钱学森技术科学思想助力军民融合创新涌现

钱学森技术科学思想

助力军民融合创新涌现

引言

党的十九大报告提出:“中国特色社会主义进入新时代,意味着近代以来久经磨难的中华民族迎来了从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃,迎来了实现中华民族伟大复兴的光明前景”。对此,我有很深的感触。毛泽东时代,立足站起来,作出了“早打、大打、打核战争”的战略部署,把大量精力和资源投入发展尖端科技上,正是因为我们准备打仗,才能够避免战争,为后来的改革开放赢得和平的大环境。邓小平时代,立足富起来,作出了“和平和发展是当代世界的主题”的论断,把工作重心放到了经济建设上来,综合国力空前增强、人民生活水平不断提高,为中国特色社会主义进入新时代积累了物质基础。习近平时代,立足强起来,发出了“富国和强军相统一”、“构建一体化的国家战略体系和能力”的号召。军民深度融合发展,是站起来、富起来之后,实现“强起来”的第三次飞跃,通往中华民族伟大复兴的必由之路。

当前,我国已迈入实现“第一个百年目标”的冲刺阶段,面临实现中华民族伟大复兴中国梦的关键时期。于此同时,我们面临的国家安全、经济发展、意识形态等各种外部压力和风险挑战急剧增多。同时战胜这“三大挑战”,既要克服有限资源的矛盾,又要统筹物质力量和精神力量;既要在实现军事优势、经济优势的良性循环,又要传承军民团结、一往无前的奋斗精神。军民融合正是战胜三大挑战的最大动力。

我国的军民融合发展,距离总书记提出的一体化国家战略体系和能力相比,还存在相当差距。当前,我们推进军民融合深度发展的主要任务,就是要解决由“浅”到“深”,由“入”转“合”,由“表”及“里”,实现量变到质变的转型和升级。从目前我们国家军民融合发展的实践来看,一方面军民融合确实很“热”,军队各部门和全社会都动起来了,另一方面军民融合“无从下手”的问题还比较突出,甚至出现了“一哄而上、为融合而融合”的苗头和倾向。弥合“生产力”与“战斗力”之间的鸿沟,面临着“不敢融、不会融、融不深、融不透”的困境。

我认为,当前军民之间面临的“鸿沟”,并非因为政策不好、机制不活、动力不足,而是由于理论与实践、技术与产业之间,缺乏一个沟通的桥梁,这就是钱学森所说的“技术科学”。钱学森认为,随着现代自然科学的进步,生产技术发展得越来越复杂,为了直接研究生产中的实际问题,在原来应用科学的基础上,形成了工程技术的科学层次。而随着工程技术的发展,单一靠自然科学的研究成果直接应用到工程技术显得不够,解决工程技术内部的理论问题日益迫切,于是在自然科学与工程技术之间,出现了“技术技术”这一层次,这便是“基础技术与工程技术”的桥梁,这作桥梁专门用来解决技术成果向生产实践转化的问题。

沟通军用尖端技术与社会生产力间的“鸿沟”,关键在填补钱学森所说的“技术科学”的空白。

技术科学在于创造价值,军民融合在于价值的转移和转化。在此,我想就“钱学森技术科学思想助力军民融合创新涌现”阐述一些看法。可以用四个观点来概括:

技术科学是知行合一之“桥”;

转移转化是技术科学之“门”;

系统涌现是转移转化之“路”;

转移平台是系统涌现之“源”。

一、知行合一的桥梁——技术科学

习近平总书记在十九届中央政治局第一次集体学习时,再次强调“空谈误国,实干兴邦”。“谈”与“干”的关系,就是言与行、说与做、理论与实践的关系。正如党的十九大报告所说,既要有想干事、真干事的自觉,又要有会干事、干成事的本领。当年毛泽东写了《实践论》,一大贡献,就是从哲学高度,阐明了理论与实践、知与行的辨证关系;阐明了实践不仅是认识的来源,而且是检验认识的标准;阐明了由感性认识到上升到理性认识,又用理性认识指导革命实践的“两个飞跃”的过程。毛泽东的理论与实践的思想,不仅对中国革命和建设产生了重大影响,而且对人类认识和改造可观世界,也具有十分普遍真理意义。

然而,现代社会的问题,常常是涉及因素众多、关系耦合交织、功能结构复杂的庞大系统工程,毛泽东时代“深入基层、解剖麻雀”的传统的调查研究方法,尽管原理正确,但越来越难以适应复杂问题的需要。即便是信息技术革命不断向纵深推进的今天,我们也常常束手无策,感到非常迷茫。人类认识和改造客观世界的手段,尽管套着现代化的外壳,仍旧没有跳出传统方法的窠臼,存在极大的局限性。

为解决这一问题,钱学森晚年,尝试从科学技术的角度,为弥合“知与行”、“理论与实践之间”的鸿沟,深入分析科学技术系统的结构、内容和规律。他以科学家的开拓创新精神,将人类几乎全部知识系统化,将研究的注意力集中于各种事物和现象的相互联系和作用上,既研究自然系统,也研究社会系统;既考察物质系统,也考察精神系统;既分析客观系统,也分析主观系统。他不仅首创了技术科学的概念,更从哲学、基础科学、技术科学、工程技术等多个层次,搭建了现代科学技术体系,为推动理论和实践相统一,勾画了迄今为止最完备、最系统、最能自圆其说、最具实践张力的蓝图。

(一)“现代科学”的规律

年7月,钱学森在《科学通报》发表了题为《论技术科学》的论文。这篇论文,是我国最早的论及“科学学”文章,也是钱学森论述现代科学技术体系的一篇经典文章。

钱学森认为,从19世纪末、20世纪初开始,科学技术取得了蓬勃的发展,由此进入了现代科学技术发展时期,科学技术的体系出现了许多新特点。

其一,自然科学由单一的基础科学层次发展到基础科学、应用科学和工程科学三个层次,科学技术的层次结构发生了深刻的变化。由于在技术上拥有强大的手段,自然科学向渺观、微观、胀观各个领域全方位发展,深入到对自然界更深层次的本质和规律的揭示,在学科门类上发展得更为齐全,形成了比较完整的体系。同时,随着现代自然科学的进步,生产技术发展得越来越复杂,为了直接研究生产中的实际问题,研制新产品、创造新工艺等,在原来应用科学的基础上,形成了工程技术的科学层次。随着工程技术的发展,单一靠自然科学的理论成果直接应用到工程技术显得不够,解决工程技术内部的理论问题日益迫切,于是在自然科学与工程技术之间出现了技术科学这一层次。

其二,科学技术由单一的自然科学部门发展成为众多的科学技术部门,科学技术的部门结构也发生了深刻的变化。当代社会科学与自然科学相互交叉和渗透成为明显的趋势。许多重大科学技术课题和社会问题的解决,要求自然科学、社会科学的各主要部门进行多方面的广泛合作,综合运用各学科的方法和知识。当代社会科学的各分支学科也不断诞生和完善,其内在结构也日益清晰。例如,20世纪40年代开始,以系统为对象的学科群迅速崛起,逐渐形成了系统科学。系统科学强调从系统整体、动态等观点出发,如实地把研究对象视为完整的有机体和复杂系统,把定性和定量结合起来分析和处理问题,从而为现代科学技术的研究提供了一套崭新的方法论原则和程序。

其三,交叉学科不断涌现,科学技术的整体化日益明显。现代科学技术的发展,在各个科学技术部门,内部及各个部门之间相互交叉,相互渗透,出现了许多交叉科学。科学技术日益显现出其整体性,科学技术整体化的结果,产生了一系列综合学科和横断学科。这些学科的出现,使传统学科之间的鸿沟被填平了,也使现代科学技术更加紧密地联系为一个整体。第二次世界大战以来,科学技术一方面高度分化,成立了许多新的部门;另一方面又高度综合,形成严密的结构体系。正是在这样的现代科学技术蓬勃发展的历史背景下,钱学森开始探索科学学和科学技术体系,创造性地提出了现代科学技术的体系结构,并不断更新完善。

(二)“三层两桥”的框架

钱学森认为,从系统的整体性观点出发,现代科学技术是一个整体,不是分割的。这种整体性表现在各个科学部门的研究对象都是同一个客观世界,这是各学科的共性。各科学部门之间的“不同之处仅在于观察问题,研究问题的侧面,侧重点不一样”。钱学森认为,应当按照研究客观世界的着眼点或角度来划分,并从系统观出发认为“世界上的一切理论,都是一层一层地概括”,现代科学技术也具有层次结构。

钱学森运用典型的研究法,剖析了自然科学的层次结构。从自然科学归纳出来的体系结构具备普遍意义,即“三个层次两座桥梁”的结构模式。

第一层:基础科学层,是认识客观世界的基本理论。基础科学是综合提炼具体学科领域内各种现象的性质和较为普遍的原理、原则、规律等而形成的基本理论,其研究侧重在认识世界过程中,进行新探索、获得新知识、发现新规律,形成更为深刻的理论,它是技术科学、工程技术发展的先导,也是衡量一个国家科技水平与实力的重要标志。

第二层,技术科学层,是工程技术共用的各种理论,是沟通基础科学与工程技术的桥梁。技术科学是20世纪初至第二次世界大战前,才在科学与技术之间涌现出的一个中间层次。它侧重揭示现象的机制、层次、关系等的实质,并提炼工程技术中普遍适用的原则、规律和方法。主要是如何将基础科学准确便捷地应用于工程实施的学问,它是科学技术转化为社会生产力的关键。

第三层,工程技术层,是直接改造客观的知识。工程技术侧重将基础科学和技术科学知识应用于实践活动,并在具体工程实践中,总结经验、创造新技术、新方法,使科学技术迅速成为社会生产力的学问。工程科学的发展,也必将丰富、完善技术科学、基础科学,它是技术科学、基础科学发展的根本动力。

此外,还有一个科学技术连接马克思主义的桥梁,对应于该学科部门的哲学分论,共同构成马克思主义哲学的主要内容和科学基础。钱学森认为:马克思主义哲学是人类智慧的结晶,居于科学技术及知识体系之首,要建立以马克思主义哲学为最高概括的科学技术体系。而每个科学门类,都有一个马克思主义哲学的分支用于指导其发展,这是该学科在哲学层面的最高指导原则。

综上,钱学森将现代科学技术归纳为“一个核心”(马克思主义哲学)、“三个层次”、“十一大部门”,每个部门由两座桥梁连接贯通。构造这个严密的体系不是目的,其目的是为了更好地对科学本身进行研究,以推动科学技术朝着更加有效、更加有利于人类自身生存的方向发展。

(三)“普遍适用”的真理

钱学森通过后来的一系列的论述和论据,证明了这个科学技术体系的完备性与合理性。

从系统论的层次结构原理来看,一切复杂系统都是按等级层次方式组织起来的,各大部门的科学技术体系都是复杂系统,应具有等级层次的结构模式。从系统论的同构性原理看,自然科学、社会科学、数学科学以及其他科学技术部门,作为人类科学知识总体中的不同类别,必有相同的结构模式。

从科学学和认识论的原理来看,人类的知识都是从实践中产生出来的,经过逐步抽象概括,形成若干普遍性和概括性的不同层次。每个门类都应有直接用于改造客观世界的知识,这些工程技术都有其直接的理论根据,各种具体理论进一步概括都会形成更普遍的基础理论,都通过一定的桥梁通向哲学层次。

从经验事实来看,该模式符合客观事实。钱学森具体考察了社会科学、数学科学、系统科学、思维科学等这些经过长期发展的知识门类,揭示出它们都具有“三个层次两座桥梁”的结构模式。在钱学森的三个层次的理论框架中,他认为层次之间的关系和影响是双向的、统一的,每个部门都有众多的学科,并按照一定的结构模式组织成学科结构体系,这就是科学技术门类的学科结构。

钱学森现代科学技术体系的“矩阵式”结构假说,把到目前为止全部知识学科都排定了其相应的位置,科学、合理地解释了每一门学科在整个科学体系中的地位以及与其他学科的联系和区别,因此能找到整个科学技术体系的薄弱环节,预测科学技术的发展趋势。钱学森对现代科学技术体系中的各门学科的定位、性质、内容、发展方向等都有自己的看法,甚至比专门从事该学科的专家学者还看得深、望得远。

二、技术科学的目的——转移转化

如前所述,技术科学是研究如何将基础技术更准确便捷地应用于工程实施的学问,是推动科技成果扩散、流动、共享、应用,最终实现经济与社会价值的关键。它的标志科技成果资本化产业化,目的是国家创新体系整体效能的提升、全社会创新创业活力的爆发。

鉴于我国特殊的国情,我国尖端技术很大一部分集中在国防科技工业。但我国国防科研项目成果中,只有5%申请了专利,在申请的专利技术中仅有10%-20%最终转化到商业生产,远低于世界发达国家50%-60%的转化率。不少技术成果被束之高阁。迫切需要解决三个方面的问题。

(一)解决不能转的政策问题

国防专利制度“重保密、轻解密”,缺少制度性的解密安排,阻碍了大量有价值的国防专利转移转化。年4月,军委装备发展部知识产权局集中解密了余件国防专利,这是国防专利制度建立30多年来的首次集中解密。此前的30年间,只解密了4件国防专利,且均是经国防专利人请求解密的,国防专利局主动解密的工作根本就没有开展。究其根本原因,就是“解密从严、保密从延”的制度使然。保密从严,是指从专利申请、受理、审查到转让和实施,在各环节都有严格的保密程序规定,且《保密法》与《国防专利条例》对定密过松、保密期过短等规定了严格的惩戒制度;解密从延,是指国防专利解密制度过于粗略,缺乏具体的操作标准和细则,而且对定密人的工作缺乏科学合理的考核机制,对定密过严、密期过长的行为后果没有任何处理措施,导致相关人员在实践操作中,因害怕解密失误承担相应的责任,畏首畏尾、动辄搁置、不敢轻易解密。“解密从严、保密从延”的缺陷常使有价值的国防专利因长期保密而无法推广实施,产生了大量“沉睡”的专利,挫伤了相关人员转化国防专利的积极性,阻碍了太空领域国防科技成果向民用领域的转移进程。

解决这一问题,需要建立国防专利定期解密的长效机制。一是缩短国防专利的解密年限,建议规定一般国防专利保密期限为3年,期满之后如需继续保密,需要提出专门申请,否则就自动转为普通专利。二是由国防知识产权局会同有关部门研究制定具体的解密标准,解密的标准应尽可能量化,为国防专利管理人员提供更具可操作性的解密依据,使之不再因害怕担责而动辄搁置解密工作。三是建立对解密工作的评价考核机制,对定密过严、密期过长、不按照规定及时定期解密的管理人员,采取相应考核措施。

(二)解决不愿转的动力问题

对国防专利转化者的权益保障制度有待进一步明确。国防专利权人主要是国有军工企事业单位或军队单位,这些单位核心主业是军工科研生产任务,考核导向、资源配置必须优先保障型号任务,不可能在专利转化上投入主要精力。这就必须依靠专门的转化团队或单位外部力量来推动转化。但是,由于国防专利的特殊性,对于如何落实《中华人民共和国促进科技成果转化法》、给予国防专利转化者奖励和报酬,尚没有完善的制度安排。尽管国防科工局出台了《关于促进国防科技工业科技成果转化的若干意见》,并对转化实施人给予报酬的方式、数额比例等作了明确规定,但仅限于“国防科工局、国务院其他有关部门以及地方人民政府有关部门管理并给予经费支持”的科技成果。军队尚无类似保障科技成果转化者权益的有关明确政策。多头管理以及激励机制的不健全,使得国防专利职务发明人或转化者的权益不能得到有效保障,难以激发转化太空领域国防专利的积极性。

解决这一问题,需要军队和国家有关部门联合制定完善促进国防科技成果转化的制度,为国防专利权人和转化实施者的权益提供更有效的保障。例如,明确规定国防科技成果完成人、转化实施者在转让、作价投资、合作实施转化科技成果中获得报酬的方式和金额比例。

(三)解决不会转的方法问题

以航天领域为例,缺乏对分布在航天各大院所的国防专利进行组合化、集成化转移应用的统一机构和力量。在推动航天国防专利转化中,我们经过大量的市场调研,发现单项的技术转化很难得到实际应用,需要对多项技术进行关联性、组合化、打包式的转化,并推动二次开发和再创新,才能有效服务企业技术改造和产业转型升级的需求。由于所需专利分布在航天领域多家甚至十多家单位,很难由某一家单位或需求方来主导推动,只有在航天企业集团层面进行统筹协调,才能提高效率、形成合力。而是否在国家或企业集团层面设立这一职能、由谁承担这一职能尚不明确。

为解决这一问题,需要尽快落实国务院《国家技术转移体系建设方案》提出的“开展军民融合国家专利运营试点,探索建立国家军民融合技术转移中心”的要求,加强政策引导,把军工集团作为军民融合产业发展的试点单位,支持其在集团层面建立推动国防专利防专利转化项目群。技术转化的统一机构和队伍,着力打造引领性的航天强国。

三、转移转化的本质——系统涌现

当前,新一轮科技革命和产业变革正孕育兴起,国与国之间的科技竞争,不仅要看谁能抢先发展,更要看谁能在技术转化运用上做得更好。这就像接力赛,实现技术突破是跑好了第一棒,转化运用就是下一棒;如果下一棒没有人接,科技成果再耀眼也变不成生产力。推动尖端技术转移转化,有两种发展路线可供选择,一种是“一马当先”的发展路线,就是把单项技术做精、做深、做专,实现推广和转移应用;另一种是“万马奔腾”发展路线,就是技术群体的集成、杂交、聚变,用系统的观点、思路、方法,实现整体涌现、群体突破。审视我国尖端技术转移的现状,我们往往采取了前一种方式,由某个军工单位的某个部门,推动某项技术的转移转化。单独的产品性能,可能是优越,可一旦走向市场,效果都不好,并没有形成市场竞争力和占有率。这说明,技术转化还需要解放思想、更新观念,采取“万成奔腾”的发展模式,着眼理论、技术、工程、产业、市场全链条布局,实现系统涌现和跃升。这是个复杂的系统工程,需要系统工程的方法来解决。

大家知道,钱学森是我国航天和国防科技事业的奠基人。但大家可能不了解,“系统工程”才是钱老一生中矢志不渝的最大追求。年,国务院、中央军委授予钱学森“国家杰出贡献科学家”荣誉称号。这是共和国历史上授予中国科学家的最高荣誉,而钱学森是这一荣誉迄今为止唯一一位获得者。在颁奖仪式上,钱学森动情地说:“刚才各位领导讲钱学森如何如何,那都是千千万万人劳动的成果。我本人只是沧海一栗,渺小得很。真正伟大的是中国人民,是中国共产党,是中华人民共和国。”但是很少有人知道,钱学森在后来还说过这样一句话:“‘两弹一星’工程所依据的都是成熟理论,我只是把别人和我经过实践证明可行的成熟技术拿过来用,这个没有什么了不起,只要国家需要我就应该这样做,系统工程与总体部思想才是我一生追求的”。钱老一生谦恭,从不自诩,但对系统工程、对总体设计部思想,他十分自豪的称之为“中国人的发明”、“前无古人的方法”、“是我们的命根子”。

钱老所说的系统工程思想,恰恰是他在美国20年奠基、在中国航天近30年实践、毕生近70年学术研究所形成的智库撒手锏,是“钱学森智库”的核心思想。人们不熟悉的是,早在20世纪50年代之前,钱学森在美国取得的研究成果,已经使他蜚声世界。他第一个促进了火箭喷气推进技术在航空领域应用,年,他与加州理工学院的同事一道,成功研制了火箭助推重型轰炸机起飞的装置,为第二次世界大战的胜利作出了贡献。他第一个提出“火箭客机”的概念,他在年所作的题为《火箭作为高速运载工具的前景》报告,在美国取得了空前轰动效应,为世界上首个航天飞机的诞生奠定了理论基础。他第一个提出“物理力学”,即促进了量子力学、应用力学、原子力学发展的全新学科,并主导完成了大量开创性工作。他第一个提出“工程控制论”,创造性的将控制论、运筹学、信息论结合起来,为钱学森系统工程的诞生奠定了基础。尤为重要的是,年,钱学森学作为美国国防部34人“科学咨询团的重要成员,而且是唯一的非美国裔成员,执笔撰写了《迈向新高度》报告13卷中的7卷,以及大部分的技术附录。这一报告勾画了美国火箭、导弹、飞机未来50年得发展蓝图,被誉为“奠定美国在军事领域绝对领先地位的基础理论之作”。美国陆军航空兵司令亨利·阿诺德专门致信钱学森,对其杰出贡献给予了充分肯定与赞扬。后来,曾准确预测抗美援朝、苏联解体的顶级智库兰德公司(RAND),即肇始于钱学森所在的国防部科学咨询团。可以说,钱学森不仅是导弹和航天飞机的创始人之一,也是现代智库的创始人之一。钱老早期的重要著作《工程控制论,虽然艰深难懂,但不乏许多颠覆性的思想,例如,“用不完全可靠的元件能够组成高可靠的系统”,被认为是现代系统科学发展的开山制作,引起了世界科技界、哲学界的广泛







































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