工程与科学技术的融合共进论工程在创新驱动发展中的作用和意义（下）

栾恩杰/文

以重大工程带动科学技术发展是我国推动自主创新的成功经验

关于重大工程在“创新推动发展”中的意义，以我国航天工业的发展为例：中国的航天纪念日定在10月8 日，那是由于1956 年10 月8 日组建国防部第五研究院，标志着中国航天事业正式拉开帷幕。

1956 年—1963 年，在苏联帮助下，引进了短程地地、地空、舰舰、潜地四种导弹的样品，开始了仿制阶段。

东风2 号导弹

待到1960 年代，苏联撤走在华1300 余名专家，中断了两国科技合作，逼着我们必须走独立自主研发的道路，我们可以将这段过程称为仿制阶段（8 年）。

1964 年—1972 年，落实十二年科学规划，进行了中近程导弹、中程导弹、中远程导弹和远程导弹独立自主研发。我们将这8 年时间称为“八年四弹”。两弹一星获得成功，我们可以称其为独立自主研发阶段。

1973 年—2013 年，这40 年经过“文革”和改革开放，时间跨度大。这段时期主要是以跟踪世界先进国家的发展脉络，缩小其差距，填补我们在航天领域的科技空白为目标，完成了导弹的型谱化发展和航天产业的形成，实现了国防能力的提升和空间活动的成就。921 工程、嫦娥工程、北斗工程、高分工程，取得了辉煌业绩，这个阶段可以称为跟踪发展阶段。

2013 年至今，从党的十八大开始，我国航天与祖国社会主义现代化建设同步进入了创新驱动发展的新时期。这个时期我国航天发展的特点是：总体上我们已跻身于世界航天大国行列，型号谱系基本完整，技术及战术指标已接近国际先进水平，某些领域某些技术已经得到重大突破，进入了国际领先位置。

近五年来，我们取得了一系列成就，长征五号大型运载火箭发射升空，天舟一号、天宫二号遨游太空，嫦娥四号着陆月背，北斗系统服务全球，“东五”超大容量地球静止轨道卫星平台完成研制，高分工程不断取得突破（亚米高分辨率光学星、米级高分辨率雷达星、静止轨道遥感星等），高通量通信星等先进卫星陆续发射运行。

天宫二号在厂房

面向未来，我们的任务是：整体性达到国际水平，大部分要达到国际先进水平，一些关键重要技术要有所突破，有所创新，为人类的科技发展、航天事业的进步做出创造性贡献。这里讲的创新驱动不是一个方向性的趋势，而是有基础支撑的，是现实的，经过努力是可以达到的。

从仿制（1956 年—）→独立自主研制（1964 年—）→跟踪发展（1973 年—）→创新驱动发展（2013 年—），中国航天63年的历程，我们可以看到一个清晰的脉络。那就是以重大工程带动科学技术发展，在我们这样的发展中国家走的是一条成功的道路。

设想，如果我们没有举全国之力抓“两弹一星”工程，如果我们不及时树立独立自主观念，不抓“八年四弹”工程，如果我们不奋起直追进行“921 工程”和“嫦娥工程”…… 就不会有创新驱动发展的今天！

在科技落后的旧中国连火柴都是“洋”的，在这样的起点上开拔的中国科技，必然会有一个相当长的跟踪发展阶段，而在跟踪发展中采用工程带动则是一个重大的抉择。

中国航天只是工程带动科学技术发展的一个缩影。回顾整个国防科技工业，在一系列重大工程牵引带动下，我们取得令世界瞩目的辉煌成就。特别是党的十八大以来，国防科技工业积极助力国防科技创新，重大科技工程实现了新跨越。

在科技发展已经达到相当进步的今天，是否就不需要以工程来带动科技发展了呢？我认为，在我们这个发展中国家的发展过程中，我们仍应当坚持以重大工程带动这条成功之路，但在这个阶段应当加上一项“要将基础科研按其本身的特点并吸纳抓重大工程的成功经验制定其发展规划”这句话。这让我想起我国在制定1956-1969 年科技发展规划时，当规划小组提出“以任务带动学科”的口号时，周总理曾询问：“还有一些任务带不起来的学科怎么办？”并说“是不是再补充一个基础科学的规划。”我认为这两段话是我们在创新驱动中必须坚持的两个重点方向。

所以，我认为，以工程带动科技发展是当前各国推进科技发展和社会进步的重要引擎，在我们创新驱动发展中具有重大的作用。

当代工程师的使命

党的十九大提出“加快建设创新型国家”。习总书记在十九大报告中指出：“加强应用基础研究，拓展实施国家科技重大项目，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字强国、智慧社会提供有力支撑。”当前，国家对战略科技支撑的需求比以往任何时候都更加强烈，必须进一步强化重大工程的战略引领作用。

紧贴国家战略需求和经济建设需求抓重大工程。习总书记2018 年在两院院士大会上指出“要把满足人民对美好生活的向往作为科技创新的落脚点”。工程师的职责就是为了使人们生活得更美好，要脚踏实地，让所从事的每一项工程都能让世界变得更美丽，人民生活得更美好。

工程师所描绘的每一座桥梁、大厦，每一条铁路、公路、空中和海上的航线，都似一条条彩练把人们生存的家园装扮得多姿多彩。工程师的画笔挥在陆地，那就是美丽的城市乡村；挥在蓝天，那就是一架架翱翔的银鹰；挥在大海，那就是一艘艘远航的“方舟”；挥在宇宙，就构造起一座座“星辰”。科学使人类逐渐地认识我们的宇宙和自身，技术使我们自身的实践和生存能力不断地增强；而一项项工程在不断地实现着我们人类的梦想。简而言之，科学是“认识”，技术是“能力”，而工程则是“实现”。就这个意义而言，今天我们所享用的一切，无不是人类工程实践的结果，无不是工程师们心血的杰作。

这里讲到的“工程”，要满足国家战略需求和经济建设需求，不是科幻中的“理想工程”。比如有学者谈人类移居火星，去月球采矿取回用之不尽的氦-3，这就不合时宜。人类已经把一个适合居住的地球搞得污水、污山、污地、污气，当务之急是保护好我们的地球家园。我们还没有资格去改造别的星球，我也不相信会把别的星球搞好。

工程师要迎着当代的民生难点课题进军。科技进步将我们人类社会推到了信息化时代、高科技时代，同时把我们也带进了为科技进步和工程建设而付出各种代价的报复中。我们应该重新审视我们所进行的各种活动，在更清醒的层面去面对我们不愿意看到的现实。

譬如，我们必须回答：雾霾从何而来？它绝非一二个简单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，我们要以系统工程处置的理念去应对这类严峻挑战，这应该是科学—技术—工程的无首尾逻辑的综合运用，是科学家与工程师的携手行动。

重大工程的启动论证要充分。系统工程实施的第一步是工程需求论证，而复杂工程系统的需求论证是全域性的，它可能牵扯到技术、经济、社会的诸多方面，如果这项论证工作完成得不好，它所产生的损失将是巨大的。

以铱星为例：“铱星”星座是世界上第一个投入使用的大型低轨移动通信卫星系统，耗资50 亿美元，历时10 余年建成。运行仅14 个月，2000 年3 月铱星公司宣告破产，同时停止向用户提供服务。究其原因，是论证不完整，市场定义不当，手机笨重，决策失误。

再看美国NASA 提出单级入轨的空天飞机（X-30）计划，1986 年启动这项计划，在其关键技术——超声速冲压式发动机仍无着落情况下，花费了三十亿美元的资金后，不得不在第10 年的1995 年下马。注意，NASA 在基础性关键技术尚未突破的情况下启动工程，导致失败。它告诫我们，高新技术的成功，到实际应用或产业化，仍有相当遥远的距离，这点在工程论证时要充分估计到。

关于工程系统和系统工程。钱学森院士说：“工程这个词，18 世纪在欧洲出现，本来指作战兵器的制造和执行服务于军事目的的工作。”在中国，工程这个词的采用可能更早些，有文献说是在南北朝。而现在称之为工程，往往是指那些周期长，影响深，投入较大人力、物力、财力的项目，而非一般的工作或任务。而这类工程往往是多学科交叉的复杂系统，要完成这种复杂的工程系统，则需要有一整套系统的组织和管理，我们将这套组织和管理称为系统工程。所以系统工程在“进行跨学科、跨领域、跨层次的交叉性、综合性和整体性研究与实践上具有非常重要的意义”（见《钱学森文集》）。

“海翼”号水下滑翔机

如何保证工程目标的实现，且完美地实现，是系统工程所以成为“组织管理系统的技术”（钱学森语）的关键。在中国航天工程的五十余年实践中，已经有了较为成熟的积累，如果没有我们自己的亲历实践，就不会形成我们自己的系统工程学。正如钱学森院士说：“我必须说，在1978 年以前，对于什么系统、系统科学、系统工程，什么运筹学这些东西，我也是糊里糊涂的，并不清楚，仅仅是感到有那么些事要干”（见《钱学森文集》）。

认识总结国内外航天工程实践的经验和教训，不断完善我们的知识和本领，用系统工程的理念和概念，用系统工程的经验和方法，依系统工程的程序和原则来指导工程实践是我们航天工程成功的基本经验。

我在说系统工程理念时，不是一种表达性语句，如“某工程是复杂的系统工程”，而是讲它所具有的理性认识后的内容，如一项重大工程系统的系统工程，它必然要包括“非拥护性评审”（Non-advocate Review，NAR），它是系统工程运行当中，不止一次进行的必需的程序。而我看到的，或者有些工程失效后的教训都可以看到，它们缺少这个程序，或者并不认真地进行这个程序，甚至连“非拥护性评审”这个程序都没做过，反倒是有丰富的支持性的论据和多数的拥护性表述。

再者，任何一项工程，特别是重大工程，它一定会伴生着相应的机会成本的付出，我们在社会性系统的建设中，更要注重机会成本的权衡。

我在《航天系统工程运行》书中所讲系统工程的8 条综合规划即是其表述，其主要内容是：（1）工程对自然资源的耗费；（2）自然资源的无竭和有竭；（3）工程的伴生物分析；（4）污染的社会可承受性；（5）工程的有污责任；（6）工程的能耗责任；（7）工程的社会责任行动；（8）工程的“食物链”设计。世上没有只有好处、没有坏处的事情存在，我们需要的是扬其善、抑其恶。这方面的例子我们已经承受了很多！

华龙一号核电站

工程师要为强国建设发挥重要作用。习总书记在十九大上提出：把我国建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。我们从事工程、科学、技术的每一位同志都肩负重任。国防科技工业在制造强国、航天强国、海洋强国、交通强国、网络强国的建设中，要发挥关键作用。

近几年，在国防科技工业领域，通过重大工程包括国家重大科技专项的实施，C919大型客机飞上蓝天，两艘国产航母先后下水，“海翼”号深海滑翔机完成深海观测，大型水陆两栖飞机水上首飞，嫦娥四号探测器成功着陆月背，北斗导航系统提前2 年提供全球定位服务。我们还在三代核电站（华龙一号）建设、歼20 和运20 军机、预警机、无人机、大型驱逐舰等领域取得了重大成就。未来，我们尤其要在人工智能、先进制造等领域不断探索和突破，为建设制造强国做出更重要的贡献。这是国防科技工业战线上工程师的职责和使命。