在以前，一般大跨度的桥梁，都是采用钢结构的。但现在，很多桥梁已经用预应力混凝土来代替了。不过对于特大跨度的桥梁，还是非用钢不可；有时还要用高强度的合金钢。比如建造一座跨海的桥梁，每孔跨度长达一、两公里，那就非用“钢索吊桥”不可。将来会有更新的建筑材料出现，如不脆的玻璃钢、合成的塑料、高分子聚合物等等，同时也将有更新式的结构来利用这些材料。由于这些材料的强度高而重量小，那时桥梁的一孔跨度和水下基础深度就会大得惊人。现在世界上最大跨度的桥是英国的恒比尔公路吊桥，跨度1405米；建造中的日本的明石海峡公路、铁路两用“吊桥”，跨度1780米。
水下基础最深的桥是葡萄牙的塔古斯河桥，基础在水下79米。
最后，再谈一个极其重要的桥梁建设问题，那就是“造桥工业化”的问题。
造桥是一个非常复杂的技术问题。要从大量的地形、地质、水文、气候等资料中，根据交通运输的需要，作出设计，然后一面在水下建筑基础和桥墩，一面在工厂制造桥梁，最后再把桥梁安装在桥墩上。如果有大量的造桥工程，急待解决进行，就必须有一整套“工业化”的措施，这样才能做到多快好省。这一套措施有三方面：第一，设计标准化——对跨度相同、一般条件相同的桥梁，预先作出标准设计，根据需要，按照各种条件的“系列”（即等级层次），作出整套的标准设计；第二，器材工厂化——不论是石料、钢材或各种混凝土，都在工厂中，按照设计，预先制成部件，然后运往工地，装配所需的结构；第三，施工机械化——造桥时要跟自然界各种不同因素作战，比如风浪中测量，深水下建筑，高空中吊装等等，这都不是单纯的体力劳动所能济事的，必须使用各式各样的机械，才能成功。这样的“三化”是桥梁技术现代化的新方向。
桥梁技术的成就是无穷无尽的，因为桥梁工程中的困难，是没有底的。
过去为什么人们认为桥难造？无非是跨度大、基础深、波涛汹涌、对结构和材料的要求很特殊。但是，桥是人造的，人有了社会主义觉悟，勤学苦练，发挥了主观能动性，就不怕任何困难。随着科学技术的发展，有人就有桥，世界上没有不能造的桥！
【注释】
［1］本篇最早发表于《知识就是力量》杂志1979年5月号，曾获1980年度颁发的“新长征优秀科普作品”一等奖。
［2］立体交叉：道路、铁路路线各自或相互交叉时，利用跨线桥或地道使两条路线在不同的水平面上通过的交叉形式。一般用于行车速度较高和运输量较大的公路或铁路干线上。
［3］荷载：一般指作用在物体上的外加力。可分为：1.大小、位置和方向不变的静荷载，如建筑物的自重；2.大小、位置和方向随时间变化的动荷载。
［4］双曲拱：我国工人阶级创建的新型桥梁结构。第一座双曲拱桥于1964年在江苏省无锡县建成。这种桥的主拱圈在纵横两个方向都呈拱形弯曲，故名。
［5］应力：物体由于外因（受力、温度变化等）而变形时，在它内部任一截面的两方即出现相互作用力，称为“内力”。单位面积上的内力称为“应力”。
小贴士
茅以升（1896-1988），字唐臣，江苏镇江人。我国着名桥梁专家、教育家。自唐山工业专门学校毕业后即留学美国，先后获得康奈尔大学硕士学位、卡内基理工学院博士学位。
回国后历任交通大学、东南大学、北洋工学院等校的教授、校长、院长，1949年后任中国交通大学校长、铁道研究所所长、铁道科学研究院院长，并担任中国科协副主席等职。
茅以升长期从事桥梁工程实践、科学研究和教育工作，曾主持修建了中国第一座公路、铁路两用的现代桥梁——钱塘江大桥，除着有《钱塘江桥》、《中国古桥与新桥》等专着和多篇科学论文外，曾在中外报刊上发表近200篇深受读者欢迎的科学散文。人们赞誉他是一位把“科学”变成“文学”的杰出科普作家。
茅以升从小就喜欢阅读文学作品，青年时代更是广涉古今中外名着，并爱好写作，留美期间曾编写过两个戏剧。本文写得如此引人入胜，足见其杰出的文学才华。
文本提示
桥梁是人类最重要的创作之一，它不断以崭新的风姿出现在地球上，一头承接民族优秀文化的传统，一头通向美好的明天。本文知识性、趣味性有机统一而又文采斐然；既介绍了桥梁建筑的种种知识，又明白指出，随着科学技术的进步，世界上没有不能造的桥。
全文构思新颖，叙事简明，表现手法和说明技巧新鲜活泼，语言准确、洗练、生动，可读性强。
思考与练习：
“桥”的遐思。
组织管理的技术——系统工程［1］
钱学森 许国志 王寿云
一
在历史上，作为个体劳动者的一个泥瓦匠，他要造房子，首先要弄到材料，选定一个可行的方案，然后进行建设。他要建造一间什么样的房子，在他动手建造之前，房子的形象已经存在于他的头脑之中。他按照一定的目的来协调他的活动方式和方法，并且随着不断出现的新的情况来修改原来的计划。在整个劳动过程中，他既构想这所房屋的“总体”结构，又从每一个局部来实现房屋的建造；他是管理者也是劳动者，两者是合一的。后来生产进一步发展了，在手工业工场里，出现了以分工为基础的协作。马克思说：“一切规模较大的直接社会劳动或共同劳动，都或多或少地需要指挥，以协调个人的活动，并执行生产总体的运动——不同于这一总体的独立器官的运动——所产生的各种一般职能。一个单独的提琴手是自己指挥自己，一个乐队就需要一个乐队指挥。”在一切规模较大的工程技术中，都有“总体”，都有“协调”问题，都需要有个指挥来从总体运动的观点协调个人活动。在手工业工场里，这个指挥就是“监工”。后来生产进一步发展，在产业革命后出现的大工业的生产中，这个指挥就是“总工程师”。在制造一部复杂的机器设备时，如果它的一个一个局部构件彼此不协调，相互连不起来，那么，即使这些构件的设计和制造从局部看是很先进的，但这部机器的总体性能还是不合格的。因此必须有个“总设计师”来“抓总”，协调设计工作。
从本世纪以来，现代科学技术活动的规模有了很大的扩展，工程技术装置的复杂程度不断提高。40年代，美国研制原子弹的“曼哈顿计划”的参加者有15万人；60年代，美国“阿波罗载人登月计划”的参加者是42万人。要指挥规模如此巨大的社会劳动，靠一个“总工程师”或“总设计师”是不可能的。
50年代末60年代初，我国为了独立自主、自力更生地发展国防尖端技术，开展了大规模科学技术研究工作，同样碰到了这个问题。总之，问题是怎样在最短时间内，以最少的人力、物力和投资，最有效地利用科学技术最新成就，来完成一项大型的科研、建设任务。
问题来了就促使我们变革。
我们把极其复杂的研制对象称为“系统”，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。例如，研制一种战略核导弹，就是研制由弹体、弹头、发动机、制导、遥测、外弹道测量和发射等分系统组成的一个复杂系统，它可能又是由核动力潜艇、战略轰炸机、战略核导弹构成的战略防御武器系统的组成部分。导弹的每一个分系统在更细致的基础上划分为若干装置，如弹头分系统是由引信装置、保险装置和热核装置等组成的；每一个装置还可更细致地分为若干电子和机械构件。在组织研制任务时，一直细分到由每一个技术人员承担的具体工作为止。导弹武器系统是现代最复杂的工程系统之一，要靠成千上万人的人力协同工作才能研制成功。研制这样一种复杂工程系统所面临的基本问题是：怎样把比较笼统的初始研制要求逐步地变为成千上万个研制任务参加者的具体工作，以及怎样把这些工作最终综合成一个技术上合理、经济上合算、研制周期短、能协调运转的实际系统，并使这个系统成为它所从属的更大系统的有效组成部分。这样复杂的总体协调任务不可能靠一个人来完成，因为他不可能精通整个系统所涉及的全部专业知识。他也不可能有足够的时间来完成数量惊人的技术协调工作。这就要求以一种组织、一个集体来代替先前的单个指挥者，对这种大规模社会劳动进行协调指挥。在我国国防尖端技术科研部门建立的这种组织就是“总体设计部”（或“总体设计所”）。
总体设计部由熟悉系统各方面专业知识的技术人员组成，并由知识面比较宽广的专家负责领导。总体设计部设计的是系统的“总体”，是系统的“总体方案”，是实现整个系统的“技术途径”。总体设计部一般不承担具体部件的设计，却是整个系统研制工作中必不可少的技术抓总单位。总体设计部把系统作为它所从属的更大系统的组成部分进行研制，对它的所有技术要求都首先从实现这个更大系统技术协调的观点来考虑，总体设计部把系统作为若干分系统有机结合成的整体来设计，对每个分系统的技术要求都首先从实现整个系统技术协调的观点来考虑，总体设计部对研制过程中分系统与分系统之间的矛盾，分系统与系统之间的矛盾，都首先从总体协调的需要来选择解决方案，然后留给分系统研制单位或总体设计部自身去实现。总体设计部的实践，体现了一种科学方法，这种科学方法就是“系统工程”（Systems Engineering）。“系统工程”是组织管理“系统”的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有“系统”都具有普遍意义的科学方法。我国国防尖端技术的实践，已经证明了这一方法的科学性。
二
除了复杂的工程系统的组织管理技术的发展以外，还有另一个领域的发展：大企业的经营管理技术。就一个工厂而言，任何一个分系统，包括工厂本身这个整系统在内，都由下列六个要素组成。“人”当然是第一要素，其他五个要素分为物和事两类，物包括三个要素即：物资（能源、原料、半成品、成品等），设备（土木建筑、机电设备、工具仪表等）和财（工资、流动资金等）。事包括两个要素：任务指标（上级所下达的任务或与其他单位所订的合约）与信息（数据、图纸、报表、规章、决策等等）。从历史上一个个体劳动者泥瓦匠的工作开始，就包含这六个要素。那时人当然是有的，不过是个体；砖瓦木料便是物资；斧锯瓦刀是设备；钱当然是个因素；任务指标是明确的；至于信息可能全部都存放在泥瓦匠这个人的头脑中。在现代的大工厂中，还是这六种要素，只不过规模空前地扩大。在工厂这个整系统中，各分系统之间的相互作用和相互依赖的关系，就凭这六个要素的流通而得以体现。
经营管理作为一门科学萌芽于本世纪初。可能第一个发现就是今天称之为“工时定额”的这门学问。这是关于工序的；简单地说，就是研究在一定的设备和条件下，某一道工序的最合理的加工时间。第二个发明是线条图，这是有关调度计划的，可以说是后面我们讲的“计划协调技术”（简称PERT）的先驱。再后来出现了质量控制，在这里质量不是一个个体部件的属性，而是一个统计概念，是一批同一种部件的属性。可以看到就在这时，数理统计或数学进入了经营管理的领域［2］。这是一件大事，因为数学这个所谓科学的皇后被引进到工厂经营管理这样一种“简单”的事务中。但这些都是1940年以前的事，当时人们还没有有意识地认识到工厂是一个系统。最能说明这个问题的是工时定额与线条图。工序是线条图的组成部分，工序与工序之间本来存在着有机联系，但在线条图中没有得到明确的反映，因而线条图没有表达出系统这个概念。只是到了50年代，出现了计划协调技术，这种关系才以网络的形式得以表达。网络是某些系统的最形象、最简洁的表达形式，它的成功应用和得到普遍承认，便是系统重要性的一个证明。
1940年以后，由于工程技术的发展，人们对于系统的一个重要属性——信息反馈［3］，逐渐加深了认识，其实信息反馈这一现象早在蒸汽机的调速器中就出现。当负荷增加（减少）时，车速就相应地减慢（增快），调速器便因离心力的作用而增大（减小）进汽阀门。负荷的变化这一信息便反馈到进汽应如何增减这一决策中来，并从而自动地做出正确的决策。一个工厂由于鼓足干劲，在某一时期中提前完成了任务指标，为了今后能超额完成任务，这一信息反馈到材料供应等决策之中，这是尽人皆知的事实。也许可以说，在工厂中，任何一个决策都或多或少地牵涉到某一分系统的信息反馈。信息反馈失灵就会导致管理混乱。当然管理混乱还可能由于其他种种原因。
