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将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称。如:水利工程、化学工程、土木建筑工程、遗传工程、钢构工程、系统工程——亦称“工程学”。

工程是对于单项工作的一个名称,它体现了该项工作的性质! 这是工程项目的定义。随着人类文明的发展,人们可以建造出比单一产品更大、更复杂的产品,这些产品不再是结构或功能单一的东西,而是各种各样的所谓“人造系统”(比如建筑物、轮船、飞机等等),于是工程的概念就产生了,并且它逐渐发展为一门独立的学科和技艺。   

在现代社会中,“工程”有广义和狭义之分。就狭义而言,工程定义为“以某组设想的目标为依据,应用有关的科学知识和技术手段,通过一群人的有组织活动将某个(或某些)现有实体(自然的或人造的)转化为具有预期使用价值的人造产品过程”。就广义而言,工程则定义为由一群人为达到某种目的,在一个较长时间周期内进行协作活动的过程。

水利工程   

用于控制和调配自然界的地表水和地下水,达到除害兴利目的而修建的工程。也称为水工程。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源,但其自然存在的状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪涝灾害,并进行水量的调节和分配,以满足人民生活和生产对水资源的需要。   

分类 按目的或服务对象可分为:防止洪水灾害的防洪工程;防止旱、涝、渍灾为农业生产服务的农田水利工程,或称灌溉和排水工程;将水能转化为电能的水力发电工程;改善和创建航运条件的航道和港口工程;为工业和生活用水服务,并处理和排除污水和雨水的城镇供水和排水工程;防止水土流失和水质污染,维护生态平衡的水土保持工程和环境水利工程;保护和增进渔业生产的渔业水利工程;围海造田,满足工农业生产或交通运输需要的海涂围垦工程等。一项水利工程同时为防洪、灌溉、发电、航运等多种目标服务的,称为综合利用水利工程。

化学工程

研究化学工业和其他过程工业 (process industry) 生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程学科。这些工业包括石油炼制工业、冶金工业、建筑材料工业、食品工业、造纸工业等。它们从石油、煤、天然气、盐、石灰石、其他矿石和粮食、木材、水、空气等基本的原料出发,借助化学过程或物理过程,改变物质的组成、性质和状态,使之成为多种价值较高的产品,如化肥、汽油、润滑油、合成纤维、合成橡胶、塑料、烧碱、纯碱、水泥、玻璃、钢、铁、铝、纸浆等等。

化学过程是指物质发生化学变化的反应过程,如柴油的催化裂化制备高辛烷值汽油是一个化学反应过程。物理过程系指物质不经化学反应而发生的组成、性质、状态、能量变化过程,如原油经过蒸馏的分离而得到汽油、柴油、煤油等产品。至于其他一些领域 , 诸如矿石冶炼 , 燃料燃烧,生物发酵,皮革制造,海水淡化等等,虽然过程的表现形式多种多样,但均可以分解为上述化学过程和物理过程。

实际上,化学过程往往和物理过程同时发生。例如催化裂化是一个典型的化学过程,但辅有加热、冷却和分离,并且在反应进行过程中,也必伴随有流动、传热和传质。所有这些过程,都可通过化学工程的研究,认识和阐释其规律性,并使之应用于生产过程和装置的开发、设计、操作,以达到优化和提高效率的目的。

遗传工程

“遗传工程”有广义和狭义之分。广义的“遗传工程”包括细胞水平上的遗传操作(细胞工程)和分子水平上的遗传操作(基因工程);狭义的“遗传工程”就是基因工程(genetic engineering)——参见重组DNA技术(recombinant DNA technology)。   

一种遗传学技术,借助生物化学的手段,将一种生物细胞中的遗传物质取出来,在体外进行切割和重新组合,然后引入另一种生物的活细胞内,以改变另一种生物的遗传性状或创造新的生物品种,也叫基因工程。

遗传工程就是根据这种设想产生的。它用类似工程设计的办法,先对生物进行设计,把一种生物体内的脱氧核糖核酸分子分离出来,经过人工“剪切”,重新组合,再安到另一种生物的细胞里,使这种生物具有某些新的结构和功能。   

给细菌做手术   

把这种设想变成现实,当然不是一件容易的事情。现在许多国家的科学家都在研究这项技术,并且已经摸出了一些门道。举个例子来说,我们想使某种细菌能像蚕一样合成丝蛋白,产生出蚕丝来,就可以把蚕的脱氧核糖核酸的分子分离出来,“剪切”下来制造丝蛋白的“基因”。再从细菌的细胞里提取出一种叫“质粒”的脱氧核糖核酸分子,把它和“剪切”下来的基因接在一起,再送回到细菌的细胞里去。

这个办法说起来简单,可是要做到这一点起码要有两种酶。因为脱氧核糖核酸的分子非常小,要用电子显微镜才看得见,要把它链卜的制造丝蛋白的“基因”“剪切”下来,当然不能用普通的剪刀,而要用一种“限制性核酸内切酶”。这是一种蛋白质,它有个特殊的本领,能识别脱氧核糖核酸分子上特定的位点,把它分成长短不一的片断。有时候恰到好处,剪下来的是整个基因,有时候也会把基因剪坏。那也不要紧,因为到目前为止,已经发现了上百种限制性核酸内切酶,等于有了上百种各种各样的剪刀,总能挑选到一种合适的不会把基因剪坏的“剪刀”。细菌细胞内的一种叫做“质粒”的脱氧核糖核酸分子,也要用同样的“剪刀”来剪,这样才能使两个“切口”正好互相吻合。为了使它们连接得更加牢靠,还要用另一种酶,叫做连接酶,把接缝抹掉。   

经过了这样一套手术,细菌将会像蚕那样合成丝蛋白,有了生产丝的本领。到现在为止,这个办法还处在试验阶段,没有实际应用。但是我们相信,沿着这条道路走下去,将来总有一天,可以把动植物的遗传基因移植到细菌里去,或是把细菌的遗传基因搬到动植物细胞中来。这样,人们就有可能创造出许多新品种的生物。到了那个时候,遗传工程这套新技术,就会广泛地应用到农业、工业、医学和国防上去,使这些领域发生惊人的变化。

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