我们在学科上喜欢划分物理、化学、生物,这本来就有一定的历史主观性,这么划分基础是教学上的习惯和便利。然后人们在工程领域又习惯性地去延用学科划分,如称为“化学工程”、“生物工程”等等,所以你发现这些名称其实也只存在于大学专业中,因为它延用的思想仍然是教学上的习惯和便利。实际上,工程(engineering)既然以know how,办法和思路可以是很多种的,是无法界定必需或不需哪一门科学知识的,它的知识背景要求是交叉的。化学基础研究是为了发现或合成新物质。同时为了此目的,(所以)也要不断提高发现和合成新物质的手段,因此也包括研究新的化学检验原理和合成机理。化学科学研究成果集中体现在化学反应式上。化学反应式的特点是:只说明什么分子在什么条件下反应生成什分子。所以其实现需要纯物质理想的条件下才能发生,因此化学实验室的设计、化学实验的各种操作规范和流程,都是为了实现化学反应式的。杂质、扩散、传热等因素是不体现在反应式中的。实验室里会不惜一切代价去排除这些因素,包括使得反应的量级变得尽可能小,提倡微量反应。而这些因素却是化学反应工程中的主要因素,甚至由于成本的考虑,还希望尽可能允许这些因素。化学工程中用的涉及到的化学反应式,可能是几十年甚至上百年前就已经发现的。而化学反应工程的每种“单元操作” 都是物理学的应用。现代大型化学工程涉及到的大量单元操作和单元过程的组合,以及节能减排、可持续发展等要求,使得系统控制理论成为核心,这跟化学反应已经相去甚远。
在传统工科教育中,不管是被称为化学工程、材料工程还是土木工程,相当一部分基础知识是相同的,至少都需要具备相同的数学基础、物理学基础。我现在冲口而出地列举(可能不全),数学基础包括微积分(含微分方程)和线性代数,复变函数和数值计算,这是你解任何实际问题,或进行任何系统模拟仿真的基础;物理包括普通物理中的力学、电磁学和光学,然后加上材料力学、流体力学、统计力学(热力学)等,这些物理是你做任何事情的常识。在此基础上,才是根据具体应用开设更专门的课。例如“电子工程”要学习信号与系统,信号处理的课程(这些课程如之之后果要,国外很多工程专业已放到所有工科的必修)。“化学工程”会上化学学科基础课,“材料工程”会上材料科学基础课(材料学如此之重要,国外很多工程专业已放到所有工科的必修中!)。甚至可以说,一个工科专业完全可以只学共同的数学、物理、信号与系统、材料科学基础,到最后再自由选修化学、电子学或者生物学的附加知识来为具体拟选择的工业界作准备。
反过来看,一个传统的物理系或化学系,学科知识是整个大学四年的重头,它的课程设置目的,应该是为科学研究准备人才。与研究生课程衔接。不过,之所以要说“传统的”物理系或化学系,就是因为现实中我国的物理和化学专业基本上都工科化了。特别是化学专业,我们现在没有一个大学敢说自己的化学系是“不应用”的,很多大学直接就只有“应用化学”系,有的大学会死要面子的叫“化学与应用化学系”。这些化学专业都会有“化工原理”这门课。实际上就是一门揉杂的流体力学、热力学和其他相关物理的课程。还有,关于化学有害品、化学品安全的课程,概念上属于化学工程课,但实际上所有化学从业人士都需要了解。这是从课程设置上无法区分(化学与化工)的情况。
或者说,化学家和化学工程师之间的沟通桥梁,在化学家这头,是靠那一门《化工原理》,在化学工程师那头,是靠选修过的普通化学课。