工程與科學(xué)技術(shù)的融合共進(jìn)論工程在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展中的作用和意義（下）

欒恩杰/文

以重大工程帶動科學(xué)技術(shù)發(fā)展是我國推動自主創(chuàng)新的成功經(jīng)驗

關(guān)于重大工程在“創(chuàng)新推動發(fā)展”中的意義，以我國航天工業(yè)的發(fā)展為例：中國的航天紀(jì)念日定在10月8 日，那是由于1956 年10 月8 日組建國防部第五研究院，標(biāo)志著中國航天事業(yè)正式拉開帷幕。

1956 年—1963 年，在蘇聯(lián)幫助下，引進(jìn)了短程地地、地空、艦艦、潛地四種導(dǎo)彈的樣品，開始了仿制階段。

東風(fēng)2 號導(dǎo)彈

待到1960 年代，蘇聯(lián)撤走在華1300 余名專家，中斷了兩國科技合作，逼著我們必須走獨立自主研發(fā)的道路，我們可以將這段過程稱為仿制階段（8 年）。

1964 年—1972 年，落實十二年科學(xué)規(guī)劃，進(jìn)行了中近程導(dǎo)彈、中程導(dǎo)彈、中遠(yuǎn)程導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程導(dǎo)彈獨立自主研發(fā)。我們將這8 年時間稱為“八年四彈”。兩彈一星獲得成功，我們可以稱其為獨立自主研發(fā)階段。

1973 年—2013 年，這40 年經(jīng)過“文革”和改革開放，時間跨度大。這段時期主要是以跟蹤世界先進(jìn)國家的發(fā)展脈絡(luò)，縮小其差距，填補我們在航天領(lǐng)域的科技空白為目標(biāo)，完成了導(dǎo)彈的型譜化發(fā)展和航天產(chǎn)業(yè)的形成，實現(xiàn)了國防能力的提升和空間活動的成就。921 工程、嫦娥工程、北斗工程、高分工程，取得了輝煌業(yè)績，這個階段可以稱為跟蹤發(fā)展階段。

2013 年至今，從黨的十八大開始，我國航天與祖國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)同步進(jìn)入了創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的新時期。這個時期我國航天發(fā)展的特點是：總體上我們已躋身于世界航天大國行列，型號譜系基本完整，技術(shù)及戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)已接近國際先進(jìn)水平，某些領(lǐng)域某些技術(shù)已經(jīng)得到重大突破，進(jìn)入了國際領(lǐng)先位置。

近五年來，我們?nèi)〉昧艘幌盗谐删?，長征五號大型運載火箭發(fā)射升空，天舟一號、天宮二號遨游太空，嫦娥四號著陸月背，北斗系統(tǒng)服務(wù)全球，“東五”超大容量地球靜止軌道衛(wèi)星平臺完成研制，高分工程不斷取得突破（亞米高分辨率光學(xué)星、米級高分辨率雷達(dá)星、靜止軌道遙感星等），高通量通信星等先進(jìn)衛(wèi)星陸續(xù)發(fā)射運行。

天宮二號在廠房

面向未來，我們的任務(wù)是：整體性達(dá)到國際水平，大部分要達(dá)到國際先進(jìn)水平，一些關(guān)鍵重要技術(shù)要有所突破，有所創(chuàng)新，為人類的科技發(fā)展、航天事業(yè)的進(jìn)步做出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。這里講的創(chuàng)新驅(qū)動不是一個方向性的趨勢，而是有基礎(chǔ)支撐的，是現(xiàn)實的，經(jīng)過努力是可以達(dá)到的。

從仿制（1956 年—）→獨立自主研制（1964 年—）→跟蹤發(fā)展（1973 年—）→創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展（2013 年—），中國航天63年的歷程，我們可以看到一個清晰的脈絡(luò)。那就是以重大工程帶動科學(xué)技術(shù)發(fā)展，在我們這樣的發(fā)展中國家走的是一條成功的道路。

設(shè)想，如果我們沒有舉全國之力抓“兩彈一星”工程，如果我們不及時樹立獨立自主觀念，不抓“八年四彈”工程，如果我們不奮起直追進(jìn)行“921 工程”和“嫦娥工程”…… 就不會有創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的今天！

在科技落后的舊中國連火柴都是“洋”的，在這樣的起點上開拔的中國科技，必然會有一個相當(dāng)長的跟蹤發(fā)展階段，而在跟蹤發(fā)展中采用工程帶動則是一個重大的抉擇。

中國航天只是工程帶動科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個縮影?；仡櫿麄€國防科技工業(yè)，在一系列重大工程牽引帶動下，我們?nèi)〉昧钍澜绮毮康妮x煌成就。特別是黨的十八大以來，國防科技工業(yè)積極助力國防科技創(chuàng)新，重大科技工程實現(xiàn)了新跨越。

在科技發(fā)展已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)進(jìn)步的今天，是否就不需要以工程來帶動科技發(fā)展了呢？我認(rèn)為，在我們這個發(fā)展中國家的發(fā)展過程中，我們?nèi)詰?yīng)當(dāng)堅持以重大工程帶動這條成功之路，但在這個階段應(yīng)當(dāng)加上一項“要將基礎(chǔ)科研按其本身的特點并吸納抓重大工程的成功經(jīng)驗制定其發(fā)展規(guī)劃”這句話。這讓我想起我國在制定1956-1969 年科技發(fā)展規(guī)劃時，當(dāng)規(guī)劃小組提出“以任務(wù)帶動學(xué)科”的口號時，周總理曾詢問：“還有一些任務(wù)帶不起來的學(xué)科怎么辦？”并說“是不是再補充一個基礎(chǔ)科學(xué)的規(guī)劃?！蔽艺J(rèn)為這兩段話是我們在創(chuàng)新驅(qū)動中必須堅持的兩個重點方向。

所以，我認(rèn)為，以工程帶動科技發(fā)展是當(dāng)前各國推進(jìn)科技發(fā)展和社會進(jìn)步的重要引擎，在我們創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展中具有重大的作用。

當(dāng)代工程師的使命

黨的十九大提出“加快建設(shè)創(chuàng)新型國家”。習(xí)總書記在十九大報告中指出：“加強應(yīng)用基礎(chǔ)研究，拓展實施國家科技重大項目，突出關(guān)鍵共性技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現(xiàn)代工程技術(shù)、顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，為建設(shè)科技強國、質(zhì)量強國、航天強國、網(wǎng)絡(luò)強國、交通強國、數(shù)字強國、智慧社會提供有力支撐?！碑?dāng)前，國家對戰(zhàn)略科技支撐的需求比以往任何時候都更加強烈，必須進(jìn)一步強化重大工程的戰(zhàn)略引領(lǐng)作用。

緊貼國家戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求抓重大工程。習(xí)總書記2018 年在兩院院士大會上指出“要把滿足人民對美好生活的向往作為科技創(chuàng)新的落腳點”。工程師的職責(zé)就是為了使人們生活得更美好，要腳踏實地，讓所從事的每一項工程都能讓世界變得更美麗，人民生活得更美好。

工程師所描繪的每一座橋梁、大廈，每一條鐵路、公路、空中和海上的航線，都似一條條彩練把人們生存的家園裝扮得多姿多彩。工程師的畫筆揮在陸地，那就是美麗的城市鄉(xiāng)村；揮在藍(lán)天，那就是一架架翱翔的銀鷹；揮在大海，那就是一艘艘遠(yuǎn)航的“方舟”；揮在宇宙，就構(gòu)造起一座座“星辰”。科學(xué)使人類逐漸地認(rèn)識我們的宇宙和自身，技術(shù)使我們自身的實踐和生存能力不斷地增強；而一項項工程在不斷地實現(xiàn)著我們?nèi)祟惖膲粝?。簡而言之，科學(xué)是“認(rèn)識”，技術(shù)是“能力”，而工程則是“實現(xiàn)”。就這個意義而言，今天我們所享用的一切，無不是人類工程實踐的結(jié)果，無不是工程師們心血的杰作。

這里講到的“工程”，要滿足國家戰(zhàn)略需求和經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求，不是科幻中的“理想工程”。比如有學(xué)者談人類移居火星，去月球采礦取回用之不盡的氦-3，這就不合時宜。人類已經(jīng)把一個適合居住的地球搞得污水、污山、污地、污氣，當(dāng)務(wù)之急是保護(hù)好我們的地球家園。我們還沒有資格去改造別的星球，我也不相信會把別的星球搞好。

工程師要迎著當(dāng)代的民生難點課題進(jìn)軍?？萍歼M(jìn)步將我們?nèi)祟惿鐣频搅诵畔⒒瘯r代、高科技時代，同時把我們也帶進(jìn)了為科技進(jìn)步和工程建設(shè)而付出各種代價的報復(fù)中。我們應(yīng)該重新審視我們所進(jìn)行的各種活動，在更清醒的層面去面對我們不愿意看到的現(xiàn)實。

譬如，我們必須回答：霧霾從何而來？它絕非一二個簡單的理由可以完整解答，它需要跨界的科技工作者，共同思考、共同努力，我們要以系統(tǒng)工程處置的理念去應(yīng)對這類嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這應(yīng)該是科學(xué)—技術(shù)—工程的無首尾邏輯的綜合運用，是科學(xué)家與工程師的攜手行動。

重大工程的啟動論證要充分。系統(tǒng)工程實施的第一步是工程需求論證，而復(fù)雜工程系統(tǒng)的需求論證是全域性的，它可能牽扯到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會的諸多方面，如果這項論證工作完成得不好，它所產(chǎn)生的損失將是巨大的。

以銥星為例：“銥星”星座是世界上第一個投入使用的大型低軌移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)，耗資50 億美元，歷時10 余年建成。運行僅14 個月，2000 年3 月銥星公司宣告破產(chǎn)，同時停止向用戶提供服務(wù)。究其原因，是論證不完整，市場定義不當(dāng)，手機笨重，決策失誤。

再看美國NASA 提出單級入軌的空天飛機（X-30）計劃，1986 年啟動這項計劃，在其關(guān)鍵技術(shù)——超聲速沖壓式發(fā)動機仍無著落情況下，花費了三十億美元的資金后，不得不在第10 年的1995 年下馬。注意，NASA 在基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)尚未突破的情況下啟動工程，導(dǎo)致失敗。它告誡我們，高新技術(shù)的成功，到實際應(yīng)用或產(chǎn)業(yè)化，仍有相當(dāng)遙遠(yuǎn)的距離，這點在工程論證時要充分估計到。

關(guān)于工程系統(tǒng)和系統(tǒng)工程。錢學(xué)森院士說：“工程這個詞，18 世紀(jì)在歐洲出現(xiàn)，本來指作戰(zhàn)兵器的制造和執(zhí)行服務(wù)于軍事目的的工作?！痹谥袊こ踢@個詞的采用可能更早些，有文獻(xiàn)說是在南北朝。而現(xiàn)在稱之為工程，往往是指那些周期長，影響深，投入較大人力、物力、財力的項目，而非一般的工作或任務(wù)。而這類工程往往是多學(xué)科交叉的復(fù)雜系統(tǒng)，要完成這種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，則需要有一整套系統(tǒng)的組織和管理，我們將這套組織和管理稱為系統(tǒng)工程。所以系統(tǒng)工程在“進(jìn)行跨學(xué)科、跨領(lǐng)域、跨層次的交叉性、綜合性和整體性研究與實踐上具有非常重要的意義”（見《錢學(xué)森文集》）。

“海翼”號水下滑翔機

如何保證工程目標(biāo)的實現(xiàn)，且完美地實現(xiàn)，是系統(tǒng)工程所以成為“組織管理系統(tǒng)的技術(shù)”（錢學(xué)森語）的關(guān)鍵。在中國航天工程的五十余年實踐中，已經(jīng)有了較為成熟的積累，如果沒有我們自己的親歷實踐，就不會形成我們自己的系統(tǒng)工程學(xué)。正如錢學(xué)森院士說：“我必須說，在1978 年以前，對于什么系統(tǒng)、系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)工程，什么運籌學(xué)這些東西，我也是糊里糊涂的，并不清楚，僅僅是感到有那么些事要干”（見《錢學(xué)森文集》）。

認(rèn)識總結(jié)國內(nèi)外航天工程實踐的經(jīng)驗和教訓(xùn)，不斷完善我們的知識和本領(lǐng)，用系統(tǒng)工程的理念和概念，用系統(tǒng)工程的經(jīng)驗和方法，依系統(tǒng)工程的程序和原則來指導(dǎo)工程實踐是我們航天工程成功的基本經(jīng)驗。

我在說系統(tǒng)工程理念時，不是一種表達(dá)性語句，如“某工程是復(fù)雜的系統(tǒng)工程”，而是講它所具有的理性認(rèn)識后的內(nèi)容，如一項重大工程系統(tǒng)的系統(tǒng)工程，它必然要包括“非擁護(hù)性評審”（Non-advocate Review，NAR），它是系統(tǒng)工程運行當(dāng)中，不止一次進(jìn)行的必需的程序。而我看到的，或者有些工程失效后的教訓(xùn)都可以看到，它們?nèi)鄙龠@個程序，或者并不認(rèn)真地進(jìn)行這個程序，甚至連“非擁護(hù)性評審”這個程序都沒做過，反倒是有豐富的支持性的論據(jù)和多數(shù)的擁護(hù)性表述。

再者，任何一項工程，特別是重大工程，它一定會伴生著相應(yīng)的機會成本的付出，我們在社會性系統(tǒng)的建設(shè)中，更要注重機會成本的權(quán)衡。

我在《航天系統(tǒng)工程運行》書中所講系統(tǒng)工程的8 條綜合規(guī)劃即是其表述，其主要內(nèi)容是：（1）工程對自然資源的耗費；（2）自然資源的無竭和有竭；（3）工程的伴生物分析；（4）污染的社會可承受性；（5）工程的有污責(zé)任；（6）工程的能耗責(zé)任；（7）工程的社會責(zé)任行動；（8）工程的“食物鏈”設(shè)計。世上沒有只有好處、沒有壞處的事情存在，我們需要的是揚其善、抑其惡。這方面的例子我們已經(jīng)承受了很多！

華龍一號核電站

工程師要為強國建設(shè)發(fā)揮重要作用。習(xí)總書記在十九大上提出：把我國建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現(xiàn)代化強國。我們從事工程、科學(xué)、技術(shù)的每一位同志都肩負(fù)重任。國防科技工業(yè)在制造強國、航天強國、海洋強國、交通強國、網(wǎng)絡(luò)強國的建設(shè)中，要發(fā)揮關(guān)鍵作用。

近幾年，在國防科技工業(yè)領(lǐng)域，通過重大工程包括國家重大科技專項的實施，C919大型客機飛上藍(lán)天，兩艘國產(chǎn)航母先后下水，“海翼”號深海滑翔機完成深海觀測，大型水陸兩棲飛機水上首飛，嫦娥四號探測器成功著陸月背，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提前2 年提供全球定位服務(wù)。我們還在三代核電站（華龍一號）建設(shè)、殲20 和運20 軍機、預(yù)警機、無人機、大型驅(qū)逐艦等領(lǐng)域取得了重大成就。未來，我們尤其要在人工智能、先進(jìn)制造等領(lǐng)域不斷探索和突破，為建設(shè)制造強國做出更重要的貢獻(xiàn)。這是國防科技工業(yè)戰(zhàn)線上工程師的職責(zé)和使命。