環(huán)境工程實踐中現(xiàn)實復(fù)雜性和理論適應(yīng)性的沖突和耦合

張卓　袁兵

摘 要：基于環(huán)境工程領(lǐng)域的實踐問題，以自來水廠的沉淀池設(shè)計和理想沉淀池模型為例，本文闡述了理論的有限適應(yīng)性問題與現(xiàn)實的復(fù)雜性之間的沖突所造成的工程實踐中存在的問題，以及基于此所采取的將理論與現(xiàn)實的結(jié)合的工程實踐方法。

關(guān)鍵詞：環(huán)境工程;現(xiàn)實;理論

在科技爆炸200年后的今天，盡管人類依舊無法對自身的意識和大腦運作做出系統(tǒng)完整、邏輯嚴謹?shù)目茖W(xué)解釋和預(yù)測[1]，傳統(tǒng)的落腳于物質(zhì)與精神兩要素的認識理論仍然在幫助人類按照自身尺度在認識世界、改造世界的社會與工程實踐中發(fā)揮了巨大的理論指導(dǎo)作用。在環(huán)境工程的現(xiàn)實實踐中，經(jīng)常要把教材中的精確定量理論與實驗中的精準變量控制再現(xiàn)于具體而復(fù)雜多變的作業(yè)現(xiàn)場，此過程中現(xiàn)實的復(fù)雜多變性與理論的有限適應(yīng)性之間的沖突是如何耦合的呢？

一、理論對現(xiàn)實沉淀池設(shè)計的功效

科學(xué)理論和定量計算的思想是靜態(tài)的和還原的[2]，就給水工程中自來水廠的沉淀池設(shè)計而言，我們只有把沉淀池施工和運行過程中的風吹日曬等種種變量削減為可數(shù)的、可具體操作的有限變量，其設(shè)計和運行才是有所依據(jù)的、可預(yù)測的、有工程實踐意義的。

我們在現(xiàn)實設(shè)計過程中把依時間、空間轉(zhuǎn)移的繁多變量削減為如下幾個有限的、可定量的、有決定性內(nèi)在聯(lián)系的、符合排中律的幾個變量，進水的水質(zhì)水量、沉淀池的水力尺寸、出水的水質(zhì)標準、待去除懸浮顆粒的粒徑分布和顆粒絮凝性等。如此以后才可能設(shè)計預(yù)測出沉淀池連續(xù)運行、穩(wěn)定達標的具體設(shè)計參數(shù)，在靜態(tài)的最佳運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上才可能進一步將現(xiàn)實條件下多變的進水水質(zhì)水量、風速溫度的不同程度影響、水力條件的不同變化等等動態(tài)現(xiàn)實因素考慮進來。在設(shè)計參數(shù)決定的最佳運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上增設(shè)相關(guān)參數(shù)及其合理可接受的波動范圍，如此以來才能以不變應(yīng)萬變，以靜態(tài)的設(shè)計視角融通動態(tài)的現(xiàn)實多變。

二、蘊含在設(shè)計參數(shù)中現(xiàn)實復(fù)雜性與理論適應(yīng)性的沖突

我們知道理想沉淀池的設(shè)計中的“理想”二字要求現(xiàn)實運行中的沉淀池必須滿足三個條件，如此以來設(shè)計參數(shù)決定的最佳運行工況才是可實現(xiàn)的。[3]因而，理論參數(shù)和現(xiàn)實條件是一體兩面的關(guān)系，前者向后者的擬合程度是設(shè)計是否成功的標準。

以設(shè)計參數(shù)中懸浮顆粒的粒徑分布和顆粒絮凝性為例。理想沉淀池之所以在理想中是可能的、于現(xiàn)實中不可能，是因為理論操定者人為地將進水中懸浮顆粒定義為非絮凝顆粒，即沉降屬斯托克斯區(qū)自由沉淀而互不干擾。如此以來，在粒徑?jīng)Q定沉降速度的理想假設(shè)之下，設(shè)計合理的水力停留時間以確定精確可計算的沉淀去除率才是可能的。

然而，現(xiàn)實復(fù)雜性決定靜態(tài)還原的理論的適應(yīng)性是有限的，沉淀池進水中的懸浮顆粒不可能被認為理想化為互不干擾的有確定粒徑分布的自由沉降顆粒。[4]幸而，人類擁有實踐這一認識世界的偉大工具，設(shè)計師可以通過絮凝性顆粒的沉降曲線實驗?zāi)M進水水質(zhì)的復(fù)雜和多變，以實驗的手段降低現(xiàn)實復(fù)雜性帶來的誤差、彌補靜態(tài)理論設(shè)計結(jié)果的不足，盡可能把復(fù)雜多變的各種因素用具體的實驗數(shù)據(jù)凝聚和固定下來。

世界在不斷地運動和發(fā)展，人類在環(huán)境工程等種種實踐中必然要面對現(xiàn)實復(fù)雜性給理論認識的靜態(tài)有限性帶來的不斷挑戰(zhàn)。[5]任何工程實踐者都必須把握理論和現(xiàn)實的對立與統(tǒng)一，這是馬克思主義實踐哲學(xué)給科技工作者的深刻啟示。

參考文獻：

[1]高新民，王世鵬.自然主義二元論：“意識困難問題”的非經(jīng)典解答[J].馬克思主義與現(xiàn)實，2014（04）：61-67.

[2]黃欣榮.科學(xué)還原論及其歷史功過[J].江西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報，2008（04）：74-78.

[3]李昕桐.在理論與現(xiàn)實之間——“馬克思主義哲學(xué)與當代中國”學(xué)術(shù)研討會綜述[J].求是學(xué)刊，2015，42（05）：2+173.

[4]楊鐳，趙亞乾.基于沉淀顆粒粒度分布的沉淀池設(shè)計[J].給水排水，1993（04）：23-25+3.

[5]劉偉.從理論與實踐的對應(yīng)關(guān)系看當代哲學(xué)的使命[J].河北學(xué)刊，1986（01）：51-53.

作者簡介：

張卓（1998-01）男，漢族，河南南陽人，本科生，研究方向：環(huán)境工程專業(yè)

袁兵（1997-10）男，漢族，河南南陽人，本科生，研究方向：環(huán)境工程專業(yè)