edX는 하버드와 MIT가 공동 설립한 비영리 온라인 교육 플랫폼으로 고품질의 대학 강의를 무료로 수강할 수 있는 기회를 제공한다. 강의 중에 Princeton대학 Maria Garlock 교수의 The Art of Structural Engineering: Bridges가 있는데 교량을 주제로 구조공학이 얼마나 창의적인 학문이고 예술 형태인지 공학자가 아닌 일반인들도 이해할 수 있게 설명 해준다. 강의 개요에 나와 있는 내용을 갈무리한다.
On the first page of David Billington’s seminal book, “The Tower and the Bridge”, he writes quote, civilization is civil works and insofar as these deteriorate so does society.
In David Billington’s quote, the meaning of deteriorate is not just a reference to the aging process but also the ideals and attitudes with which we design our civil works. If these deteriorate so does society.
David Billington의 대표작 “The Tower and the Bridge” 첫 페이지에서, 그는 이렇게 말한다: 문명은 토목 구조물이며, 이들이 쇠퇴하면 사회도 쇠퇴한다.
여기서 “쇠퇴(deteriorate)”란 단어는 단순히 구조물의 노후화를 의미하는 것이 아니라, 우리가 토목 구조물을 설계할 때 담는 이상과 태도의 쇠퇴까지도 포함한다. 이들이 쇠퇴한다면, 사회도 함께 쇠퇴한다는 뜻이다.
Professor David P. Billington has defined post-Industrial Revolution structures that are efficient, economical and elegant as a new art form called structural art.
Structural art has three ideals and each of these can be related to the ideals of the built urban environment.
Efficiency is the conservation of natural resources.
Economy is the conservation of public resources.
And elegance is the creation of an attractive urban environment.
Efficiency and economy can be considered the ethic of the engineer and elegance the art of the engineer.
Each of these three ideals can be matched to a dimension or perspective that can be used for measuring structural art.
The scientific dimension is measured by efficiency. It is based on calculations that reveal quantitatively the efficiency of form and the quantity of material used. This measurement is done with consideration of achieving adequate levels of safety. The social dimension is measured by economy. These large built works must be supported through public taxation or private commerce, both of which are influenced by the societal context including politics. And finally, the symbolic dimension is measured by elegance. Here the measure is mostly subjective.
Billington교수는 산업혁명 이후의 구조물 중 효율적이고, 경제적이며, 우아한 구조물을 하나의 새로운 예술 형태로 정의했는데, 이것이 바로 구조예술(structural art)다. 이 구조예술에는 세 가지 이상(ideal)이 있다. 그리고 이 이상들은 도시 환경의 이상과도 연결된다.
효율성은 자연 자원의 보존이다. 경제성은 공공 자원의 보존이다. 그리고 우아함은 매력적인 도시 환경을 창조하는 것이다. 효율성과 경제성은 엔지니어의 윤리로 간주될 수 있고, 우아함은 엔지니어의 예술로 간주할 수 있다. 이 세 가지 이상은 각각 구조 예술을 측정하는 데 사용할 수 있는 차원 또는 관점과 일치할 수 있다.
과학적 차원은 효율성으로 측정된다. 이는 형태의 효율성과 사용된 재료의 양을 정량적으로 드러내는 계산에 기반한다. 이 측정은 적절한 안전 수준을 달성하는 것을 고려하여 이루어진다. 사회적 차원은 경제성으로 측정된다. 이러한 대규모 건축물은 공공 세금이나 민간 상업(민간 자본 기반의 경제 활동)을 통해 지원되어야 하며, 이는 정치적 요소를 포함한 사회적 맥락에 영향을 받는다. 마지막으로, 상징적 차원은 우아함으로 측정된다. 여기서 측정은 대개 주관적이다.
In structural art, the forms for bridges, buildings, and long span structures come from the imagination of the engineer.
The structural artists that we will speak of – engineers such as Roebling, Ammann, Maillart, Menn and others – sought to integrate elegance into their forms. Beauty wasn’t an afterthought; it was a conscious decision embedded in the process of design. The elegance derived by the form is based on engineering principles, not decoration, and elegance can be achieved without compromising efficiency and economy.
구조 예술에서 교량, 건물, 장경간 구조물의 형태는 엔지니어의 상상력에서 나온다. 우리가 이야기할 구조 예술가들 – Roebling, Ammann, Maillart, Menn 등 – 과 같은 엔지니어들은 그들의 형태에 우아함을 통합하려고 노력했다. 아름다움은 후속적으로 고려된 것이 아니라, 디자인 과정에서 의도적으로 결정된 것이었다. 형태에서 유도된 우아함은 장식이 아니라 엔지니어링 원칙에 기반하며, 효율성과 경제성을 훼손하지 않고도 우아함을 달성할 수 있다.
A perhaps too simplified way to explain the difference between structural engineers and architects is this; for engineers the form controls the forces whereas for architects, the form controls the spaces.
Of course it’s more complex than this but this difference is essential and it is in this selection of form that both architects and engineers have an opportunity to be creative.
For buildings where both the forces and spaces must be controlled, collaboration between engineers and architects is essential. The final design benefits from both complementary approaches and from the integration of both disciplines.
For bridges, however, the need to control the forces-meaning the engineering task- becomes prevalent while the architectural contribution which is focused on aesthetic values must be subordinate to the structural concept. The bigger the bridge, the larger the forces to be controlled and, therefore, the more prevalent structural efficiency becomes.
공학과 건축의 차이에 대해 간단히 설명하자면: 공학자는 형태가 힘을 결정하고 건축가는 형태가 공간을 결정한다. 물론 실제로는 더 복잡하지만, 이 차이는 핵심적인 개념이다.
건물에서는 힘과 공간 모두를 고려해야 하므로, 공학자와 건축가의 협업이 필수이다. 이 두 영역이 협력하면 훨씬 더 완성도 높은 설계가 가능해진다.
하지만 교량의 경우는 구조적 효율성, 즉 힘의 제어가 우선시되며, 건축적인 미적 요소는 공학적 개념에 종속적이어야 한다. 교량이 클수록, 제어해야 할 힘이 커지므로 공학적 사고가 더 중요해진다.
I believe that both engineers and architects should be educated so that they are adept at rapidly finding approximate dimensions using simple formulas.
Further, they should study the development of structural forms and construction methods from times past to the present and also learn to critique structures from both a technical and aesthetic point of view.
The study of history and criticism is not common in engineering education.
There is little interest in the recent history of engineering; therefore, society tends to see engineering as a work of teams of technicians and committees of experts when in fact engineers are the heirs of centuries of technical progress achieved by outstanding minds.
In summary, the neglect of history and aesthetics in the education of the engineer has had the effect of dehumanizing and discrediting modern engineering.
나는 엔지니어와 건축가들이 간단한 공식을 사용하여 빠르게 대략적인 치수를 구하는 데 능숙하도록 교육을 받아야 한다고 믿는다. 또한, 그들은 과거부터 현재까지의 구조적 형태와 건설 방법의 발전을 연구하고, 기술적 및 미학적 관점에서 구조물에 대해 비판하는 방법을 배워야 한다.
역사와 비판의 연구는 엔지니어링 교육에서 흔하지 않다. 엔지니어링의 최근 역사에 대한 관심이 거의 없으며, 그로 인해 사회는 엔지니어링을 기술자들의 팀과 전문가들의 위원회의 작업으로 간주하는 경향이 있다. 그러나 실제로 엔지니어들은 뛰어난 사고를 한 사람들에 의해 이룩된 수세기의 기술 발전을 이어받은 사람들이다.
결론적으로, 엔지니어 교육에서 역사와 미학의 소홀함은 현대 엔지니어링을 비인간화하고 불신하게 만든 결과를 낳았다.