當工程師遇到科學家_風聞

原創 郭朝暉 蟈蟈創新隨筆 昨天

  科學和技術有着密切的關係。但是，真正認識清楚的人卻不多。這些模糊認識，嚴重影響我國高科技的發展。

  首先，從科學家和工程師的角度看問題，答案往往是不一樣的：科學家常常發現自己的研究有用，工程師經常覺得前沿的研究沒有用。為什麼會有這樣的差別呢？

  某個科學家有了科學發現以後，就會發表出來。很多人會看到這個成果。假如科學家的論文發表在檔次比較高的期刊上，成果就會傳播較廣。這時，會有人試圖“用用試試”。其中，世界上總有幾個人可能會發現應用效果不錯，可能會發論文出來呼應。過了幾年，科學家發現好幾個人用到了自己的成果。這時，他一定非常開心：我的研究是有用的！

  但從工程師的角度看，情況就不一樣了。面臨的問題是具體問題。他的目的是儘快解決自己眼前的問題。為了這個目的，一般會選擇自己熟悉的、成熟的辦法。科學家的研究成果不一定成熟、多數人也不一定知道，工程師就不一定喜歡用。在工程師的一生中，用的可能都是大學裏學的、許多年前就成熟的東西。這時，他就會覺得：科學研究的用處不大（當然，不同專業領域的感受是不一樣的）。

  解決技術問題時，應該多從工程師的角度考慮問題、多聽聽工程師是怎麼説的。科學家的話語權過強的時候，會誤導工程師的工作。如果領導分不清科學家和工程師，科技政策就會被誤導，影響我國的技術發展。

  進一步分析：工程師感覺科學研究的作用不大，本質上是“當前的科學研究”和“當前的技術創新”關聯度不高，往往不是在同一個時間點上出現。

  工程師承認科學原理有用，但用到的科學原理往往不新鮮、往往不是當代科學家研究出來的。換句話説，在工程師看來，在同一個項目進程中，“通過某項科學研究、才解決了技術創新問題”的情況其實非常罕見。即所謂“一槍難打兩隻兔子”。人們經常發現：先進的技術往往不實用，實用的技術往往不先進。

   以上是工程師體會到的現實。但如果從論文、獲獎項目的角度調查，是發現不了這個現實的。因為論文和獲獎項目往往都存在“倖存者偏差”。為了發論文、申報獎項，即便是沒有用到先進理論，也要包裝出來。否則就沒有辦法發表或獲獎。

   所以，現實中“包裝”出來的獲獎項目，理論和應用往往是兩層皮。這個項目中有理論研究，也有應用成果。但先進的理論其實對應用成果的作用其實不大。把兩者綁在一起，只是為了滿足評委的胃口、滿足評獎的要求才扯到一起來的。

  下面，我從一個工程師的角度，進一步分析科學與技術的關係

  前面提到科學研究和技術創新的分離，實質就是“科學研究”與相關的“技術創新”不同步：

  有些技術出現在理論出現若干年之後。比如，牛頓提出人造地球衞星的原理，過了幾百年才真正實現。還有些技術則是出現在理論出現之前。比如，瓦特發明了蒸汽機，才有人研究熱力學；橡膠發明50年以後，才有了高分子科學。” 這就是“科學研究”與相關的“技術創新”不同步。這種“不同步”，導致工程師覺得科學研究的價值低。

   人們把“科學”和“技術”並稱為“科技”，體現了科學對技術的推動作用。如果以10年、100年的時間尺度衡量的話，這個答案顯然是對的，科學研究明顯地推動了技術的發展。但是，如果以年為時間尺度的話，新技術往往不是當前的科學發現推動的。所以，一線的技術人員傾向於強調科學和技術的不同。這樣的道理，外行不一定需要知道，專門從事科技工作的人則需要明白。否則，考核機制和工作重點都會出現問題。

  另外一個問題經常被問到：工程師是如何利用科學原理的。

  按照TRIZ的思想，科學發明本質是利用物質的屬性。科學研究讓我們認識了這些物質屬性。但是，用好這些物理屬性並不容易，需要有很好的組合。如果理論足夠好，就能夠把組合的效果計算出來。這是最理想的情況，也是未來發展的趨勢。

  但是，工程技術問題受到各種條件的限制，理想不容易實現。

  其中的一個原因是：科學原理是描述因果關係的：有因則必有果。而工程師從事的是“求逆”的過程：要達到特定的效果，應該怎麼做？為了達到某一個目的，工程設計的結果不是惟一的、甚至可能沒有“最優”。所以，設計工作往往是需要有經驗的人來完成。這裏需要的就是工程師的經驗。當然，科學原理可以用來驗證人類的設計是不是符合要求。

   在實際應用過程中，科學原理的應用也會受到限制。比如，傳熱過程就需要知道物性參數、邊界條件。但這些可能沒有辦法準確得到。這個時候，就需要試驗來解決問題，找到最優點。

   高技術往往體現在細節上。人類的設計總是在一定假設下開展的，否則複雜度太高就沒有辦法操作。但現實中總是會出現各種干擾、偏離理想狀態。高科技的難點，最終往往就體現在在極端條件下抑制干擾、實現極端的精確和穩定。為此，需要解決很多問題。

   工程師解決問題的時候，就像程序員找BUG一樣：每一個地方似乎都是對的，但結果卻不對。這個時候，必須回頭檢驗自己的假設，到底哪裏出了問題。這裏憑藉的往往也是經驗：否則，每一個細節都考慮的話，幾輩子都想不完，問題解決會遙遙無期。

   遇到這樣的問題，科學研究可能也會有一定的作用：工程師猜出一個結果來的時候，要科學家去驗證一下。但前提是“先有工程師的猜測，再有針對性的科學研究”。

   在我的前一篇文章中，談到科學院不一定適合搞“卡脖子”的技術問題。就是因為科學家和工程師其實屬於不同的專業。在高科技領域，必須強調這種差異。

   打個比方：在水平比較低的單位主辦的運動會上，一個人可能既是長跑冠軍又是短跑冠軍。但在奧運會這樣高級的賽事上，長跑和短跑是兩種不同的運動。必須有針對性的訓練，才能培養出世界冠軍。同樣，在頂級的技術競爭中，也必須知道這種差別。工程師和科學家的專業是不一樣的，必須讓專業的人做專業的事。

   有人提出：科學院的科學家為什麼不能改行做工程師？這個當然是可以的。就像可以讓劉翔跑100米短跑，肯定比絕大多數人跑得快。但這個做法好嗎？另外，有人提出：科學院是有一些搞工程的人。他們為什麼不能去解決“卡脖子”的問題？這裏其實涉及到另外一個問題：什麼樣的組織適合做這樣的事情？

   對於這些“卡脖子”的技術問題，我國其實已經“重視”了很多年了。為什麼過去沒有解決，甚至越來越遠？這個問題必須想透了再去做，否則還會是老樣子：開始的時候決心很大，最後拍拍屁股走人。解決這些長期沒有解決好的問題，就像下一盤困難的殘局，必須想得深、想得細。如果想得不夠深、不夠細，結果一定是失敗的。