مفهوم علم الهندسة

مفهوم علم الهندسة

مفهوم علم الهندسة

يُعرَّف علم الهندسة بأنّه العلم الذي يبحث في الطريقة الأمثل لتحويل الموارد الطبيعية لاستخدامات البشر، أو يُعرَّف بأنه طريقة التطبيق الإبداعية للمبادئ والقوانين العلمية، وذلك لإنشاء الهياكل والآلات أو الأجهزة أو لتطويرها، أو غيرها ممّا يحتاجه البشر في حياتهم[١].


تاريخ علم الهندسة

مرَّ علم الهندسة بالعديد من التطوّرات حتى يومنا هذا، نذكر منها باختصار شديد[١]:

  1. يُعدّ إمنحتوب الذي عاش في الحضارة المصرية الفرعونية، أول مهندس عرفه بإنجازاته في مجال الهندسة المدنية في عام 2550 قبل الميلاد، إذ قام بالإشراف على العديد من المباني والمنشآت ومنها الأهرام، ثم تطوّرت الهندسة المدنية بعد إمنحتوب على يد من جاء بعده من المصريين واليونانيين والفارسيين والرومانيين، إذ قام بتشييد مبانٍ مرتفعةٍ وفق أساليب ودراسات علمية في مجال علم الحساب والهندسة وبالاعتماد على بعض العلوم الفيزيائية، وممّا يشهد على ما وصل إليه التطور في علم الهندسة منارة الإسكندرية ومعبد سليمان في القدس والكولوسيوم في روما وأنظمة الطرق الفارسية والرومانية وقناة بونت دو جارد في فرنسا وغيرها العديد من المباني التي منها ما يزال قائمًا حتى يومنا هذا، ما يدلُّ على مهاراتهم في البناء والتصميم وحسهم الإبداعي وخيالهم الواسع وجرأتهم في الخروج عن المألوف.
  2. كتب المهندس المعماري فيتروفيوس أطروحةً في علم الهندسة بعنوان الهندسة المعمارية (De architectura) والتي نشرت في روما في القرن الأول للميلاد، إذ قدَّم فيها صورةً عن التعليم الهندسي وممارسة الهندسة في العصور الكلاسيكية، واحتوت أطروحته على 10 مجلدات، تحدثت عن مواد البناء وآلية بناء الطرق وكيفية تخطيط المدن وأنواع القياس وآلاته.
  3. تطورت الهندسة في العصور الوسطى، إذ بنى الأوربيون الأقواس ودعامة الطائرة، ووصلوا في المباني إلى ارتفاعات لم تعرفها للرومان.
  4. كشفت كراسة الرسم الفرنسية للمنهدس الفرنسي فيار دي أونكور، في القرن 13 للميلاد عن مدى ما وصلت إليه المعرفة في علم الرياضيات والهندسة والعلوم الطبيعية والفيزياء.
  5. تطورت الهندسة في آسيا بتقنيات أكثر تعقيدًا، في البناء لا سيما في علم الهيردوليكا وعلم المعادن، وهذ ما ساهم في إنشاء حضارات متقدمة، مثل إمبراطورية المغول، التي أثارت إعجاب المستكشف ماركو أبوبو في القرن 13.
  6. ظهر علم الهندسة المدنية كتخصص منفصل في القرن 18، وذلك عندما أنشئت أولى مدارس الهندسة.
  7. بنى المهندسون المدنيون في القرن 19 الهياكل من جميع أنواع المواد، وصمّموا أنظمة الصرف الصحي وإمدادات المياه، وبنو السكك الحديدية والطرق السريعة، وبنوا المدن المخططة.
  8. ظهر علم الهندسة الميكانيكية في إنجلترا واستكلندا، واشتُقّ هذ العلم من اختراعات العالم الاستكلندي جيمس وات ومن تطوّر الآلات في الثروة الصناعية، وقد ساهم تطوير صناعة الأدوات الآلية في بريطانيا في زيادة الإهتمام بدراسة الهندسة الميكانيكية.
  9. أدّى تطوّر المعرفة بالكهرباء إلى ظهور هندسة الإلكترونيات، إذ صنعت أول خلية كهربائية عام 1800 ميلادي من خلال تجارب مايكل فارادي وغيره، وتطورت الخلايا الكهربائية حتى بلغت ذروتها عام 1872، ثمَّ صنع المحرك الكهربائي الذي ساهم في تطوير علم الكهرباء.
  10. نشأت الهندسة الكيميائية من تطوّر الصناعات في القرن 19، لا سيما تلك التي تتطلب تفاعلات كيميائية كعلم المعادن وصناعة الأغذية والمنسوجات وغيرها.


مجالات علم الهندسة

مجالات علم الهندسة 7، وهي كما يأتي[٢]:

الهندسة الميكانيكية

وهي المسؤولة عن تصنيع وتصميم الآلات والمنتجات الصناعية، وهي من أكثر علوم الهندسية تنوعًا في مجالها، إذ تدخل الهندسة الميكانيكة في الطيران وصناعة السيارات والروبوتات وتكنولوجيا الناتو والتصميم بواسطة الكمبيوتر، كما تتطلب الهندسة الميكانيكة قدرات تحليلية لحلِّ المشكلات الميكانيكة التي تصيب الآلات أيضّا؛ لتطوير وتصميم قطع وأجزاء لها بما يحسِّن كفاءة عملها ويسهِّل استخدامها، ويساعد إبداع المهندس الميكانيكي وقدرته على التحليل في تحويل المنتج من مجرد فكرة إلى حقيقة.

الهندسة الكهربائية

يتمحور مجال عمل الهندسة الكهربائية حول التكنولوجيا التي تعمل بالكهرباء، ويدور عملهم على تصميم الأجهزة والمكونات والأنظمة الكهربائية من أصغر النظم الكهربائية كالرقائق الصغيرة إلى أكبرها كمحطات الطاقة، ويُنسب الفضل للمهدنسين الكهربائيين في اختراع الراديو والتلفاز والمحركات، ومن أشهرهم مخترع الكهرباء توماس أديسون، إذ يتضمَّن عملهم تصميم وتطوير المعدات الكهربائية واختبارها والإشراف عليها، ومن فروع الهندسة الكهربائية توليد الطاقة والبطاريات وصناعة الإلكترونيات والمحركات.

الهندسة الصناعية

تتطلب الهندسة الصناعة معرفةً في العلوم والرياضيات والأساليب الهندسية؛ وذلك لتصميم المعدات والمباني وأنظمة المعلومات وغيرها، كما يدخل مجال عمل المهندسين الصناعيين في إدارة الأعمال، إذ يحددون عدد العمال اللازمين لمشروع ما، والمدة التي يحتاجها المشروع، بل إنّهم يستطيعون العمل في كل الصناعات تقريبًا، كمجال الرعاية الصحية والترفيه والتكنولوجيا والتمويل والتصنيع وغيرها.

الهندسة الكيميائية

تدخل الهندسة الكيميائية في العديد من الصناعات، وفي وقتنا الحاضر إزداد الطلب على المهندسيين الكيميائيين للتنوع الكبير في الصناعات كصناعة الأدوية ومعالجة الأغذية وإنشاء المواد الصناعية الكميائية، وتتطلب دراسة الهندسة الميكانيكية معرفةً في الفيزياء والأحياء الدقيقة، ومزيجًا من الهندسة والعلوم المساعدة للتصنيع الكيميائي.

الهندسة المدنية

هي من أقدم فروع الهندسة إذ يقع مجالها ضمن إنشاء البنى التحتية والطرق والجسور، والعديد من المجالات.

هندسة العمارة

وهي التي تدخل في التصميم الخارجي للمباني؛ لتلبية مواصفات الفرد والجماعة، فالمجتمع هو الذي يحدد الشكل العام الذي يريده للمبنى وتفاصيل غرفه، ثمَّ يقوم المهدنس المعماري برسم التصميم المناسب[٣].

هندسة الميكاترونيكس

تجمع هندسة الميكاترونيكس عدة أنواع من الهندسة كالهندسة الكهربائية والحاسوبية والميكانيكية، وتحاتج هندسة الميكاترونيكس لمجموعة من المهارات في التصنيع الآلي المعاصر، إذ يُنشئُ مهندسو الميكاترونيكس أنظمةً بسطيةً وأكثر ذكاءً[٤].


أشهر علماء الهندسة

من أشهر علماء الهندسة في التاريخ ما يأتي[٥][٦]:

  1. العالم المسلم الجزري، وهو بديع الزمان أبو العز إسماعيل بن الرزاي الجزري، المولود عام 1136 ميلادي، وقام بالعديد من الاختراعات في مجال الهندسة الميكانيكية، وله كتاب في معرفة الأجهزة الميكانيكية، كتبه عام 1206 ميلادي، ثمَّ توفي في نفس العام.
  2. الخوارزمي، أشتهر الخوارزمي باسم أبو الجبر، وعلم الجبر يدخل في جميع علوم الهندسة.
  3. أبو موسى جابر، والذي طوّر علم الكيمياء والفيزياء اللذان يدخلان في عدة مجالات هندسية.
  4. نيكولا تسيلا، عمل في مجال الهندسة الكهربائية، واخترع المحرك الحثّي والإضاءة الفلورية وملف تسيلا والكهرباء ثلاثية الطور، كما طوَّر نظام توليد الكهرباء.
  5. هنري فورد، طوَّر خطوط تجميع السيارات، ممّا أدّى لظهور أول سيارة بمحرك يستطيع الشخص العادي تحمّل قيادتها وركوبها.
  6. نيكولاس أوتو، وهو من طوّر المحرك رباعي الأطوار (محرك الدورة أوتو)، ممّا ساهم في بدء تطوير السيارات.
  7. ليوناردو دافنشي، صاحب لوحة الموناليزا، إذ كان يملك براعةً تكنولوجيةً ظهرت في تخيله للعديد من الاختراعات الآلية الطائرة، مثل المروحية الحديثة، والطاقة الشمسية.
  8. جورج ستيفنسون، وكان مهندسًا ميكانيكيًا ومدنيًا طوّر وبنى القاطرات البخارية.


المراجع

  1. ^ أ ب Ralph J. Smith, "Engineering", britannica, Retrieved 29/1/2021. Edited.
  2. Austin Nichols (1/5/2019), "5 different types engineers explained", austintec, Retrieved 29/1/2021. Edited.
  3. Roger Scruton, " Architecture ", britannica, Retrieved 29/1/2021. Edited.
  4. "What is Mechatronics?", mtu, Retrieved 29/1/2021. Edited.
  5. Dean McClements (20/8/2018), " The 10 Greatest Engineers of All Time ", newengineer, Retrieved 29/1/2021. Edited.
  6. "The Top 10 Greatest Muslim Scientists Of All Time", musliminc, Retrieved 29/1/2021. Edited.