# 工学科学 ## 定義 工学科学(engineering science)とは、工学知識のうち、既存の科学的知識(物理学の基本法則など)を工学者(設計者)の需要に応じて再定式化・特殊化・拡張することで生成される、まとまりのある新しい知識の総体を指す。Vincentiは制御体積解析(control-volume analysis)の歴史を事例に、この知識類型の性格を論じる。制御体積解析が用いる基礎法則(Newtonの運動量法則、熱力学のエネルギー・エントロピー則)自体は既に科学的に確立されていたものであり、制御質量から制御体積への変換という数学的手続きも既知だったが、それらを組織的・目的的に組み合わせて工学者の設計計算に使える一つの体系にまとめ上げたことが、工学科学としての新規性である。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]], p.133) ## 科学との3つの共通点と1つの相違点 Vincentiは工学科学と科学の関係を、3つの共通点と1つの本質的な相違点として整理する。 - **共通点1・自然法則への準拠**: 工学科学と科学はいずれも同じ自然法則に従う。工学は人工物を、科学は自然を表向きの対象とするが、制御体積方程式が物理学の基本法則の変換された表現に過ぎない点にこれはほぼ自明に現れる。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]], p.133) - **共通点2・伝播機構の共通性**: 工学科学は教科書・百科事典項目・学術誌・講義・人の異動という、科学の知識成長の研究でも見られるのと同じ機構で伝播する。[[Ludwig Prandtl]]から[[Ascher Shapiro]]らMITの研究者への伝達経路(ゲッティンゲンの元助手経由、文通、講義録の英訳)が具体例として示される。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]], p.133-134) - **共通点3・累積性**: 工学科学は、一つの知識が他の知識の上に築かれる(あるいはそこから導出される)という意味で科学同様に累積的である。制御体積解析の発展段階(Prandtlが先行するアドホックな解法の上に築き、MITの研究者がPrandtlの仕事の上に築き、現代の教科書執筆者がMITの仕事の上に築き続けている)はこの累積過程を例証する。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]], p.134) - **相違点・目的**: 科学の目的は自然の理解であるのに対し、工学科学の究極の目的は人工物の創造にある。制御体積解析が流体流れを伴う人工物の設計・解析のために特化して調整されており、その仕組みの理解に寄与するのは副次的に過ぎないことがこの相違を示す。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]], p.135) 累積の「方向」についてもVincentiは独自の見解を示す。工学科学の累積は単なる情報の積み上げではなく、より広い適用範囲・より明確な原理・より少ない時間と誤りの可能性という形で、問題解決の有効性を高める方向に進む。この点で[[Henryk Skolimowski]]の「技術的進歩とは、ある種の対象を生産する上での有効性の追求である」という定義を引いている。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]], p.135-136) ## 横断的知見 - **「応用科学ではない」という結論において、独立した2つのソースが収斂する**。1998年のPhilTech論文([[On Structural Differences between Science and Engineering]])は、工学科学が理想化された理論的概念を用いる点は否定しないが、その予測は理論の検証テストとしてではなく「いかにすればある出来事の推移を望みどおりに引き起こす・防ぐ・変えられるか」を見出すために使われるとし、工学を応用科学の応用そのものとして特徴づけることを退ける(応用科学は独自の目標と方法を持つ)。Vincenti(1990)も同じ結論に、制御体積解析という具体的事例の歴史的再構成という全く異なる経路——目的の相違(自然の理解 対 人工物の創造)——から到達している。両者はいずれも「科学の法則を使う」ことと「科学(の目的)である」ことを区別する点で一致する。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]] p.133-135, [[@1998__PhilTech__On Structural Differences between Science and Engineering]] §4) - **「工学科学」という同じ語が、Herbert A. Simon(1996年)とVincenti(1990年)の間で正反対に近い評価の文脈で使われている**。[[人工物の科学]]によれば、Simonは著書*The Sciences of the Artificial*第1章で「現在『工学科学』の名で通っているものとは大きく異なる」と人工物の科学を位置づけ、第5章では専門職の学校が学問的な体面を求めた結果、工学の学校が「物理学と数学の学校」になったこと(=分析と区別された意味での設計教育の後退)を指して「工学科学」という語を批判的な文脈で用いている。対してVincentiの本章は「工学科学」を、科学的知識を設計者の需要に応じて再構成した正当かつ価値ある知識類型として肯定的に描く。両者は同じ語で異なる現象——Simonはカリキュラムにおける現象、Vincentiは知識の内容における現象——を指している可能性があり、単純な矛盾と断定はできないが、同じ用語が指す対象の範囲にずれがあることは記録に値する。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]] p.133, [[人工物の科学]]記載の Source: [[@1996__MITPress__The Sciences of the Artificial - Chapter 1 Understanding the Natural and Artificial Worlds]] ch.1 pp.3-5, [[@1996__MITPress__The Sciences of the Artificial - Chapter 5 The Science of Design - Creating the Artificial]] ch.5 pp.111-112) - **「応用科学ではない」という結論に、第3の独立した経路——科学教育の実証研究——が2005年に到達している**。[[@2005__Science & Education__Technology as 'Applied Science' - A Serious Misconception that Reinforces Distorted and Impoverished Views of Science|Gil-Pérez ほか(2005)]]は、Vincenti(1990、航空工学史の事例研究)やPoser(1998、規則の認識論)とは異なり、教員インタビュー・教科書分析・6回の国際会議proceedings分析という科学教育学の実証的手法から「技術は科学の存在に何千年も先行しており、科学の副産物ではない」という同じ結論の入口に到達する。ただしこの論文の主眼は技術の哲学的正当化ではなく、この誤解を放置することが科学教育において引き起こす7つの歪んだ科学像([[科学の歪んだ描像]])にある。3者は「工学(技術)は科学の劣化版・単純な応用ではない」という結論を、歴史的事例・認識論・教育実証というまったく異なる3つの経路から独立に共有しており、収斂の強さを裏付ける。(Source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953|Chapter 4]] p.133-135, [[@1998__PhilTech__On Structural Differences between Science and Engineering]] §5, [[@2005__Science & Education__Technology as 'Applied Science' - A Serious Misconception that Reinforces Distorted and Impoverished Views of Science|Gil-Pérez ほか(2005)]] §2) ## 未解決の問い - SimonとVincentiが「工学科学」という同一の語で指している対象は、本当に異なる現象(カリキュラム上の偏り 対 知識の内容的性格)なのか、それとも根は同じで力点の置き方が違うだけなのか。 - Vincentiの3つの共通点(自然法則・伝播機構・累積性)は、制御体積解析のように基礎法則からの変換が比較的明快な理論的道具以外の工学科学(例えば経験則や設計基準)でも同様に成り立つのか。 - 工学科学の累積の方向を「問題解決の有効性の追求」と定義するVincentiの見方は、[[技術的規則]]や[[デザインサイエンス研究]]で扱われる規範性(ought)の議論とどう接続するか。 - Gil-Pérez ほか(2005)が指摘する「技術を応用科学とみなす誤解が科学教育を歪める」という教育的帰結は、工学教育(engineering education)側にも対称的な歪み(例えば「工学は科学の後追いにすぎない」という自己像が工学教育のカリキュラムをどう歪めるか)を生んでいる可能性があるか。 ## 関連 - source: [[@1990__JohnsHopkins__What Engineers Know and How They Know It - Chapter 4 A Theoretical Tool for Design - Control-Volume Analysis, 1912-1953]] / [[@1998__PhilTech__On Structural Differences between Science and Engineering]] / [[@2005__Science & Education__Technology as 'Applied Science' - A Serious Misconception that Reinforces Distorted and Impoverished Views of Science]] - concept: [[人工物の科学]] / [[設計の科学]] / [[科学の歪んだ描像]] / [[アルゴリズムエンジニアリング]](Staples 2014のエンジニアリング存在論モデルが、Vincentiの工学科学論と同じ「工学知識とは何か」という問いを、アルゴリズムという別の人工物クラスに適用した姉妹的な枠組み。横断的知見の更新は単一ソース同士の突き合わせに留まるため見送った) - entity: [[Ludwig Prandtl]] / [[Edwin Layton]] ## 出典 - Walter G. Vincenti, *What Engineers Know and How They Know It*, The Johns Hopkins University Press, 1990, Chapter 4, pp. 133–136.