從人機(jī)融合系統(tǒng)工程角度看工程師精神

劉偉

實(shí)現(xiàn)科技強(qiáng)國和制造強(qiáng)國需要工程師精神的鼓舞與激勵。

有人做夢，有人實(shí)現(xiàn)。工程師就是讓夢想（理論或設(shè)計）落地生根結(jié)出果實(shí)（工程或產(chǎn)品）的智者和實(shí)干家。工程師精神是工程師群體所秉持的職業(yè)追求，是他們在探索科學(xué)和務(wù)實(shí)筑夢中閃爍出的文化光芒。從被公認(rèn)為當(dāng)今科技最前沿的人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)工程角度看，工程師精神具有異乎尋常的重要性和無可替代的非凡影響力。

工程師精神穿越歷史綻放新輝

工程師是指從事工程系統(tǒng)操作、設(shè)計、管理、評估的人員，通常專指工程學(xué)中具有專業(yè)性學(xué)位或相等工作經(jīng)驗(yàn)的人士?？茖W(xué)家探索世界以發(fā)現(xiàn)普遍法則，工程師則運(yùn)用這些普遍法則創(chuàng)生實(shí)際物品，解決技術(shù)問題，構(gòu)筑偉大工程?？茖W(xué)家研究事物，工程師建立事物。

工程師精神從某種意義上說是科學(xué)家精神和工匠精神的結(jié)合?？茖W(xué)家精神注重探索和創(chuàng)新，工匠精神則突出體現(xiàn)在腳踏實(shí)地和精益求精上。而工程師精神融合二者優(yōu)點(diǎn)，形成一種兼具創(chuàng)新、務(wù)實(shí)與目標(biāo)達(dá)成的精神。

工程師和工程師精神，是長久以來就存在的。從人類發(fā)展的歷史看，類人猿直立行走，地球上出現(xiàn)了人這個物種。人要衣食住行，沒有現(xiàn)成的、可以操作的模板，需要不斷地發(fā)揮創(chuàng)造力去探索和發(fā)現(xiàn)，將夢想、需求和現(xiàn)實(shí)連接起來，而工程師就是連接夢想與現(xiàn)實(shí)的紐帶。人類古代的偉大工程，無論是尼羅河治理，還是金字塔建造，抑或像都江堰那樣偉大的水利工程，無處不閃耀著工程師的貢獻(xiàn)和精神光芒。這些偉大工程，絕不是單純靠石匠、泥瓦匠這樣的工匠就能完成的，其中包含著的基礎(chǔ)性科學(xué)支持，工程設(shè)計、推理、計算和施工組織工作，都非工程師莫屬。中國的故宮其設(shè)計、建造的壯觀、綺麗、別具匠心，令世界嘆為觀止。這其中包含著工程師的重要貢獻(xiàn)。中國的萬里長城舉世矚目，支撐起長城宏偉、堅固、實(shí)用的，絕不僅僅是一些農(nóng)夫、瓦匠，工程師的貢獻(xiàn)不可或缺。是工程師的科學(xué)設(shè)計、施工組織，才成就了“萬里長城永不倒”。也許，那時職業(yè)還沒有細(xì)分，工程師這個名字還沒有被大眾廣泛使用，但工程師業(yè)已存在，工程師精神以其專業(yè)、務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、精密，有力地推動著人類的文明進(jìn)步。用現(xiàn)在的觀點(diǎn)來看，發(fā)明并制造了云梯的魯班，能僅僅是一個木匠嗎？設(shè)計制造了“木牛流馬”的諸葛亮，也不僅僅是一位軍事家。在從事這些工作時，他們就是工程師，他們身上體現(xiàn)的，就是工程師精神?；鹚?、指南針、造紙術(shù)、活版印刷術(shù)是中國古代的四大發(fā)明，完成這些發(fā)明的人，都是現(xiàn)代意義上的工程師。

世界是普遍聯(lián)系并運(yùn)動著的，工程師讓這些運(yùn)動著的聯(lián)系活了起來。工程師將傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等理論聯(lián)系起來，將其與人們衣食住行方面的需求相結(jié)合，于是有了電飯鍋、拉鏈、樓房、汽車、飛機(jī)、輪船、超級稻、計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等。有人將高鐵、支付寶、共享單車、網(wǎng)絡(luò)購物稱為“新四大發(fā)明”，這些也都是工程師運(yùn)用現(xiàn)代科技成果滿足人們生產(chǎn)、生活需求的發(fā)明創(chuàng)造。

工程師精神源遠(yuǎn)流長，歷久彌新。隨著時代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，它的內(nèi)涵將進(jìn)一步豐富和充實(shí)，使其穿越歷史長河后煥發(fā)出更加耀眼的光芒。

人機(jī)融合呼喚工程師精神

習(xí)近平總書記在2021年5月28日召開的兩院院士并科協(xié)代表大會上特別強(qiáng)調(diào)：“科技創(chuàng)新速度顯著加快，以信息技術(shù)、人工智能為代表的新興科技快速發(fā)展，大大拓展了時間、空間和人們認(rèn)知范圍，人類正在進(jìn)入一個‘人機(jī)物’三元融合的萬物智能互聯(lián)時代?！?/p>

總書記強(qiáng)調(diào)的“人機(jī)物”，就是人機(jī)融合這個綜合體的三大要素。其中第一個是人;第二個是機(jī)，是指物，機(jī)是人造物;第三個是物，是指環(huán)境。在這個系統(tǒng)里，工程師承上啟下，起著把人、機(jī)、環(huán)境結(jié)合在一起的舔合劑的作用。

許多科技的發(fā)明發(fā)現(xiàn)最早由科學(xué)家提出的時候都是屬于思想性的，很理想，屬于形而上的，科學(xué)家群體一般不會自己動手去做或親自去規(guī)劃實(shí)現(xiàn)，他要把這種意向傳達(dá)給工程師，由工程師把他們這些好的想象變成藍(lán)圖，進(jìn)而變成現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品或工程。工程師這個群體非常的特殊，它不但要了解科學(xué)家的語言，還要了解基層工匠的語言，因而更能體現(xiàn)出人、機(jī)、環(huán)的紐帶和銜接作用。工程師是人、機(jī)、環(huán)的最典型的綜合體現(xiàn)者，是聯(lián)系人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)鍵之關(guān)鍵。

人所要解決的是“做正確的事”，機(jī)所要解決的是“正確地做事”，環(huán)境所要解決的是“提供做事平臺”。人工智能屬于“機(jī)”的范疇，是人造出來的一種工具，是軟件和硬件的結(jié)合。人機(jī)融合是一個人、機(jī)、環(huán)境的共同體，是運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)理論和系統(tǒng)工程方法，正確處理人、機(jī)、環(huán)境三大要素的關(guān)系，深入研究人- 機(jī)- 環(huán)境系統(tǒng)最優(yōu)組合的一門科學(xué)，其研究對象為人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)。人機(jī)融合包括計算和算計兩部分，系統(tǒng)最優(yōu)組合的基本目標(biāo)是“安全、高效、經(jīng)濟(jì)”。工程師是這一系統(tǒng)的靈魂。而工程師的價值取向，工程師精神，在一定程度上影響和決定著系統(tǒng)目標(biāo)的達(dá)成。

中國工程院劉澤金院士說過，智力是學(xué)習(xí)知識的能力，智能是運(yùn)用知識的能力，智慧是協(xié)調(diào)各種關(guān)系和知識的能力，就是協(xié)調(diào)能力，概括起來就是學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用的能力、協(xié)調(diào)的能力。人工智能在智力、智能的某些方面可能超過人，但在智慧方面就遇到了“瓶頸”。人工智能判斷的趨勢往往是固定地計算出來的單一的趨勢，是相對比較固定獨(dú)立的一個趨勢，而真正的環(huán)境是每時每刻都在發(fā)生變化的，這種變化里面有大量的可能性存在，往往是多個趨勢并存，不到最后一分鐘，你不知道這個趨勢發(fā)展到哪里，哪個趨勢會出現(xiàn)。人機(jī)融合有一個很重要的切入點(diǎn)，叫作態(tài)勢感知。工程師是特別注重參數(shù)的。這里的態(tài)勢就是指對參數(shù)的收集，對數(shù)據(jù)的整理和處理。在這之后，還有一個狀態(tài)空間，就是“感知”——感覺和知覺，然后才會做出判斷和決策。

工程師精神會映射到人機(jī)融合的系統(tǒng)中，比如一項(xiàng)武器系統(tǒng)，工程師確定它在什么情況下不能啟動，可以通過技術(shù)手段提前預(yù)設(shè)，融入態(tài)勢感知后的窗口去實(shí)現(xiàn)。工程師精神中的真、善、美，嚴(yán)謹(jǐn)和精細(xì)等，可以通過技術(shù)手段融入人機(jī)融合系統(tǒng)中，這樣，產(chǎn)品就有了工程師精神的光芒。

未來的天空中工程師精神不可或缺

當(dāng)前，我們面對的是“百年未有之大變局”，進(jìn)入了實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興“兩個一百年”目標(biāo)的關(guān)鍵歷史階段。作為體現(xiàn)國與國之間科技實(shí)力重要指標(biāo)的人機(jī)融合領(lǐng)域，未來的競爭將更加激烈，發(fā)展將更加迅速。我們將比以往任何時刻，都更加需要工程師精神。

世界上并不存在完全自主的無人系統(tǒng)，所有的自主無人系統(tǒng)都是人機(jī)聯(lián)合認(rèn)知系統(tǒng)。傳統(tǒng)的人機(jī)環(huán)境融合系統(tǒng)是：“人”——是指作為工作主體的人（如操作人員或決策人員）;“機(jī)”——是指人所控制的一切對象（如軟硬件系統(tǒng)和技術(shù)）的總稱;“環(huán)境”——是指人、機(jī)共處的特定工作條件（如溫度、噪聲、振動……）。新的人機(jī)融合系統(tǒng)是：“人”——管理者、設(shè)計者、生產(chǎn)者、使用者、維護(hù)者、營銷者等;“機(jī)”——機(jī)器裝備（軟件硬件）、機(jī)制機(jī)理（管理運(yùn)營）等;“環(huán)境”——真實(shí)環(huán)境、虛擬環(huán)境、社會環(huán)境、自然環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。與之相對應(yīng)的，工程師的概念也更加廣泛。

新型的工程師，應(yīng)該是能夠解決某領(lǐng)域現(xiàn)實(shí)問題的智者。工程師精神既要包括技術(shù)方面的元素，也要包括道德的、藝術(shù)的。工程師的隊伍將進(jìn)一步壯大，工程師精神的內(nèi)涵也將更加豐富和深邃。

培育和弘揚(yáng)工程師精神，首先， 要讓工程師這一群體具有職業(yè)榮譽(yù)感。工程師多是知識分子，愛科學(xué)、有追求、重聲譽(yù)。一項(xiàng)職業(yè)如果有了崇高的榮譽(yù)感，就會產(chǎn)生內(nèi)在、自發(fā)、強(qiáng)大的自我激勵和向上動力，在這種動力驅(qū)動下，這個行業(yè)的人就會做出很多創(chuàng)造性的成績，創(chuàng)造出超乎想象的奇跡。因而，會有更多的優(yōu)秀人才加入這一行列，秉持工程師精神，并將之發(fā)揚(yáng)光大。

其次，要為工程師精神的發(fā)展壯大營造良好的物質(zhì)環(huán)境。不僅要讓工程師群體有光榮感，還要讓他們有優(yōu)越感。要給予他們與其地位和貢獻(xiàn)相匹配的物質(zhì)條件，不為生計愁，創(chuàng)新的步伐才能不受羈絆，才能甩開膀子去踐行工程師精神，成就夢想的奇跡。

第三，要為工程師隊伍營造寬松的成長環(huán)境。要鼓勵嘗試和探索，包容可能出現(xiàn)的難以避免的錯誤。要對工程師群體的職稱和職級晉升給予適當(dāng)?shù)膬A斜，打破固有框框，開辟快捷通道。

人機(jī)融合代表了現(xiàn)代科技的發(fā)展方向，工程師是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表。工程師精神將在人機(jī)融合的未來發(fā)展中發(fā)揮靈魂和核心的作用。弘揚(yáng)工程師精神，不僅將有力推動人機(jī)融合等前沿科技的發(fā)展，也將強(qiáng)有力的推動實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的步伐。