结构分析：法兰西理性，不列颠务实

一旦阐明和理解了强度和刚度的基本概念，很多数学家便着手研究关于二维和三维弹性系统的分析技术，并用这些方法检验各种形状的负载结构的行为。巧合的是，在19世纪上半叶，大部分研究这种理论的人都是法国人。尽管弹性这个话题可能尤其契合法兰西人的气质，^[3]但其实直接或间接促进这项研究的人是拿破仑一世（Napoleon Ⅰ），以及创立于1794年的法国巴黎综合理工大学。

由于这项工作既抽象又与数学相关，所以直到1850年左右，它才被大部分执业工程师理解或接受。在英国和美国，情况尤其如此，人们认为实干家比“纯理论家”可靠得多。而且，“一个英国人能顶上三个法国人”。关于苏格兰工程师托马斯·特尔福德（Thomas Telford）——我们现在仍能欣赏到他设计的宏伟桥梁——有这样的记载：

他特别厌恶数学研究，甚至连几何学的基础知识也不熟悉；这种做派实在是惊世骇俗，以至于当我们推荐一位在数学上表现很好的年轻朋友到他的办公室工作时，他竟然毫不犹豫地说那个人不符合他的要求。

然而，特尔福德确实是个了不起的人。像纳尔逊（Nelson）一样，他以一种迷人的谦逊锤炼自己的信心。当梅奈悬索桥（见插图11）的沉重铁链在众人面前成功吊装时，特尔福德正在远离万众欢腾的地方跪地感恩。^[4]

并非所有工程师都像特尔福德那样谦卑，在这个时代，大多数的盎格鲁-撒克逊人不仅懒于动脑，而且态度傲慢。即便如此，他们对强度计算可信度的怀疑也不是毫无道理。我们必须清楚，特尔福德和他的同行反对的并不是定量方法本身（他们至少和其他任何人一样，渴望弄明白是什么力作用在他们的材料上），而是得到这些数据的手段。他们觉得理论家常沉溺于方法之优雅，而忽略了他们是在做假设，以至于他们会基于错误的计算得出答案。换言之，他们担心数学家的傲慢可能比务实者的自负更危险，但归根结底，后者历经的实践磨炼更多。(www.xing528.com)

英格兰北部那些精明的顾问工程师，就像所有成功的工程师一样意识到，当我们从数学角度分析一种情境时，我们其实是在人为制造一个关于我们要检验的东西的模型。我们希望，这个代数化的模拟或模型以一种足够接近实物的方式运作，以便拓宽我们的理解，使我们做出有用的预测。

随着物理学或天文学等学科的流行，模型与现实之间的精准对应使一些人逐渐将大自然视为某种神圣的数学家。无论这条教义多么吸引世俗数学家，在一些现象中，如履薄冰地运用数学类比才是明智之举。鹰翔空中，蛇伏石上，船行汪洋以及男女之间，都难以用解析方法做出预测。人们有时会纳闷数学家究竟是怎么结成婚的。所罗门王造好神殿后或许会补充说，一个结构负载的方式至少与船和鹰有很多共通之处。

这些事情的麻烦之处在于，许多经常出现的真实情况如此复杂，以至于不能完全用一个数学模型来表示。对于结构，常有几种可能的失败模式。当然，结构总会在其最弱的地方垮掉，而这个地方往往是人们没有想到的，更不用说做过计算了。

对材料和结构固有的强度做一番深刻且直观的评估，是一位工程师最有价值的成就之一。没有哪种纯粹的智慧能取而代之。就算是像纳维叶这样毕业于法国巴黎综合理工大学的人借助最好的“现代”理论设计的桥梁，有时也会倒塌。据我所知，在特尔福德漫长的职业生涯中，他建造的数百座桥梁及其他工程还没有出现大问题的。因此，在法式结构理论大放异彩的时期，欧洲大陆上的铁路和桥梁中有很大一部分是由埋头苦干且不懂微积分的英格兰和苏格兰工程师建造的。