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【深度视角】黄志澄:钱学森科技创新思想的支柱、内涵与特点

黄志澄:钱学森科技创新思想的支柱、内涵与特点

文章来源:远望智库   2019-01-07  文章类型:转载   内容分类:深度资讯



钱学森科技创新思想的支柱、内涵与特点

远望智库高级研究员   黄志澄

 

       钱学森的一生,是为中国的“两弹一星”作出杰出贡献的一生,他开创的中国航天事业与中国国防科技事业的成就,是中华民族复兴历程中的一座丰碑。钱学森的一生,是创新的一生,他科学上不断从一个高度攀登到一个新的高度,科学探索永不停息。他用自己的科技创新实践和在系统科学和思维科学上的创新,丰富了人类关于科技创新的理论。因此,在我国新一轮科技创新高潮即将来临之际,弘扬钱学森先生的科技创新思想,分析钱学森科技创新思想的支柱、内涵与特点,对我们建设创新中国,将提供十分有益的启示。

 

一、钱学森科技创新思想的支柱

       从钱学森科技创新思想的萌芽、形成、成熟和发展的四个阶段来看,钱学森晚年对系统科学和思维科学的贡献,既和钱学森早年科技创新思想一脉相承,又成为钱学森科技创新思想发展的两个理论支柱。

1.开放的复杂巨系统的系统科学理论

       钱学森认为。“开放的复杂巨系统”指的是:“系统与周围的环境有物质、能量、信息等的交换,并包含诸多的子系统,这些子系统之间有层次结构,各层次结构之间存在复杂的关系,而且每个子系统既参与系统的整体行为活动,又受系统和环境的影响,形成复杂的相互作用,具有高度非线性。”这种开放式的复杂巨系统不可能只包含单一的子系统,而是具备多个子系统交互的特征,它沿着由低级到高级、由简单到复杂螺旋式上升的轨迹不断发展变化,从而获得复杂性。面对开放式的复杂巨系统只依靠传统意义上的某个学科、某种技术是不足以处理的。归纳出开放的复杂巨系统理论与研究方法,有助于站在更高的层次来剖析事物,解决问题。而将现代科学技术体系或其他研究对象定义为开放的复杂巨系统,便于采用相同的范式以及普通原则来研究。这对于我们从复杂性的角度共享资源,减少常识研究,具有重要的意义。

 2.“量智”与“性智”辩证统一的思维科学理论

        恩格斯认为:“每一个时代的理论思维,都是一种历史的产物,在不同的时代具有非常不同的形式,并因而具有非常不同的内容。因此,关于思维的科学,和其他任何科学一样,是一种历史的科学,关于人的思维的历史发展的科学” 。

       晚年的钱学森十分关注和重视思维科学的探索和研究,他不断地吸收各种科学思维研究的成果,分析各种思维方式和方法的特点与价值。钱学森借鉴哲学家熊十力的观点,把智慧分为“性智”、“量智”(即逻辑思维和形象思维)。他对两者的关系做了如下描述,他提出:“这样看思维学只有三个部分:逻辑思维-微观法;形象思维-宏观法;创造思维-微观与宏观的结合。创造思维才是智慧的源泉,逻辑思维和形象思维都是手段。” 钱学森认为,各种科学的知识是性智、量智的结合,唯一的差异在于性智、量智所占比例的大小,因此它们是两者辩证性的统一。这里我们还必须区分数据、信息和知识的概念。数据是符号的集合。信息是有用的数据。信息不等同于知识。信息不能像知识那样去反映数据之间的内在联系。对于知识,有人主张可分成两类,一类是无法用语言和文字来描述的,称之谓隐知识(Tacit Knowledge);另一类是可以用语言和文字来描述的,称之谓显知识(Explicit Knowledge)。与此相对应,人类的智慧也可分成“性智”和“量智”两部分。当前,信息就是这种显知识。展望未来,在脑科学取得突破的基础上,将研制成功类人脑的计算机-生物计算机,从而开创人工智能的黄金时代。但即使到那时,信息也不能完全表达人类全部的隐知识。钱学森先生提倡的以人为主,人机结合,就不是要用计算机代替人,而是要用计算机去协助人,将计算机高速处理信息的能力和人的综合思维能力(包括逻辑思维、形象思维和创造思维)结合起来。

    

二、钱学森科技创新思想的内涵

    钱学森科技创新思想的内涵十分丰富,其精髓主要体现在以下四个方面:


1.现代科学技术体系与结构

       现代科学技术知识体系,具有整体性、结构性和系统性。正如钱学森给出的推论,“现代科学技术不单是研究一个个的事物、一个个现象,而是研究这些事物、现象发展变化的过程,研究这些事物相互之间的关系。今天,现代科学技术已经发展成为一个很严密的综合起来的体系,这是现代科学技术的一个重要的特点”。钱学森认为,科学技术的综合化不在于最终形成一门学科,而在于使全部现代科学成为一个结构有序的有机系统,重要的是弄清这个体系的结构。为此,钱学森创建了现代科学技术体系。这个体系囊括了所有经实践认知或者经思辨认知的学问,它在横向上分为11 个大部门:自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学、行为科学、地理科学、建筑科学以及文艺理论等。钱学森借此来思考科学技术如何发展的整体战略布局,并用大成智慧学总揽全局,洞察关系。

       钱学森认为现代科学技术在纵向上可分为础科学、技术科学、应用技术三个层次,而这三个层次之间的关系与影响是双向的、统一的。钱学森认为这样的划分有两方面的好处,其一是有助于使人自觉地使理论联系实际,在相关层次能够更有针对性的展开研究,从而促进生产力的发展,其二是便于了解相关学科或者项目在整个现代科学技术体系中的地位和作用。

       钱学森认为,在科学与技术之间的桥梁是技术科学。技术科学是钱学森早年大力倡导的学术思想,也是其科技创新思想的“发源地”。他提出技术科学是改造世界的学问。技术科学的实质就是为工程技术的发展提供新原理、新方法、新技术,同时工程技术的实践又对基础科学的发展提出新问题、新现象、新需求。钱学森的技术科学思想,不仅为工程技术实践提供了科学观、方法论,也为系统科学、现代科学技术体系等科学思想的形成与发展奠定了基石。

       钱学森在技术和工程的关系方面,强调了工程是技术的综合集成。一方面,技术是工程的基础,当然,工程中不但包括技术因素,还包括管理、经济、文化等因素。另一方面,工程对技术有明显的选择、引导和支持作用。技术的综合集成并不是简单的叠加,它也是一个创新的过程。它一方面,需要依靠工程需求的拉动;另一方面,需要发展钱学森提倡的以人为主,人机结合,从定性到定量的综合集成法。特别是对于有关航空、航天和军事等重大工程项目中,都必须集成许多全新的技术。为此,钱学森提出在新技术向工程转化的过程中,要重视先期技术演示(Advanced Technology Demonstrations,这个名词的中文译名是钱学森亲自确定的)阶段。这是新技术向工程转化的一个创新过程。

    钱学森还明确提出了适用于大型工程系统的综合集成方法。这个方法强调了对系统的正确分解、以验证计算和考核理论为目的的分系统的计算机模拟和实验模拟(包括地面实验和缩比模型的飞行试验)和全系统的计算机仿真。进一步,钱学森指出,还必须进入工程的真实实物试运转。钱学森对新技术向工程转化的论述,对我国的技术创新和工程创新,具有方法论的指导意义。

2.新科技革命整体战略

       钱学森从马克思主义观点出发,总结了科学技术发展及其对推动社会发展的伟大作用和“科学—技术—产业—社会”一体化发展的趋势,提出了产业革命的思想。钱学森深刻指出了科学革命、技术革命、产业革命与社会发展的区别及它们的相互联系和相互作用。

      1984年4月29日,钱学森在《世界经济导报》发表了《关于新技术革命的基本基本认识问题》。文章认为:“任何事物的发展总是不平稳的,总是有曲折,有时候前进,有时候停滞,有时候又形成飞跃,飞跃就是革命。”文章认为:科学革命是人认识客观世界的飞跃,技术革命是人改造客观世界的飞跃。而科学革命、技术革命又会引起全社会整个物质资料生产体系的变革,即的产业革命。文章最后提出多项建议,如我们要组织科技人员预测一下,可能出现的科学革命、技术革命和产业革命。不能只是人家说了,我们才认识。要研究整体战略。比如说,科学革命、技术革命、产业革命、社会革命是怎么相互作用的。自然科学里常常喜欢用“动力学”这个词,我们就是要研究“动力学”,而不是“静力学”;不是局部的,而是整体的;不是静止的,而是发展的。

    钱学森站在历史唯物主义的立场上,从现代科学技术体系的整体观与动态观出发,深入地考察科学技术革命与人类社会发展的关系,提出了新的论点并预言社会发展的未来趋向。钱学森认为,通过第五次产业革命(信息革命),人们进入了世界历史上一个新时代。

3.以人为主,人机结合,从定性到定量的综合集成法

       钱学森将中国古代的整体论和西方近代的还原论方法结合起来,提出了处理“开放的复杂巨系统”的方法,即从定性到定量的综合集成方法。其实质是把科学理论、经验知识和专家判断统一起来,把各类信息和数据与计算机软硬件系统结合起来,构成人机结合、以人为主的系统,对事物反复进行定性与定量的分析和综合,最终从整体上研究和解决问题,实现1+1>2的效果。

      钱学森先生说:“从定性到定量的综合集成技术,实际上是思维科学的一项应用技术。研究开放的复杂巨系统,一定要靠这个技术,因为首先要处理那么大量的信息、知识。信息量之大,难以想象,哪一个信息也不能漏掉,因为也许那就是一个重要的信息。情报信息的综合,这是首先遇到的问题。过去我在情报会议上讲过一个词,叫资料、信息的“激活”,即把大量库存的信息变成有针对性的“活情报”。我们在做定性的工作中,一开始就要综合大量的信息资料,这个工作就要用知识工程,而且一定要用知识工程,因为信息量太大了,光靠手工是无法完成的。”

      如果综合集成研讨厅采用了人机结合和人机交互的先进技术手段,就可能做到古人说的“集其大成”了。这就必然使我们的知识和智慧,上升到一个新的层次。这就是钱学森先生说的;“集大成,出智慧”。

4.科学与艺术结合的教育观念

       钱学森在一生中一直在探索人才培养模式,他认为人才的培养须走科学与艺术相结合的道路。他曾对温家宝同志说:“培养具有创新能力的人才问题。一个有科学创新能力的人不但要有科学知识,还要有文化艺术修养。没有这些是不行的……”他还曾说:“难道搞科学的人只需要数据和公式吗?搞科学的人同样需要有灵感,而我的灵感,许多就是从艺术中悟出来的。”

    科学与艺术的结合,是“量智”与“性智”的辩证统一。在科学史、文艺史的传奇人物身上,都同时体现着“量智”和“性智”。“量智”侧重对事物从微观到宏观、从局部到整体、从量变到质变的发展过程去探索其本质规律和学问;“性智”侧重对事物从宏观到微观、从整体的、形象的感受上,从事物的“质”上入手去探索其本质的规律和学问。


 

三、钱学森科技创新思想的特点

    从钱学森科技创新思想的发展脉络、理论支柱和内涵可见,钱学森科技创新思想上具有下列特点:

1.体现理论与实践的融合

    

      钱学森的科技创新思想来自他亲身参与的科技创新活动,但钱学森善于归纳

总结,将自己科研中的体会,升华到理论高度。根据他在美国的科研实践总结出了技术科学思想:根据他在中国发展“两弹一星”的实践,总结出了系统工程的管理技术;根据他在晚年的科研实践,总结出了有关系统科学和思维科学的理论。另一方面,钱学森总是把前一阶段总结出的理论,应用于他下一阶段的创新实践,并有进一步的发展。

2.体现中国传统文化和西方文化的融合

       钱学森在国内求学阶段,一方面接受中国传统文化的教育,一方面也注意吸收来自西方的科学理论和科学精神。他在美国学习工作期间,接触了许多西方的科学研究方法,在它回到祖国之后,又能够将西方的管理技术和中国的实际情况结合起来,不断创新。特别钱学森在晚年致力于发展系统科学和思维科学时,善于将中国传统文化与西方文化融合起来,例如他的系统科学就是中国的整体论和西方的还原论的融合,在他对创新思维的研究中,也体现出他对中西文化兼收并蓄的融合功力。

3.体现跨学科和多学科的融合

       钱学森的研究领域横跨自然科学、社会科学到人文科学。钱学森的科技创新思想来自科学与哲学的结合。他对系统科学的贡献,渗透着对立统一、质量互变、否定之否定的辩证法思想;他关于科学技术体系与结构的思想,特别是技术科学的思想,体现了来自实践、服务实践的唯物论。他关于科技革命、产业革命和社会革命的论述,强调科学革命导致技术革命,并引起产业革命,进而推动社会变革。

       钱学森在自然科学的多学科交叉融合上,提出了许多新概念、新思想、新理论和新方法。晚年,他更加注重跨学科、跨领域、跨层次的集成创新。正由于钱学森十分注重跨学科和多学科的交叉融合,才使他成为名副其实的科学大师。