11月29日,由中國科學(xué)院大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)國科大)和中國科學(xué)院力學(xué)研究所聯(lián)合主辦的“中國工程科學(xué)高峰論壇”在京舉行。來(lái)自科技部、工業(yè)和信息化部、中國科學(xué)院、中國工程院、國科大、清華大學(xué)、天津大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位以及中航工業(yè)、航天科技、中國交建、西門(mén)子等企業(yè)的院士專(zhuān)家共計200余人參會(huì )。
據悉,這是國內首次以工程科學(xué)為主題召開(kāi)的高峰論壇。
主辦方表示,這一論壇是科學(xué)家、工程師、企業(yè)家、哲學(xué)家和社會(huì )各界跨學(xué)科交流的學(xué)術(shù)平臺,致力于繁榮和發(fā)展中國的工程科學(xué),呼喚涌現一批戰略工程師和工程科學(xué)家,應對“卡脖子”技術(shù)瓶頸,進(jìn)一步發(fā)力工程創(chuàng )新主戰場(chǎng),推進(jìn)中國經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。
我們迫切需要重新思考什么是工程科學(xué)
論壇開(kāi)幕式上,國科大黨委副書(shū)記高隨祥宣讀了全國人大常委會(huì )原副委員長(cháng)、中國科學(xué)院原院長(cháng)路甬祥院士的賀信。
路甬祥在賀信中指出,基礎自然科學(xué)以自然界為研究對象,以追求真理為目的;工程科學(xué)以人工物為研究對象,以追求人類(lèi)福祉為目的。隨著(zhù)現代經(jīng)濟與社會(huì )的飛速發(fā)展,在基礎自然科學(xué)迅速發(fā)展的同時(shí),以人工物為研究對象和人類(lèi)福祉為目的的工程科學(xué)更成為了現代科學(xué)的主體內容。
當前,我國正在大力推進(jìn)《中國制造2025》,這既是一項造物的自然工程,也是一項強國的社會(huì )工程,其中就包括要解決工程設計、技術(shù)創(chuàng )新、工程創(chuàng )新等方面提出的許多重大工程科學(xué)問(wèn)題。
路甬祥認為,目前的中國不僅是一個(gè)工程大國,而且正闊步走在建設工程強國的道路上。加強工程科學(xué)研究絕不僅僅只是一個(gè)單純的理論問(wèn)題,而且具有重要的現實(shí)意義和政策意義。
“早在中華人民共和國成立之前,錢(qián)學(xué)森先生就提出了工程科學(xué)這個(gè)概念。然而隨著(zhù)理論研究的不斷深入、應用范圍的持續拓展和工程實(shí)踐不斷提出新任務(wù)和新需求,我們迫切需要重新思考究竟什么是工程科學(xué),它的基本特征、研究對象、主要內容、體系結構、研究方法,以及它同基礎自然科學(xué)和工程技術(shù)之間的關(guān)系等一系列基本理論問(wèn)題?!甭佛樵谫R信中寫(xiě)道。
路甬祥希望與會(huì )各個(gè)不同學(xué)科領(lǐng)域的專(zhuān)家、學(xué)者、工程師、企業(yè)家能夠從各自不同角度暢所欲言、集思廣益、增進(jìn)共識,豐富與深化關(guān)于工程科學(xué)的理論研究,讓工程科學(xué)等一系列相關(guān)概念和理論以更加清晰的輪廓、更為明確的內涵與外延,服務(wù)于國家的經(jīng)濟建設與社會(huì )發(fā)展。
工程科學(xué)是連接基礎科學(xué)和工程實(shí)踐的橋梁
中國科學(xué)院副院長(cháng)、黨組成員,國科大黨委書(shū)記、校長(cháng)李樹(shù)深院士出席論壇開(kāi)幕式并致辭。他指出,縱觀(guān)人類(lèi)社會(huì )發(fā)展史,科學(xué)始終提供著(zhù)基礎性的原動(dòng)力和普惠性的推動(dòng)力。當前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在加速推進(jìn),人類(lèi)又一次迎來(lái)跨越式的發(fā)展契機,然而受人類(lèi)認知水平的限制,當前人們對科學(xué)的認知在某些領(lǐng)域已經(jīng)達到了極限,全人類(lèi)共同面臨著(zhù)制約科技發(fā)展和社會(huì )進(jìn)步的瓶頸問(wèn)題。我國與世界科技強國相比,不少領(lǐng)域差距依然明顯,特別是核心技術(shù)的短板依然突出。
李樹(shù)深指出,聚焦有望形成顛覆性創(chuàng )新及引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革方向,影響產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展態(tài)勢,搶占未來(lái)產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的領(lǐng)域;著(zhù)重突破國家經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的瓶頸制約,能夠產(chǎn)生顯著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )效益的領(lǐng)域;解決涉及國家安全和重大利益,關(guān)系國計民生和產(chǎn)業(yè)命脈的“卡脖子”問(wèn)題,需要我們勵精圖治,奮發(fā)有為。
在他看來(lái),工程科學(xué)是基礎科學(xué)和工程實(shí)踐的中介和橋梁,是引領(lǐng)原創(chuàng )性工程創(chuàng )新的直接領(lǐng)域基礎和關(guān)鍵環(huán)節之一。在當前復雜多變的形勢下,為了貫徹建設創(chuàng )新型國家戰略,實(shí)現創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展,對工程科學(xué)的基本理論和發(fā)展戰略問(wèn)題進(jìn)行深入研究和探討,顯得尤為重要。
李樹(shù)深認為,論壇通過(guò)專(zhuān)題研討,分享不同領(lǐng)域工程科學(xué)與工程技術(shù)前沿的成果,研究與探索工程科學(xué)的理論、政策、發(fā)展、科技人才培養、工程人才培養、工程戰略、工程創(chuàng )新等重大問(wèn)題,有助于進(jìn)一步堅持目標和問(wèn)題導向,攻堅克難,為我國科技創(chuàng )新、工程創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻力量
工程科學(xué)是破“兩張皮”之利器
“2018年劉鶴副總理出席世界機器人大會(huì )開(kāi)幕式時(shí)講到了巴斯德象限,指出了基礎研究與工程應用之間密切而深刻的聯(lián)系,即工程科學(xué)?!敝袊こ淘汗こ坦芾韺W(xué)部主任胡文瑞院士在致辭時(shí)說(shuō)。
中國工程院工程管理學(xué)部是一個(gè)綜合性、戰略性學(xué)部。該學(xué)部承擔的“顛覆性技術(shù)研究”“交通強國”“航天發(fā)展戰略”“中國建造2035”“川藏鐵路建設”“工程哲學(xué)”“工程管理理論”等重大研究課題,產(chǎn)生了重大影響。
他表示,進(jìn)入新世紀以來(lái),我國涌現出一大批成果,尤其在重大工程領(lǐng)域,令世界刮目相看。同時(shí),我們也越來(lái)越深刻地認識到,我國在科學(xué)研究尤其是基礎科學(xué)研究和工程科學(xué)研究方面,與世界領(lǐng)先水平相比還有一定差距。長(cháng)期以來(lái),在如何認識科技與工程、基礎研究與工程實(shí)踐之間相互關(guān)系的問(wèn)題上,國內意見(jiàn)紛紜、觀(guān)點(diǎn)不一,于是,頻繁出現了“兩張皮”和相互抱怨等現象。
胡文瑞指出,工程科學(xué)是基礎科學(xué)和工程實(shí)踐的中介和橋梁,是引領(lǐng)原創(chuàng )性工程創(chuàng )新的直接理論基礎。工程科學(xué)的發(fā)展、繁榮將成為破解“兩張皮”難題的有力武器。研究工程科學(xué)的基本理論和發(fā)展戰略,對于落實(shí)創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略、建設創(chuàng )新型國家具有重大的理論和現實(shí)意義。
國科大要建世界一流工學(xué)院
中國科學(xué)院院士李家春這樣總結工程科學(xué)的特征:“以工程技術(shù)應用為目標;借助科學(xué)認識,進(jìn)行物理建模,采用理論或數值方法,經(jīng)過(guò)驗證,獲得問(wèn)題解答,直接解決工程技術(shù)問(wèn)題;加速自然科學(xué)與工程技術(shù)的結合;帶領(lǐng)工業(yè)前進(jìn)?!?/p>
身為中科院力學(xué)研究所研究員的李家春目前兼任國科大工程科學(xué)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工學(xué)院)院長(cháng)。
“工程科學(xué)可以促進(jìn)技術(shù)變革、產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟發(fā)展和文明進(jìn)步?!崩罴掖赫f(shuō),工程科學(xué)是應用力學(xué)的拓展,需要進(jìn)行學(xué)科交叉研究,適用于眾多科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域,符合現代科學(xué)技術(shù)發(fā)展趨向。
在李家春看來(lái),未來(lái)工程的三大趨勢是規模龐大、系統復雜和學(xué)科交叉。他認為工程科學(xué)的發(fā)展主要有三個(gè)方向:首先是面向國家重大需求;其次是引領(lǐng)學(xué)科交叉前沿;再次是培養復合型領(lǐng)軍人才。
2017年以來(lái),教育部積極推進(jìn)新工科建設,2018年首批“新工科研究與實(shí)踐項目”發(fā)布,旨在使高校立足當前國家、國際發(fā)展,更新工科生培養理念、培養模式,創(chuàng )新教育、教學(xué)的方法和手段,更新傳統工科課程的知識體系,制定出新的學(xué)生培養目標,最終培育出高質(zhì)量的工科人才。
國科大工學(xué)院成立于2015年7月,以中科院力學(xué)所為主創(chuàng )建。工學(xué)院的建立有著(zhù)先天優(yōu)勢——優(yōu)秀的人才隊伍,國家、院級實(shí)驗室與先進(jìn)實(shí)驗設備,近60年的科研成果與經(jīng)驗積累,承擔國家重大任務(wù)。然而,面對當今世界科技發(fā)展態(tài)勢,以及新時(shí)代國家對人才的迫切需求,特別是在新工科建設的背景下,工程科學(xué)如何適應新形勢發(fā)展的要求還需要進(jìn)一步深入思考。
“工程科學(xué)人才培養目標不是一般的工程師、專(zhuān)業(yè)性人才,而是工程科學(xué)家、工程技術(shù)領(lǐng)軍人才和復合型人才?!崩罴掖赫f(shuō),“經(jīng)過(guò)培養,這些高質(zhì)量的工程科學(xué)人才既要懂得工程設計和實(shí)施原理、工程問(wèn)題的科學(xué)基礎,也要精通工程分析的數學(xué)方法,此外還應有工程項目實(shí)踐經(jīng)驗?!?nbsp;
李家春這樣介紹國科大工學(xué)院:以“工程科學(xué)”思想為指導,瞄準新時(shí)期“上天、入地、下?!眹抑卮髴鹇孕枨笾械年P(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,將原創(chuàng )性研究與工程科學(xué)人才培養有機結合,建立“以需求建基地,以基地辦教育,以教學(xué)育人才,以人才促發(fā)展”的科教融合新機制。
“我們綜合國內外一流大學(xué)經(jīng)驗,在制定工學(xué)院的人才培養計劃時(shí)提出了‘堅實(shí)基礎、通識教育、鼓勵創(chuàng )新和重視實(shí)踐’四大重點(diǎn)。在培養模式上,堅持科教融合戰略,充分利用綜合實(shí)力,加強國際學(xué)術(shù)交流?!崩罴掖赫f(shuō)。
其中,所謂堅實(shí)基礎,通識教育,就是夯實(shí)包括數學(xué)、物理等在內的與工程相關(guān)的基礎知識,拓寬教育的知識領(lǐng)域,包括自然、工程和人文科學(xué);而鼓勵創(chuàng )新和重視實(shí)踐,則是指工學(xué)院利用院所融合的特有優(yōu)勢,整合高水平師資、先進(jìn)實(shí)驗裝備和國家重大項目條件,讓學(xué)生跟隨業(yè)務(wù)導師參與工程實(shí)踐、開(kāi)展課題研究。同時(shí)通過(guò)學(xué)術(shù)報告會(huì )、訪(fǎng)學(xué)等形式,加強國際學(xué)術(shù)交流。
“我們將弘揚工程科學(xué)思想,實(shí)施科教融合方略,創(chuàng )新復合型人才培養模式,建設世界一流的工學(xué)院?!崩罴掖盒判臐M(mǎn)滿(mǎn)地表示。
工程不是基礎科學(xué)的簡(jiǎn)單應用和堆砌
“工程是人類(lèi)有目的、有組織、有計劃利用各種知識和相關(guān)要素構建人工實(shí)在的活動(dòng)?!痹诖舜握搲?,鋼鐵研究總院名譽(yù)院長(cháng)、國科大跨學(xué)科工程研究中心學(xué)術(shù)委員會(huì )主任殷瑞鈺院士提出了他對工程科學(xué)的認識。
他認為基礎科學(xué)知識是探索、揭示、歸納自然物理世界客觀(guān)存在的本質(zhì)性的認知,追求其客觀(guān)真理性。工程科學(xué)知識是研究人工物世界的建構性存在的集成、建構、運行的知識,追求集成、構建的真相和價(jià)值的合理體現。工程科學(xué)既重視工程過(guò)程的規律性揭示,又重視轉化的情景性和價(jià)值的合理性、適應性。雖然可以承認現代工程是對基礎科學(xué)某種形式的應用,但工程絕不僅僅是基礎科學(xué)的簡(jiǎn)單應用和堆砌?!艾F代工程除了要懂得基礎科學(xué)的基本原理和技術(shù)科學(xué)的理論和方法之外,還須善于處理諸如在多層次、多尺度、多因素命題條件下的多學(xué)科交叉的新知識的綜合集成,這是工程科學(xué)問(wèn)題?!?nbsp;
工程科學(xué)強調理論形態(tài)、實(shí)踐模式和實(shí)踐結果緊密貫通又相互反饋。強調真相與真理相互吸引,既重視實(shí)踐中的事實(shí)真相,又重視工程思維、工程邏輯符合客觀(guān)真理。工程科學(xué)——工程知識的源頭是多元的、多樣化的,工程科學(xué)是沿著(zhù)工程的過(guò)程展開(kāi)的,工程過(guò)程的合理性、合規律性、合目的性是其核心關(guān)注點(diǎn)。工程科學(xué)是“想”和“可行”并重,“理念(理論)”與“目標”貫通,“愿景想象力”和“現實(shí)生產(chǎn)力”緊密關(guān)聯(lián),“價(jià)值觀(guān)”與“實(shí)踐性”一致。
他總結到:工程活動(dòng)涉及諸多相關(guān)的異質(zhì)要素(技術(shù)要素、經(jīng)濟要素、社會(huì )、人文要素)、異質(zhì)結構要素(裝置、機器、工序等),要求按照系統特定功能的要求,組成一個(gè)高效的結構化的工程實(shí)體。而工程的開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、復雜性,既面臨著(zhù)自然因素的動(dòng)態(tài)、復雜性,也面臨著(zhù)社會(huì )因素、人文因素的復雜性。因此,“工程科學(xué)是屬于研究、處理人工復雜事物及復雜系統的綜合集成性科學(xué),是引導和支撐工程技術(shù)的理論”。
殷瑞鈺指出,工程科學(xué)要研究技術(shù)要素、技術(shù)群、過(guò)程群的集成與建構,揭示其技術(shù)集成、建構并融入工程系統的內在規律;可以歸納為具有對工程實(shí)體的集成、建構、運行以及價(jià)值體現,具有集成建構性、功能優(yōu)化性、結構演進(jìn)性、綜合高效性的知識和方法體系;是集成、建構人工物的活動(dòng)中,具有本質(zhì)性、本構性、運動(dòng)性、效果性的合規律性的知識。他還結合冶金學(xué)進(jìn)行了許多具體深入的分析。
工程創(chuàng )新有規律可循
創(chuàng )新的產(chǎn)生究竟是偶發(fā)事件還是有規律可循?決定創(chuàng )新發(fā)展的關(guān)鍵因素有哪些?中國國際工程咨詢(xún)有限公司董事長(cháng)、黨委書(shū)記、總經(jīng)理,國科大跨學(xué)科工程研究中心主任王安院士分享了對工程創(chuàng )新關(guān)鍵因素的理解。
王安認為創(chuàng )新是一個(gè)發(fā)現問(wèn)題、提出目標并解決問(wèn)題的過(guò)程,有其內在規律。從個(gè)人創(chuàng )新來(lái)看,創(chuàng )新主體以使命和責任為驅動(dòng),以知識、經(jīng)驗、所見(jiàn)所聞和悟性為基礎,在特定體制機制、市場(chǎng)需求、市場(chǎng)競爭等外部工作條件下去發(fā)現問(wèn)題,視野越寬,發(fā)現的問(wèn)題越多;通過(guò)集成創(chuàng )新解決問(wèn)題,能組織的資源越多,創(chuàng )新效果越好。
與個(gè)體創(chuàng )新不同,團隊創(chuàng )新的目標更重大,面對的系統更復雜(如高鐵、深空探測),需要調動(dòng)的各類(lèi)資源更多(非個(gè)人能力所及)。因此,王安認為,團隊的人員結構、組織能力、制度建設、文化氛圍、資源利用,以及行業(yè)政策、市場(chǎng)需求、市場(chǎng)競爭等外部環(huán)境,都是決定創(chuàng )新活動(dòng)的關(guān)鍵因素。所有要素在創(chuàng )新思維方式指引下匯聚融合,實(shí)現集成創(chuàng )新。
具體到工程創(chuàng )新,王安指出,其規律可以概括成“系統思考、整體推進(jìn)、主客觀(guān)最佳結合”這樣一種工程哲學(xué)思想。只有系統思考,整體推進(jìn),才能實(shí)現創(chuàng )新水平的全方位提升;只有主客觀(guān)最佳結合,才能找到最優(yōu)創(chuàng )新途徑和創(chuàng )新方案。
王安說(shuō),善于運用這一工程哲學(xué)思想,才能實(shí)現多目標的協(xié)調統一,取得創(chuàng )新的成果?!霸趯陀^(guān)透徹認識的基礎上,主觀(guān)上能夠掌握的資源越多,改造客觀(guān)的能力越強,創(chuàng )新的效果必然越好?!?br/>
基礎科學(xué)和工程科學(xué)相輔相成
“基礎科學(xué)和工程科學(xué)是相輔相成、互為依托的關(guān)系?!敝袊茖W(xué)院院士、中國科學(xué)院副秘書(shū)長(cháng)、中國科學(xué)院動(dòng)物研究所所長(cháng)周琪強調,不要把基礎科學(xué)和工程科學(xué)對立起來(lái)、割裂開(kāi)來(lái)。
周琪在報告中闡釋?zhuān)A科學(xué)以自然現象和物質(zhì)運動(dòng)形式為研究對象,是探索自然界發(fā)展規律的科學(xué),包括數學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)、邏輯學(xué)等七門(mén)基礎學(xué)科及其分支學(xué)科、邊緣學(xué)科?;A科學(xué)的研究成果是整個(gè)科學(xué)技術(shù)的理論基礎。
而工程科學(xué)是現代科學(xué)、歷史經(jīng)驗、文化、藝術(shù)和祖傳生存技能的選粹結晶,是科學(xué)的重要組成部分,是將數學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎科學(xué)的原理通過(guò)各種途徑應用于人類(lèi)的日常生活、探索實(shí)踐中,從根本上改變人們的生活方式及生活水平。
周琪以自己從事的研究領(lǐng)域為例展開(kāi)了分析。近年來(lái),生命科學(xué)的研究進(jìn)程不斷加速,人們對生命本質(zhì)的理解不斷加深,同時(shí)生物技術(shù)與人工智能、材料科學(xué)等前沿領(lǐng)域交叉融合,促使顛覆性的工程生物技術(shù)不斷涌現。工程生物技術(shù)的發(fā)展,可能會(huì )給人們的生活、生理、認知、繁衍帶來(lái)各種改變,甚至影響人類(lèi)的生活方式和社會(huì )發(fā)展進(jìn)程。
周琪理解的工程科學(xué),更多的是“一種思維、一種理念、一種組織、一種構架”。他認為,科學(xué)界不應走極端,不應把科學(xué)、工程、技術(shù)劃分得涇渭分明,在評價(jià)時(shí)厚此薄彼,這樣于創(chuàng )新無(wú)益?!罢l(shuí)說(shuō)論文不重要?論文是我們作為科學(xué)家總結凝練自己工作最客觀(guān)的東西,只不過(guò)‘唯論文’論是不對的。誰(shuí)說(shuō)工程技術(shù)不重要?沒(méi)有技術(shù)手段的突破,沒(méi)有工程理念的跟進(jìn),我們的科學(xué)在哪里體現?怎么去做突破?”
“基礎科學(xué)和工程科學(xué)對應著(zhù)兩種精神?;A科學(xué)對應的是科學(xué)精神,而工程科學(xué)對應的則是工匠精神?!敝茜髡f(shuō),“弘揚科學(xué)精神,就是要弘揚科學(xué)家鉆研、解決未知科學(xué)問(wèn)題的精神;弘揚工匠精神,就是強化工程科學(xué)領(lǐng)域大家集成完成一個(gè)共同使命的精神?!?br/>
“卡脖子之痛”和“錢(qián)學(xué)森之問(wèn)”的工程科學(xué)反思
國科大跨學(xué)科工程研究中心學(xué)術(shù)委員會(huì )副主任李伯聰教授從工程哲學(xué)的高度對工程科學(xué)的理論和政策意義進(jìn)行了反思。
他表示,從“直接對象”和“直接意義”看,“卡脖子技術(shù)之痛”直接涉及的是“技術(shù)問(wèn)題”,“錢(qián)學(xué)森之問(wèn)”直接涉及的是“人才問(wèn)題”。但其中的深層次問(wèn)題,卻是應該如何認識和應對我國“科學(xué)—技術(shù)—工程體系”的動(dòng)態(tài)關(guān)系和升級演進(jìn)規律問(wèn)題。
“工程是直接的、現實(shí)的生產(chǎn)力。工程不是純科學(xué)的單純應用,不是純科學(xué)的附庸、派生物或衍生品。必須樹(shù)立工程自覺(jué)、自立、自強的基本觀(guān)點(diǎn)和認識?!彼f(shuō)。
工程科學(xué)是錢(qián)學(xué)森在1947年首先提出的重要概念。錢(qián)學(xué)森明確指出它是基礎科學(xué)和工程技術(shù)之間的橋梁,后又稱(chēng)之為技術(shù)科學(xué)。李伯聰立足于工程哲學(xué)理論闡述了工程科學(xué)的對象、內容和意義。他認為,在認識“科學(xué)—技術(shù)—工程”關(guān)系時(shí),要從“以基礎科學(xué)為基本動(dòng)力的線(xiàn)性模式”轉變?yōu)椤案又匾暪こ炭茖W(xué)探索和發(fā)展”的“工程科學(xué)/工程技術(shù)/工程實(shí)踐的立體網(wǎng)絡(luò )模式”; 要更明確地意識到工程科學(xué)的獨特地位、意義與作用,工程科學(xué)是工程技術(shù)發(fā)展的直接理論基礎,是聯(lián)系工程技術(shù)和基礎科學(xué)的橋梁。
劉鶴副總理去年談到了巴斯德象限問(wèn)題。李伯聰認為,從實(shí)質(zhì)上看,所謂玻爾象限和巴斯德象限的區分就是“基礎科學(xué)象限”和“工程科學(xué)象限”的區分,而玻爾和巴斯德分別是基礎科學(xué)家和工程科學(xué)家的“代表”。在我國從工程大國向工程強國轉變的歷史過(guò)程中,在一定意義上,發(fā)展工程科學(xué)是關(guān)鍵之關(guān)鍵;在實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)戰略時(shí),必須把工程科學(xué)創(chuàng )新、工程技術(shù)創(chuàng )新、工程制度創(chuàng )新密切結合起來(lái)。
在李伯聰看來(lái),解決“卡脖子”問(wèn)題,關(guān)鍵環(huán)節和核心內容往往是解決有關(guān)的工程科學(xué)問(wèn)題。我國工程科技體系正面臨轉型升級的歷史使命和任務(wù),必須把大力發(fā)展工程科學(xué)作為我國實(shí)現工程科技體系轉型升級的一項國家戰略,一方面必須“攀登工程科學(xué)高峰”,另一方面必須在“走向市場(chǎng)過(guò)程”中應對“達爾文之?!钡摹笆袌?chǎng)風(fēng)浪”問(wèn)題。
工程創(chuàng )新方法的本土化
國家技術(shù)創(chuàng )新方法與實(shí)施工具工程技術(shù)研究中心主任、河北工業(yè)大學(xué)教授檀潤華在此次論壇上分享了其團隊多年來(lái)的研究成果。
檀潤華指出,工程創(chuàng )新的目標是為用戶(hù)創(chuàng )造獨特價(jià)值,而實(shí)現該類(lèi)價(jià)值的過(guò)程通常要解決工程沖突,即一類(lèi)“卡脖子”問(wèn)題。因此,工程沖突的確認和解決便成為工程創(chuàng )新成功最大的需求。出現“卡脖子”問(wèn)題的根本原因就是存在工程沖突,只要發(fā)現并解決該類(lèi)沖突,“卡脖子”問(wèn)題也會(huì )隨之迎刃而解?!翱ú弊印眴?wèn)題屬于結構不良問(wèn)題或發(fā)明問(wèn)題,發(fā)現和解決該類(lèi)問(wèn)題成為獨特價(jià)值創(chuàng )造的關(guān)鍵。
蘇聯(lián)科學(xué)家根里奇·阿奇舒勒通過(guò)對250萬(wàn)件發(fā)明專(zhuān)利的分析研究,總結歸納出了一套獨特的發(fā)明問(wèn)題解決理論(TRIZ),該理論在蘇聯(lián)軍事、工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域廣泛應用并發(fā)揮了巨大作用。檀潤華團隊將TRIZ加以改進(jìn)和本土化,創(chuàng )立了面向中國企業(yè)需求的工程創(chuàng )新方法(C-TRIZ)。該方法的目標是為各行業(yè)工程師開(kāi)發(fā)與企業(yè)工程傳統方法相融合的新的創(chuàng )新過(guò)程,特別強調了“創(chuàng )新工程師”和“創(chuàng )新適應性專(zhuān)家”在科學(xué)與工程的良性互動(dòng)中扮演的關(guān)鍵角色。
工程科學(xué)人才應“通百藝而專(zhuān)一長(cháng)”
新時(shí)代下優(yōu)秀的工程科學(xué)人才應該有哪些素質(zhì)?中科院力學(xué)所研究員,國科大工程科學(xué)學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工學(xué)院)副院長(cháng)戴蘭宏教授在報告中指出,首先要有家國情懷,愛(ài)國、有責任心;然后是對于工程科學(xué)理念有好的傳承;在數、理、化、工等學(xué)科方面有深厚基礎;在實(shí)驗、計算方面有過(guò)硬技能;具備寬廣視野,適應學(xué)科交叉等要求;最后在人文、哲學(xué)和管理方面還要具有一定知識素養。
2017年,國科大工學(xué)院開(kāi)始招收理論與應用力學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生。戴蘭宏回憶說(shuō),國科大當時(shí)分管本科教育工作的副校長(cháng)席南華院士提出,“不想再建另一個(gè)與北大或清華雷同的專(zhuān)業(yè)”。在這個(gè)思路下,他們廣泛調研加州理工學(xué)院等歐美一流大學(xué)的課程后,結合實(shí)際提出了新的課程體系。
國科大工學(xué)院學(xué)生有10門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課:工程科學(xué)概論、連續介質(zhì)力學(xué)(流、固)、熱力學(xué)與統計物理、設計與制造、熱工基礎、工程科學(xué)中應用數學(xué)方法、系統工程與工程管理概論、現代計算力學(xué)導論、綜合實(shí)驗(力、熱、電部分)和化學(xué)原理。
“這10門(mén)課(的設置)當時(shí)請教了教育部力學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導委員會(huì )的一些專(zhuān)家意見(jiàn),他們覺(jué)得怎么和北大清華力學(xué)專(zhuān)業(yè)都不一樣,有很多疑問(wèn),后來(lái)一聽(tīng)解釋?zhuān)X(jué)得挺好?!贝魈m宏說(shuō),這10門(mén)課程強調數理化及工科基礎、實(shí)驗與計算技能、系統管理和工程科學(xué)思想的傳承。
今年5月,北京市教委公布了北京高校高精尖學(xué)科建設名單,入選的高精尖學(xué)科共99個(gè),國科大工程科學(xué)名列其中。
他表示,國科大工程科學(xué)學(xué)科將從以下兩方面進(jìn)行創(chuàng )新和發(fā)展。第一,從傳統以應用力學(xué)為主導的工程科學(xué)向力、熱、電、數理化、生物、材料、信息、先進(jìn)制造等學(xué)科前沿延伸,并與空天、能源、深海、環(huán)境、交通等重大工程需求緊密結合;第二,將工程科學(xué)與工程哲學(xué)、工程管理深度交叉融合,構建工科專(zhuān)業(yè)新結構,創(chuàng )新工程教育方式與手段。
“通百藝而專(zhuān)一長(cháng)?!贝魈m宏引用英國博物學(xué)家、教育家赫胥黎的話(huà),總結了國科大工程科學(xué)人才的培養目標,“既要有廣闊的知識面,也要有過(guò)硬的本領(lǐng)”。
摘自《中國科學(xué)報》