工程與科學技術的融合共進論工程在創新驅動發展中的作用和意義（下）

欒恩杰/文

以重大工程帶動科學技術發展是我國推動自主創新的成功經驗

關于重大工程在“創新推動發展”中的意義，以我國航天工業的發展為例：中國的航天紀念日定在10月8 日，那是由于1956 年10 月8 日組建國防部第五研究院，標志著中國航天事業正式拉開帷幕。

1956 年—1963 年，在蘇聯幫助下，引進了短程地地、地空、艦艦、潛地四種導彈的樣品，開始了仿制階段。

東風2 號導彈

待到1960 年代，蘇聯撤走在華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，落實十二年科學規劃，進行了中近程導彈、中程導彈、中遠程導彈和遠程導彈獨立自主研發。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階段。

1973 年—2013 年，這40 年經過“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國家的發展脈絡，縮小其差距，填補我們在航天領域的科技空白為目標，完成了導彈的型譜化發展和航天產業的形成，實現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，取得了輝煌業績，這個階段可以稱為跟蹤發展階段。

2013 年至今，從黨的十八大開始，我國航天與祖國社會主義現代化建設同步進入了創新驅動發展的新時期。這個時期我國航天發展的特點是：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，技術及戰術指標已接近國際先進水平，某些領域某些技術已經得到重大突破，進入了國際領先位置。

近五年來，我們取得了一系列成就，長征五號大型運載火箭發射升空，天舟一號、天宮二號遨游太空，嫦娥四號著陸月背，北斗系統服務全球，“東五”超大容量地球靜止軌道衛星平臺完成研制，高分工程不斷取得突破（亞米高分辨率光學星、米級高分辨率雷達星、靜止軌道遙感星等），高通量通信星等先進衛星陸續發射運行。

天宮二號在廠房

面向未來，我們的任務是：整體性達到國際水平，大部分要達到國際先進水平，一些關鍵重要技術要有所突破，有所創新，為人類的科技發展、航天事業的進步做出創造性貢獻。這里講的創新驅動不是一個方向性的趨勢，而是有基礎支撐的，是現實的，經過努力是可以達到的。

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

設想，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行“921 工程”和“嫦娥工程”…… 就不會有創新驅動發展的今天！

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，必然會有一個相當長的跟蹤發展階段，而在跟蹤發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技術發展的一個縮影。回顧整個國防科技工業，在一系列重大工程牽引帶動下，我們取得令世界矚目的輝煌成就。特別是黨的十八大以來，國防科技工業積極助力國防科技創新，重大科技工程實現了新跨越。

在科技發展已經達到相當進步的今天，是否就不需要以工程來帶動科技發展了呢？我認為，在我們這個發展中國家的發展過程中，我們仍應當堅持以重大工程帶動這條成功之路，但在這個階段應當加上一項“要將基礎科研按其本身的特點并吸納抓重大工程的成功經驗制定其發展規劃”這句話。這讓我想起我國在制定1956-1969 年科技發展規劃時，當規劃小組提出“以任務帶動學科”的口號時，周總理曾詢問：“還有一些任務帶不起來的學科怎么辦？”并說“是不是再補充一個基礎科學的規劃。”我認為這兩段話是我們在創新驅動中必須堅持的兩個重點方向。

所以，我認為，以工程帶動科技發展是當前各國推進科技發展和社會進步的重要引擎，在我們創新驅動發展中具有重大的作用。

當代工程師的使命

黨的十九大提出“加快建設創新型國家”。習總書記在十九大報告中指出：“加強應用基礎研究，拓展實施國家科技重大項目，突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新，為建設科技強國、質量強國、航天強國、網絡強國、交通強國、數字強國、智慧社會提供有力支撐。”當前，國家對戰略科技支撐的需求比以往任何時候都更加強烈，必須進一步強化重大工程的戰略引領作用。

緊貼國家戰略需求和經濟建設需求抓重大工程。習總書記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新的落腳點”。工程師的職責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村；揮在藍天，那就是一架架翱翔的銀鷹；揮在大海，那就是一艘艘遠航的“方舟”；揮在宇宙，就構造起一座座“星辰”。科學使人類逐漸地認識我們的宇宙和自身，技術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著我們人類的夢想。簡而言之，科學是“認識”，技術是“能力”，而工程則是“實現”。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”，要滿足國家戰略需求和經濟建設需求，不是科幻中的“理想工程”。比如有學者談人類移居火星，去月球采礦取回用之不盡的氦-3，這就不合時宜。人類已經把一個適合居住的地球搞得污水、污山、污地、污氣，當務之急是保護好我們的地球家園。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。

工程師要迎著當代的民生難點課題進軍。科技進步將我們人類社會推到了信息化時代、高科技時代，同時把我們也帶進了為科技進步和工程建設而付出各種代價的報復中。我們應該重新審視我們所進行的各種活動，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，我們要以系統工程處置的理念去應對這類嚴峻挑戰，這應該是科學—技術—工程的無首尾邏輯的綜合運用，是科學家與工程師的攜手行動。

重大工程的啟動論證要充分。系統工程實施的第一步是工程需求論證，而復雜工程系統的需求論證是全域性的，它可能牽扯到技術、經濟、社會的諸多方面，如果這項論證工作完成得不好，它所產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星系統，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，同時停止向用戶提供服務。究其原因，是論證不完整，市場定義不當，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，在其關鍵技術——超聲速沖壓式發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 在基礎性關鍵技術尚未突破的情況下啟動工程，導致失敗。它告誡我們，高新技術的成功，到實際應用或產業化，仍有相當遙遠的距離，這點在工程論證時要充分估計到。

關于工程系統和系統工程。錢學森院士說：“工程這個詞，18 世紀在歐洲出現，本來指作戰兵器的制造和執行服務于軍事目的的工作。”在中國，工程這個詞的采用可能更早些，有文獻說是在南北朝。而現在稱之為工程，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。而這類工程往往是多學科交叉的復雜系統，要完成這種復雜的工程系統，則需要有一整套系統的組織和管理，我們將這套組織和管理稱為系統工程。所以系統工程在“進行跨學科、跨領域、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《錢學森文集》）。

“海翼”號水下滑翔機

如何保證工程目標的實現，且完美地實現，是系統工程所以成為“組織管理系統的技術”（錢學森語）的關鍵。在中國航天工程的五十余年實踐中，已經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工程學。正如錢學森院士說：“我必須說，在1978 年以前，對于什么系統、系統科學、系統工程，什么運籌學這些東西，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《錢學森文集》）。

認識總結國內外航天工程實踐的經驗和教訓，不斷完善我們的知識和本領，用系統工程的理念和概念，用系統工程的經驗和方法，依系統工程的程序和原則來指導工程實踐是我們航天工程成功的基本經驗。

我在說系統工程理念時，不是一種表達性語句，如“某工程是復雜的系統工程”，而是講它所具有的理性認識后的內容，如一項重大工程系統的系統工程，它必然要包括“非擁護性評審”（Non-advocate Review，NAR），它是系統工程運行當中，不止一次進行的必需的程序。而我看到的，或者有些工程失效后的教訓都可以看到，它們缺少這個程序，或者并不認真地進行這個程序，甚至連“非擁護性評審”這個程序都沒做過，反倒是有豐富的支持性的論據和多數的擁護性表述。

再者，任何一項工程，特別是重大工程，它一定會伴生著相應的機會成本的付出，我們在社會性系統的建設中，更要注重機會成本的權衡。

我在《航天系統工程運行》書中所講系統工程的8 條綜合規劃即是其表述，其主要內容是：（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）工程的有污責任；（6）工程的能耗責任；（7）工程的社會責任行動；（8）工程的“食物鏈”設計。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承受了很多！

華龍一號核電站

工程師要為強國建設發揮重要作用。習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代化強國。我們從事工程、科學、技術的每一位同志都肩負重任。國防科技工業在制造強國、航天強國、海洋強國、交通強國、網絡強國的建設中，要發揮關鍵作用。

近幾年，在國防科技工業領域，通過重大工程包括國家重大科技專項的實施，C919大型客機飛上藍天，兩艘國產航母先后下水，“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，北斗導航系統提前2 年提供全球定位服務。我們還在三代核電站（華龍一號）建設、殲20 和運20 軍機、預警機、無人機、大型驅逐艦等領域取得了重大成就。未來，我們尤其要在人工智能、先進制造等領域不斷探索和突破，為建設制造強國做出更重要的貢獻。這是國防科技工業戰線上工程師的職責和使命。