《科学中国人》2009年报道:
可持续发展、工程哲学与自主创新
中国工程院院士、英国皇家工程院院士、香港大学荣誉教授——陈清泉
一、 全球可持续发展
现在地球的二氧化碳越来越多,地球上的水温逐渐升高,怎么挽救我们的地球?地球如何可持续发展?这个问题越来越受到关注。美国女科学家在《寂静的春天》文章中谈到人和自然如何和谐相处,其实就是全球可持续发展问题。
二、科学、工程、技术、创新
为什么近代科技在西欧发生?我认为是因为文艺复兴解放了人的思想,产生了科学家,思考地球是怎么来的?瓦特发明蒸汽机,爆发了工业革命;工业时代之后随之进入个性化、移动化、网络化的信息时代、以及生物基因和纳米时代。纳米和生物技术是一种把科学、工程、技术、文艺艺术融合起来的融合技术,航天、袁隆平的杂交水稻实际上都是融合技术。我认为,信息技术、生物技术和纳米技术相融合将开辟未来技术发展的道路。
现在探讨什么是科学,什么是工程?总的说来,科学家是为了好奇,可工程是要完成目标的。科学是认识世界,工程是改造世界,使世界更加美好。科学是个体活动,工程是集体行为;科学要解释为什么,目标是追求第一,工程是要明白为了什么,目标是要追求最好。
近代科学诞生之初,并没有显示出重大的实用价值。近代科学家们基本认为,科学是有关自然、社会和意识的系统而符合理性的知识体系。科学的本质体现在发现新现象,提出新问题,创造新知识,建立新的理论和方法。科学的价值首先体现在对客观世界的正确认识与合理解释上。近现代科学的某些成果,它们的价值也并未都直接体现为现实生产力,而基本体现在认知层面,体现在对真理的追求,对世界的合理性解释。科学的认知价值,曾经而且依然体现在对人类思想解放的推动。历史表明,人类文明的进步首先要有人类思想新的解放。近代科学所特有的注重实证,倡导理性和批判质疑精神,成了启蒙运动思想的核心要素,为推动欧洲社会告别神权迷信和封建统治,进入现代文明社会,发挥了重要的作用。正是由于哥白尼天文学、开普勒天体运动力学、牛顿力学等,使人类形成了对宇宙的唯物论认知;正是由于达尔文的进化论,人类开始从运动、相互作用和发展变化的角度看待生物与人类的起源及进化,形成了科学的生命观;正是由于心理学和认知科学的发展,人类对自身的意识有了更加系统、科学的认知,推动了唯物辩证科学认识论的形成;正是由于普朗克的量子论、爱因斯坦的相对论、玻尔的原子论、薛定谔和狄拉克的量子力学,人类的认知深入到微观快速运动的物质世界,拓展到广袤的宇宙和宇宙诞生之初,形成了人类新的物质观、宇宙观和时空观。综上,科学是以发现为核心,是对自然的本质及其运行规律的探索、发现和揭示,并归纳为真理。科学家的探索往往是出于好奇心,并没有明确的实用目的。
技术是以发明为核心,改善人类社会生活的手段,可以是产品,过程,方法等,讲求技巧。技术本质上是人类生存与发展的方式,从它诞生之初就体现出推进人类物质文明进步、保障人类生存和发展的价值。如火的发明,使人类掌握了抵御寒冷的武器,扩大了人类的活动时空;农耕技术的发明,使人类开始有了相对稳定的衣食来源,并进而带动物质交换、社会组织等文明形态的出现; 蒸汽机的发明与使用,纺织机等工作机械的发明与改良,拉开了工业社会的序幕; 电动机的发明,电力的使用,又将人类带入电气化时代;
工程是集成科学和技术解决实际问题。工程是利用科学原理和技术在一定边界条件下进行集成优化和综合优化;有目的地完成设计、构建、运行等项目。工程具有系统性、复杂性、交叉性、综合性等特征。工程是社会经济发展的发动机。随着社会经济的急速发展,工程师的任务:一方面要了解科学家有什么新发现,另一方面更要了解社会有什么需求,不仅把科学家的发现和社会的需求联系起来;把知识,行动和道德结合起来,而且明确应该做什么,不应该做什么,同时还要不断拓宽基础,拓宽视野,拓宽使命感。
创新是具有新的技术而又获市场接受,创造价值。创新就是把新技术工程化和商业化。是成功地提出新事物,它必须有相当技术含量,并商业上成功。
以下是我关于科学、技术、工程、创新关系的归纳:
科学S=技术T
科学S+工程E=技术T
技术T=创新I
技术T+工程E+市场M=创新
三、工程哲学
工程哲学的核心是深刻理解科学、技术、工程和创新的相互联系和特征。工程哲学的灵魂是理论联系实际,集成优化和研-学-产结合。
工程哲学的灵魂是系统的集成优化。系统集成设计有六个思想原则:一是辩论、定义、修订和追求目标:系统有能力完成目标,结果印证措施的正确性。二是整体思想:整体大于个体的总和,个体大于整体的分解。三是创造性:看到树木之前,先看到森林。四是遵守学科程序:分而攻之,合而治之。五是考虑人的因素:人是会犯错误的,需要反馈监管机制。六是管理项目和团队精神:大家为人人,人人为大家。其中二、三、四是思想方法问题。东方的思维方法一般来说,东方优势在于综合分析,儒家天人合一,西方则是善于分析,第五和第六是管理问题。
四、知识系统工程
我认为,知识系统的功能应该是:高效率高效能地获取和组织知识;能够有效地保存和保护知识;能适时将知识传播到适当的地方给适当的人;能高效率高效能地创造新知识;能按市场规律经营管理知识资产;能营造和加强有利于知识生成、转移、使用的组织文化。
知识系统既不同于物流系统、能源系统又不同于信息系统之处,在于知识的抽象性、扩散性、延续性、累积性、可重用性、可外化性等。
隐性的知识(意会性知识)是靠个人体验、领悟而获得,人们无法对它进行言传表述。其中一部分是靠形体动作获得与间接传授的。另一部分则是在一定的知识基础上感悟而获得的。人们常常关注的是显性知识,对隐性知识未予重视,甚至有时会损害或妨碍它的获取、传播和应用。但是人类的知识中相当一部分是无法用语言文字表达的。国外的学者常引用Polanyi说的“我们所知道的,总是比我们所说出来的多”。其实我国2000多年前解释《易经》的《易传》中就提到过:“书不尽言,言不尽意”。
知识系统的开发步骤可分为五个:一、战略规划阶段:从组织的总体战略出发,研究制定相应的知识战略。结合组织的愿景、使命、目标和战略措施,确定对知识系统的要求,从而制定知识系统的任务和目标。对照当前情况,找出差距,确定战略措施。二、系统规划设计阶段:进行知识运作与知识管理流程规划,确定组织架构,明确系统与各部分的功能。对于人际关系系统与技术系统进行设计。三、项目实施阶段:采取组织措施,组织相应的团队与人员;并采取技术措施,准备工具,实现所规划、设计的系统,或者改造原来的系统。四、项目的验收、评价阶段:确定验收与评估指标,收集并分析有关数据,做出结论,提出改进意见。五、项目运行的监控与改进阶段:跟踪项目的运行,随时改进。
自主创新是企业生存与发展的关键因素。创新过程是一个知识转化与生成的过程。知识有显性与隐性两类:显性知识能够以形式化语言表述,能够以数据、公式、规范、导则等形式进行共享,容易处理、传递、保存。隐性知识则是高度因人而异的、很难用语言表达的知识,植根于人的行动、工作步骤、习惯、思路、价值观和情绪之中。
在创新过程中,不但要使用现有的知识,而且在解决新的问题时还会创造新的知识。组织的创新是由企业内外许多个人的知识相互作用、转化成组织知识发挥作用而实现的。隐性知识也要转化为显性知识并嵌入创新对象之中。
五、国家创新孵化系统
技术创业的成败决定于种子(技术或商业模式,创业者)向苗木(商品,创业企业)质变过程中,组织胚胎(企业组织)和土壤(创业政策、环境)的相容性;
技术企业创业的成败主要取决于:技术创业者的企业家精神;公共政策的有效性,包括直接资助技术第一次商品化(创新基金)、通过股权激励或补贴,促进投资机构对于种子期技术企业的投入、(SBIC,SEEDS,NMVP)等、通过专项补贴,促进银行机构对于种子期技术企业的信贷担保、(7(a),504)等;技术创业的公共平台支撑;技术创业项目的市场价值(技术创新水平和商业模式);资本和经验的易获得性。
创新型工程科技人才,是指具有创新特质的工程科技人才。具有这样几个特征:第一,有深厚而扎实的基础知识,了解本专业的最新科学成就和发展趋势,了解相邻学科及必要的横向学科知识;第二,有敏锐的观察力,能够从本源上发现重大问题,准确把握科技发展趋势,及时发现他人没有发现的东西;第三,具有严谨的科学思维能力和对事物做出系统、综合分析与准确判断的能力;第四,具有敢于创新的勇气和善于创新的能力,要敢于面对困难,走别人没有走过的道路,同时又要符合科学思维规律。我们的高等教育需要改革,向世界一流大学迈进。
最后,我认为实现科学发展观要树立人本观、发展观、协调观和持续观。(本文根据相关资料整理)