قرن بیستم شاهد شگرف‌ترین پیشرفت‌های مهندسی و فناوری بود. بدیهی است که در کنار این دستاوردها، ناکامی‌هایی نیز وجود داشته است. در قرن بیستم مهندسان به‌تدریج دامنه خلاقیت‌های خود را به‌همه زمینه‌های فعالیت‌های بشری گسترش دادند، که حاصل آن شکوفایی و بسط فناوری‌های ارزشمند بوده است. با وجود همۀ این پیشرفت‌ها، چالش‌های متعددی نیز هنوز پیش روی مهندسی است. با رشد سریع جمعیت و افزایش نیازهای آن، مشکل حفظ پایداری دستاوردهای بشریت، همراه با بهبود زندگی، امری حیاتی و فوری به‌حساب می‌آید. عوامل تهدیدکننده قدیمی و جدید ‌سلامت فردی و عمومی، روش‌های درمان مؤثرتر و در دسترس‌تری را می‌طلبد. آسیب‌پذیری در برابر بیماری‌های مسری، فعالیت‌های خرابکاری و بلایای طبیعی، محتاج پژوهش‌های جدی، به‌ویژه در عرصه مهندسی، برای دستیابی به‌روش‌های تازه برای جلوگیری و محافظت از آنهاست. علاوه برآن، محصولات و فرایندهایی که لذت از زندگی را افزایش می‌دهد، همانند همۀ ادوار گذشته، یکی از ارجحیت‌های نوآوری‌های مهندسی باقی مانده است.

      حرفۀ مهندسی به‌دنبال راه‌های بررسی و عملی کردن دانش خود جهت تفوق بر‌این چالش‌هاست. مهم‌ترین این چالش‌ها آنهایی هستند که برای کسب اطمینان از آینده باید تأمین شوند. کرۀ زمین سیاره‌ای با منابع محدود است و جمعیت رو به‌افزایش آن، در حال حاضر این منابع را با سرعتی باورنکردنی، مصرف می‌کند. بررسی‌های متعدد ضرورت تأمین منابع جدید انرژی را مورد توجه قرار داده و به‌طور همزمان بر جلوگیری از زوال محیط‌زیست تأکید نموده است. در سال‌های آغازین سدۀ حاضر، آکادمی مهندسی آمریکا 14 چالش‌پیش روی مهندسی را که دستیابی به‌آنها در قرن 21 امکان‌پذیر می باشد، تهیه کرده است.       

..

چالش‌های عمده مهندسی در قرن 21   ___________________________________________________________________

1. اقتصادی کردن انرژی خورشیدی                                       8. مهندسی داروهای بهتر

2. تأمین انرژی از گداخت هسته‌ای                                       9. مهندسی معکوس مغز

3. توسعه روش‌های کاهش دی اکسید کربن                         10. جلوگیری از تهدیدات هسته‌ای

4. ساماندهی چرخۀ ازت                                                   11. ایمن‌سازی فضای مجازی

5. امکان دسترسی به‌آب سالم                                           12. بهبود واقعیت مجاز

6. ترمیم و بهبود زیرساخت‌های شهری                                 13. بهبود یادگیری فرد

7. پیشرفت اطلاعات سلامت                                            14. مهندسی ابزارها برای کشفیات علمی 

___________________________________________________________________________                                   

این چهارده چالش‌ را می‌توان در چهار زمینۀ توسعۀ پایدار، ارتقاء سلامت، کاهش آسیب‌پذیری و افزایش لذت از زندگی، دسته‌بندی کرد. بررسی این چالش‌ها نقش حیاتی مهندسان در دستیابی به‌آنها را نشان می‌دهد.

• توسعۀ پایدار: زمینۀ مهمی است که به‌پنج مورد از این چالش‌ها مربوط می‌شود. هم‌چنان‌که جوامع به‌دنبال روش‌هایی برای رسیدن به‌شرایط پایدار در محیط‌زیست هستند، مهندسان باید روش‌هایی را، برای تهیۀ آب سالم، انرژی خورشیدی اقتصادی، انرژی از گداخت هسته‌ای، و توسعۀ روش‌هایی برای حذف دی‌اکسید کربن از جو زمین، ابداع نمایند.
• سلامت: مهندسانی که با پزشکان و پژوهشگران پزشکی کار می‌کنند می‌توانند سلامت بشر را به‌توسط توسعۀ روش‌های بهتری برای گردآوری، تحلیل و تبادل اطلاعات مربوط به‌تندرستی بشر و طراحی داروهای مؤثرتر، بهبود بخشند.
• کاهش آسیب‌پذیری: مهندسان همچنین باید، برای پیش‌بینی و مقابله با بلایای طبیعی، جلوگیری از استفادۀ نادرست از فناوری‌های قدرتمند، همچون دسترسی خرابکاران به‌مواد و فناوری‌های هسته‌ای، و فقدان ایمنی در دنیای مجازی، روش‌هایی را ابداع کنند؛ و به‌این ترتیب میزان آسیب پذیری بشر را کاهش دهند.
• لذت از زندگی: مهندسان باید ظرفیت‌های بشر و لذت بردن از زندگی را به‌توسط روش‌هایی چون بهبود یادگیری فردی و ساختن ابزارها و وسایلی که اکتشافات علمی را بهبود می‌بخشد، ارتقا دهند.  

      هیچ یک از این چالش‌ها را نمی‌توان بدون یافتن روش‌هایی برای غلبه بر موانعی که برای دسترسی به‌آنها وجود دارد، به‌انجام رساند. به‌عنوان مثال، راه‌حل‌های مهندسی باید همواره با توجه به‌مسایل اقتصادی طراحی شوند. از اینرو، با وجود قوانین متعدد زیست‌محیطی، فناوری‌های آلوده‌کنندۀ ارزان‌تر، معمولا بر فناوری‌های پرهزینه‌تر ولی سالم‌تر، ترجیح داده می‌شوند. مهندسان همچنین باید بر موانع دشوار سیاسی نیز مقابله کنند. در بسیاری از نقاط جهان، گروه‌های کوچک دارای قدرت سیاسی، که از سیستم‌های قدیمی بهره می‌برند، از افکار و حرکت‌های جدید جلوگیری می‌کنند. حتی در مواردی که هیچ گروهی سد راه پیشرفت نباشد، هزینۀ پروژه‌های جدید می‌تواند مانع اقدام شود؛ زیرا دستیابی به‌بسیاری از چالش‌های این قرن نیاز به‌سرمایه‌گذاری‌های زیاد دارد. تامین منابع مالی لازم برای دستیابی به‌همۀ چالش‌های پیش رو، نیاز به‌مساعدت مردمی و سیاسی دارد. مهندسان باید با دانشمندان، آموزشگران و دیگران دست به‌دست هم داده و آموزش علوم، فناوری، مهندسی و ریاضیات را تشویق و بهبود بخشند و انتقال اطلاعات فنی به‌مردم را افزایش دهند. آموزشگران باید برنامه‌های آموزشی و روش تدریس خود را در جهت استفاده از روش‌های الکترونیکی یادگیری فردی، مورد بازنگری قراردهند. پزشکان و کارکنان بیمارستان‌ها نیز باید روش‌های استفاده از سیستم‌های اطلاعات تندرستی را تغییر دهند و به‌تدریج تجویز متناسب با هر شخص را به‌کاربرند.

     شاید مشکل‌ترین چالش پیش‌رو، توزیع یکسان ثمرات مهندسی بین فقرا و اغنیا، در اقصی نقاط عالم باشد. در دنیای امروز، بسیاری از دستاوردهای مهندسی به‌نحو غیریکنوختی توزیع شده است. به‌عنوان مثال در حال حاضر حداقل یک میلیارد نفر از ساکنین زمین دسترسی به‌منابع آب سالم ندارند. میلیون‌ها نفر نیز در عمل فاقد هرگونه دسترسی به‌خدمات پزشکی هستند، چه‌رسد به‌اینکه بخواهند تشخیص و درمان شخصی را، که پیشتر به‌آن اشاره شد، داشته باشند. حل مشکلات ایمنی دنیای مجازی و کامپیوتر برای اکثریت مردم جهان، که از کمبودهای فراوانی رنج می برند، اهمیت چندانی ندارد. به‌نظر می‌رسد که ‌تامین پایدار غذا، آب و انرژی؛ محافظت از خشونت‌های انسانی، بلایای طبیعی و بیماری‌ها، دسترسی کامل به‌لذت یادگیری، ارتباطات و تفریحات، مهم‌ترین اهداف مشترک برای همۀ ساکنین کرۀ زمین باشد.

     به‌توسط دستاوردهای مهندسی، دنیا کوچک‌تر و مرتبط‌تر شده است. چالش‌هایی که مهندسان امروزه با آنها روبرو هستند دیگر مسائل محلی و پراکنده نیست، بلکه جهانی و وابسته به‌کل ساکنین زمین است. دستیابی به‌این چالش‌ها نه تنها جهان را از نظر فناوری پیشرفته‌تر و پیوسته‌تر خواهد کرد، بلکه آنرا پایدارتر، ایمن‌تر، سالم‌تر و شادتر؛ و به‌زبانی محلی بهتر برای زندگی، خواهد نمود.

      به‌این نکته نیز باید توجه داشت که اهمیت چالش‌های درنظرگرفته شده برای مهندسی در قرن حاضر، در کشورها مختلف، تا حدی متفاوت است. به‌عنوان مثال در کشور ما تامین آب، مقابله با بلایای طبیعی مثل سیل و زلزله و بهداشت و درمان از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و مواردی چون ساماندهی چرخۀ ازت یا گداخت هسته‌ای از اهمیت کمتری برخوردارند. به‌‌نظر می‌رسد که برنامه‌ریزان و آموزشگران مهندسی کشور باید پژوهش‌ها را بیشتر در زمینه‌هایی هدایت کنند، که ضمن هم‌سویی با روند جهانی، مشکلات فوری‌تری را در سطح ملی، در اولویت قراردهند. خلاصه اینکه، چالش‌های مهم مهندسی در سطح ملی و بین‌المللی باید در آموزش‌ مهندسی نیز منعکس شود. چالش‌های پیش روی مهندسان، تا حد زیادی سمت‌گیری فردای آموزش مهندسی را نیز معین می‌کند. گرچه پیش‌بینی در بارۀ آینده امری بحث انگیز است، ولی چندین روند در مهندسی مبنایی را  برای پیش‌بینی وضعیت آتی برخی از وجوه مهندسی و نیازهای آموزشی‌ آنرا، به‌دست داده است. آین وظیفۀ آموزشگران است که دانشجویان مهندسی را با چالش‌هایی که مهندسان در دهه‌های آینده با آن روبرو خواهند بود آشنا نمایند. منابع متنوعی که در این زمینه وجود دارد، از جمله مقاله «دستاوردهای دیروز مهندسی و چالش‌های فردا» (پیوست)، می‌توانند راه‌گشا باشند.

ح. م.، بهمن 1391

فایل pdf این متن، از لینک مقابل قابل دریافت است.