了解一下这个改变世界的职业
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“
“工程是应用科学和数学来解决问题。科学家和发明家提出创新，而工程师则将这些发现应用于现实世界。”
我们已经听说过很多关于工程学的内容，它涵盖了从修桥铺路到研发最前沿的人工智能技术。实际上，工程专业远不止这些，它贯穿于我们生活的方方面面——从你早上打开的手机到街上的智能电动车，工程师们都在背后发挥着关键作用。
工程学是 STEM（科学、技术、工程和数学）教育的核心组成部分。它作为一门现代学科已经有了数千年的实践历史，"工程"这个词本身源于14世纪，最早是指那些制造军用机械的工匠，比如弹射器和其他攻城机器。而今天，工程师的工作内容早已从军事应用扩展到包括桥梁、建筑物等的民用结构，也因此诞生了“土木工程”这个词。
从古埃及的吉萨金字塔到希腊的帕台农神庙，再到中世纪的桥梁和城堡，工程的卓越范例贯穿了整个历史。然而，今天的工程师不仅仅关注建筑，还深入到几乎所有的科技前沿。从设计细胞膜层面的生物技术，到开发人工智能驱动的机器人，再到改进运输系统和研究清洁能源，现代工程的研究领域已经遍布社会各个角落。
今天我们就来聊聊【工程专业】，帮助同学们更好地理解这个领域，并找到最适合你的方向。
01
图片来源于grainger.illinois.edu
工程师做什么？
工程师的工作内容非常广泛。他们参与设计、评估、开发、测试、修改、检查和维护各种产品、结构和系统的整个过程。这包括从推荐使用何种材料和工艺，到监督生产和施工、进行故障分析，甚至为学生和企业提供咨询服务和技术指导。例如，增材制造工程师负责3D打印技术的开发和优化，而电气工程师则可能专注于设计新型电池系统以应对全球对清洁能源的需求。
02
图片来源于wherewomenwork.com
工程的类型
工程领域的种类繁多，通常根据工程师专注的领域划分。随着现代科技的进步，许多工程领域相互交叉，工程师们必须掌握多种学科的知识。例如，从事太空技术的航空航天工程师可能需要深入了解计算机和电气工程的内容，而开发新能源汽车的机械工程师则可能需要精通化学工程和材料科学。
工程领域通常可以划分为几大主要类别，这些类别被认为是“核心”工程学科。每个核心领域都有一些细分的分支学科。以下是工程学的四大主要分类，和它们的典型分支：
机械工程涉及设备制造的方方面面，机械工程也是最广泛的工程学科之一，它涉及机械系统和机器的设计、建造、操作和测试。
你每天乘坐的汽车或飞机，背后都是机械工程师的杰作。他们负责设计和制造机器，确保这些设备运转得顺畅高效。不仅如此，机械工程还涉及机器人、武器系统和农业机械等领域。例如，特斯拉的各种新车设计，以及最新的特斯拉机器人Tesla Bot，它就属于机械工程与人工智能相结合的产物，它需要机械工程师的设计与制造。
图片来源于facilitiesnet.com
典型分支：
汽车工程：专注于汽车的设计和制造。
航空航天工程（机械和电气工程的跨学科领域）：与飞机和航天器的设计、开发有关。
制造工程：专注于制造过程的优化。
机器人工程：结合机械和电气技术，开发自动化设备。
如果你喜欢动手操作，喜欢拆解和研究机器的运作原理，那么机械工程就比较适合你！
电气工程师专攻技术，就是要让系统‘活起来’；具体来说，是设计和测试电子资源，如计算机、电机和导航系统。电气工程师参与的项目范围从制造微芯片到设计巨型发电机以给城市供电。
从你家的电灯开关到智能手机，电气工程师负责设计、开发和维护电气设备。他们的工作范围非常广泛，从发电厂到微小的电子芯片，电气工程师无处不在。电动车的电池和充电系统就离不开电气工程师的贡献。
马斯克的特斯拉（Tesla）公司，这个名字就来源于发明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla），一位塞尔维亚裔美籍的发明家、电气工程师和机械工程师。
尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）是电气工程领域的经典代表人物。他的贡献主要在电气工程和物理学领域，尤其是在交流电系统（AC）的发明和推广方面。他的创新帮助电力传输变得更加高效，彻底改变了现代电气系统的运作方式。
特斯拉的发明包括电动机、特斯拉线圈、无线电技术和早期的无线电力传输概念，这些都与电气工程息息相关。他的创新精神和对未来的设想至今仍然影响着现代工程师和科学家。
图片来源于factualamerica.com
典型分支：
电子工程：专注于电子元器件和电路的设计。
计算机工程：结合电气和计算机科学，设计计算机硬件和网络系统。
电信工程：负责通信系统的开发与管理，如5G网络。
电力工程：涉及电力的生成、传输和分配。
如果你对电路、电子设备有兴趣，想要了解从微观到宏观的电气系统，电气工程将为你提供大量的探索机会。
土木工程是最古老的工程学科之一，主要涉及设计和建造基础设施，包括桥梁、道路、建筑和水利设施等。
在NASA（美国国家航空航天局），土木工程师可以担任国际空间站的结构工程师，并帮助保护和升级为空间站供电的太阳能电池阵列。他们还可以与大型履带运输车合作，在火箭升空前将火箭运送到发射台，或者在NASA中心进行现场施工和节能管理。
图片来源于nasa.gov
典型分支：
结构工程：研究如何设计坚固的建筑和桥梁。
岩土工程：关注土壤和岩石的特性，用于设计地基和隧道。
交通工程：专注于交通系统的规划和设计。
水利工程：与水资源管理相关的项目，如大坝和供水系统。
如果你对建筑和城市规划感兴趣，喜欢看到自己设计的建筑屹立在世界的某个角落，那么土木工程将让你成就感十足。
化学工程师利用物理、化学、生物和工程原理设计设备、系统和工艺，以精炼原材料，混合、配制和加工各种产品的化学品。化学工程师在商业规模上开展工艺，涉及从石油精炼到发酵和生物分子生产等各个工艺。
比如，在汽车和机器人制造的零部件中，会大量使用高强度的工程塑料和复合材料，这些材料的制造工艺就是由化学工程师设计并优化的。或者是在废水处理中，化学工程师设计的工艺可以去除废水中的污染物，使其达到环保排放标准。该过程可能涉及化学沉淀、氧化和过滤等步骤。
图片来源于institute.careerguide.com
典型分支：
生物化学工程：结合生物和化学原理，用于生产药物和生物制品。
材料工程：专注于新材料的开发和应用。
环境工程：与污染控制和废物处理相关。
石油工程：与油气开采和生产工艺有关。
如果你对化学反应和实验室有浓厚的兴趣，并且希望看到它们在现实世界中变成实际产品，那么化学工程就是你的领域。
除了这四大类，上面的分支里也有提到许多工程领域是它们的延伸或跨学科的组合。例如：
生物医学工程：结合机械和电气工程，为医疗领域开发设备和技术。
航空航天工程：结合机械、电气和材料科学，设计航天器。
工业工程：优化生产和制造系统，结合了机械和电气工程的部分内容。
计算机工程：衍生自电气工程，结合了计算机科学。
船舶工程：结合了机械工程、电气工程、土木工程和编程。
图片来源于ners.engin.umich.edu
核工程虽然与化学工程和机械工程有一定的关联，但它通常被视为一个独立的工程领域。核工程师负责设计、建造和操作用于生产和控制核能的设备、系统和流程，从核电站反应堆到粒子加速器。此外，他们还负责处理核废料，保护环境免受潜在危害的影响。
核工程的应用不仅限于核电站。它在医学领域也有着重要的应用，比如核医学利用放射性材料进行疾病的诊断和治疗。同时，核工程师还会参与到高能物理设备的研发，比如粒子加速器。
这使得核工程成为了一个跨学科的领域，结合了机械、化学、物理以及材料科学等多方面的知识，具有非常广泛的应用和研究前景。
03
图片来源于bachelorsdegreecenter.org
工程专业Q&A
Q
工程专业的学习难度大吗？需要什么样的基础？
A
工程学的确具有一定难度，尤其是对数学和物理的要求比较高。学生需要有扎实的数理基础，并且在高中时最好修读高级数学、物理和化学课程。尽管挑战较大，工程学的课程设置通常会循序渐进，帮助学生逐步掌握所需的技能。工程学不仅需要逻辑思维，还需要创造性地解决问题，因此学生的创新能力也很重要。
Q
未来的工程师是否会被人工智能和自动化取代？
A
虽然人工智能和自动化在许多行业中取得了进展，但它们不会完全取代工程师的工作。相反，AI和自动化技术能够辅助工程师完成重复性任务，从而让工程师专注于创造性和战略性工作。许多复杂的工程任务，如设计、创新和解决问题，仍然需要人类的智慧和创造力。因此，未来工程师不仅不会被取代，反而可能会在与AI合作中更加高效。
Q
工程学的学习时间是多久？可以选择哪些课程？
A
工程学士学位一般需要4年时间完成，但如果学生选择合作教育（Co-op）项目或实习课程，可能需要5年时间。工程学课程通常从基础的数学、物理、化学开始，逐步引入专业课程。学生可以选择的课程包括机械工程、土木工程、电子工程、软件工程、生物医学工程等。许多学校也提供跨学科的课程，比如可持续能源工程或数据科学与工程，满足学生不同的兴趣需求。
Q
工程专业是否只适合男生？女生适合学工程吗？
A
工程专业绝对不仅仅适合男性，女性同样可以在工程领域取得成功。近年来，越来越多的女性进入工程行业，许多学校和组织也为女性工程师提供支持，鼓励更多女性参与到STEM（科学、技术、工程和数学）领域中。事实上，很多工程领域（如生物医学工程、环境工程等）在女性工程师中非常受欢迎。
Q
工程专业的职业前景怎么样？
A
工程学的职业前景非常广阔。工程师的需求在全球范围内持续增长，尤其在科技、能源、制造、医疗等领域。毕业生可以选择多种职业路径，包括机械工程、电气工程、土木工程、软件工程等。不仅如此，许多工程职位的起薪较高，而且有很好的晋升机会。例如，tesla目前在招的外观机械设计工程师的年薪在$80,000-17,0000美元左右。
特斯拉最新推出的机器人就是工程跨学科的一个超级好例子，结合了机械工程、电气工程、计算机工程和人工智能等多个领域。现代工程早就不是单一学科的事儿了，而是各种学科交叉碰撞的创新世界。可以说，工程师的工作就是用不同的专业知识来打造出让人惊叹的技术。
除了高薪、稳定的工作保障外，工程师这份职业还有个很大的吸引力——那就是你可以真正为社会做点实事。无论是改进交通系统、研发更好的医疗设备、寻找更清洁的能源，还是帮助改善贫困地区的生活，工程师的工作都在切实地改变着人们的生活。
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