学の知識を利用し、政治構造や社会構造の形成を研究する。工学における教育プログラムに関する検討委員会、1998年5月8日。改訂版(古典的な工学教科書)に沿った解説。詳細は他の学問分野との関係#科学にて説明。2010年9月8日閲覧。2010年9月8日閲覧。969-8016-25-2.関連項目[編集]ウィキブックスに工学関連の解説書・教科書があります。(日時は個人設定で未設定ならばUTC)。表示-継承ライセンスの下で利用可能です。追加の条件が適用される場合があります。詳細は利用規約を参照してください。Cookieに関する声明モバイルビュ。