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    弘揚科學家精神 | 錢學森:創新精神貫穿一生
    • 點擊數:16079     發布時間:2022-06-11 16:26:12
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    1935—1955年,錢學森在美國學習和工作20年,他的科技創新實踐主要集中在自然科學領域的技術科學層次。這是他一生科技創新實踐的第一階段。
    關鍵詞:
      導讀  

    進入新時代,世界正經歷百年未有之大變局,我國正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時期。黨中央提出創新是引領發展的第一動力,把科技創新放在國家發展的核心位置,開啟了建設世界科技強國的偉大征程。偉大的事業需要偉大的精神。面對新形勢、新挑戰,黨中央、國務院及時決策部署,中辦國辦印發《關于進一步弘揚科學家精神加強作風和學風建設的意見》,在繼承發揚我國科技界優秀傳統和進一步凝練升華寶貴精神基礎上,以愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人為核心,系統概括闡釋新時代科學家精神,全面提出加強作風和學風建設的工作部署。


    為大力弘揚科學家精神,推動科技界樹立優良作風學風,做好《關于進一步弘揚科學家精神加強作風和學風建設的意見》的貫徹落實工作,本期特別轉載《錢學森:創新精神貫穿一生》,講述錢老勇于創新的崇高精神和優良作風學風,希望能夠幫助廣大科技工作者、社會公眾、青少年進一步理解新時代科學家精神深刻內涵,激勵大家以這些科學家為楷模,為建設世界科技強國、實現中華民族偉大復興作出更大貢獻。





    為反法西斯戰爭勝利勇攀科技高峰


    1935—1955年,錢學森在美國學習和工作20年,他的科技創新實踐主要集中在自然科學領域的技術科學層次。這是他一生科技創新實踐的第一階段。


    在這一時期,“科學和工程進一步走向緊密結合,形成了技術科學這樣一個介于基礎科學和工程技術中間層次的學科。以空氣動力學和工程控制論等技術科學為指導的航空工業和火箭技術是決定第二次世界大戰勝利進程的最前沿科學技術”。錢學森師從國際應用力學領域權威馮·卡門,始終如一地以推動航空和航天新技術的發展為目標,在空氣動力學、薄殼穩定性、火箭技術和工程控制論等方面取得了世界級的原創成果,對提升航空技術水平及航空兵的戰斗力,為世界正義力量最終贏得反法西斯戰爭勝利發揮了獨特的作用。


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    留美期間,錢學森在空氣動力學研究方面成果迭出, 影響最大的是“卡門-錢學森公式”。第二次世界大戰爆發前,航空界已開始由低速飛行速飛行發展,制空權的重要性日益凸顯,對飛機的速度提出了越來越高的求。當飛行速度接近音速的時候,空氣的可壓縮性開始產生作用,致使行阻力急劇增加,機翼抖振,甚至會使飛機突然喪失升力而急速下墜這就是著名的“聲障”。如何改進飛機機身和機翼的外形以消除空氣的壓縮效應對高速飛行的制約,成為航空學界亟待解決的難題之一。正在攻讀博學位的錢學森在馮·卡門的指導下,經過艱苦細致的研究,1939年提出亞音速氣流中空氣的壓縮性對翼型壓強分布的修正公式,即著名的“卡門-錢學森公式”:

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    用這個公式可以計算出當飛行速度接近每秒340米的聲速時,空氣的壓縮性對機翼和機身的升力影響有多大,同時還可估算出該翼型的臨界馬赫數。該公式發表以后,立即受到國際航空界,特別是空氣動力學研究人員和飛機設計師的青睞。在現代計算手段——電子計算機出現以前,它一直是飛機設計師們公認的最好用、最準確的計算公式。“獨到的見解和原創性的貢獻使錢學森在28歲時就成了世界知名的空氣動力學家,現代世界科技史冊也因此留下了為數不多的中國人的名字”。



    勇擔中國導彈航天技術領導重任,開創系統工程理論



    從1955年回國到1982年退出一線領導崗位,這17年錢學森的科技創新實踐主要集中在“兩彈一星”大規模科研系統工程上,屬于系統科學領域的工程技術層次。這是他一生科技創新實踐的第二階段。


    外國人能搞的,難道中國人就不能搞?


    錢學森是中國系統科學的奠基人,在世界科學舞臺上開創了獨具特色的中國系統學派,系統工程與總體設計部思想是錢學森畢生的追求。1954年,錢學森的《工程控制論》一書英文版在美國問世,被公認為是奠基性的權威著作,確立了錢學森在工程控制論這一學科的地位,書中特別提出了“用不太可靠的元件可以組成可靠系統的理論”,這是錢學森敢于向黨和國家建議優先發展導彈航天技術的信心所在。錢學森回國后在哈軍工調研時,陳賡問錢學森:“我們能不能搞導彈?”錢學森剛從美國受盡屈辱地回來,正憋著一肚子氣呢,他很干脆地回答說:“中國人怎么不行啊?外國人能搞的,難道中國人就不能搞?難道中國人比他們矮一截?”陳賡聽了以后非常高興:“好極了,就要你這句話!”20世紀50年代,錢學森高瞻遠矚,主持起草《建立我國航空工業的意見書》,制定《我國地地導彈發展途徑的意見》,提出我國衛星發展的“三步曲”,對黨和國家領導人決策創建中國航天事業起到了決定性的推動作用。


    錢學森作為中國科技界的領軍人物,在“兩彈一星”工程上對中華民族做出的歷史功績彪炳史冊。鄧小平同志曾說:“如果60年代以來中國沒有原子彈、氫彈,沒有發射衛星,就不能叫有重要影響的大國,就沒有這樣的國際地位……大家要記住那個年代,錢學森、李四光、錢三強那一些老科學家,在那么困難的條件下,把‘兩彈一星’和好多高科技搞起來。”“兩彈一星”的研制成功是新中國由弱變強的標志,是新中國成立后最振奮人心、最為世界矚目的事業。但錢學森本人卻把自己的貢獻看得很淡。錢學森多次表明:“稱我為‘導彈之父’是不科學的。因為導彈衛星工作是‘大科學’,是千百人大力協同才搞得出來的,只算科技負責人就有幾百,哪有什么‘之父’?我做的只不過是黨所領導的、有千萬科技工作者參加的偉大科研系統工程中的一粒小芝麻,真算不上什么。一切成就歸于黨,于集體!


    成功了,功勞是大家的;失敗了,我來擔責


    以導彈、衛星等航天科技為代表的大規模科學技術工程,既有科學層次上的理論問題要研究,又有技術層次上的高新技術要開發,同時還要把這些理論和技術應用到工程實踐中,生產出產品來。如何把成千上萬人組織起來,以較少的投入,在較短時間內研制出高質量、高可靠的型號產品,這不僅需要科學和技術上的創新,還需要一套科學的組織管理方法和超凡的領導藝術。錢學森曾說,中國“兩彈一星”工程成功實踐的最重要一條經驗,就是把黨的民主集中制原則和解放戰爭時期大規模兵團作戰的成功經驗運用到大規模科研系統工程的組織管理工作中。


    錢學森手下最重要的4個副手是任新民、屠守鍔、黃緯祿、梁守槃。每到周日下午,錢學森都把“四大金剛”請到家里,討論布置下周的工作。錢學森總是讓4位副手先發言,自己最后總結。錢學森說,如果大家達成一致的意見,就由4位副手下去分別組織落實。沒達成一致的,如果時間允許,那大家回去繼續研究,下周接著討論;如果必須馬上辦,那就由他根據大家的意見拍板決策。錢學森說:“最重要的就是一條,我決策的由我負責。成功了,功勞是大家的;失敗了,我來擔責。”科學上的民主集中是我們國家大規模科研系統工程取得成功的一條重要經驗。


    錢學森在開創我國航天事業的同時,也開創了一套既有普遍科學意義,又有中國特色的系統工程管理方法與技術。在研制體制上是規劃、研究、設計、實驗、試制和生產一體化;在組織管理上是總體設計部和兩條指揮線的系統工程管理方法。實踐已經證明了這套組織管理方法的科學性和有效性。從今天來看,就是在當時條件下,把科學技術創新、組織管理創新和體制機制創新有機結合起來,實現了綜合集成創新,從而走出了一條發展我國航天事業自主創新和協同創新的道路。如果說錢學森第一階段的科技創新是自然科學領域的技術科學層次,第二階段大規模科研系統工程的織管理實踐已經使錢學森的科技創新范圍遠遠超出第一階段的然科學領域,理論上的代表作是1978年與許國志、王壽云聯名發表在《文報》上的《組織管理的技術——系統工程》。航天系統工程的成功實踐,開創了大規模科學技術工程實踐的系統工程管理范例,而且也為錢學森后創立開放的復雜巨系統理論和現代科學技術體系提供了雄厚堅實的實踐基礎。



    創立開放的復雜巨系統理論



    從1982年退出一線領導崗位到2009年離開我們,這28年錢學森的科技創新實踐主要集中在創立開放的復雜巨系統理論,提出了從定性到定量的綜合集成方法論,推動建立體現中國智慧中國科技自信的現代科學技術體系。這是他一生科技創新實踐的第三階段。


    提出開放的復雜巨系統理論和綜合集成方法論


    退出一線領導崗位以后,錢學森將全部精力投入到他最喜歡也最擅長的科技創新工作中去,研究對象轉向更為復雜的生命系統、社會系統,以至客觀世界整體。錢學森本人是集東西方文明精華得智慧的大成者。在美國學習工作20年,使他深悉開創了人類歷史上第一次文藝復興和工業革命的資本主義文明,特別是現代科學技術的優勢,這是我們仍然要繼續努力學習和追趕的。但是,今天人類社會面臨的一系列復雜問題,從生命起源、意識本質、大物質構造到生態環保、可持續發展,都不是以還原論為基礎的西方科學技術所能完全解決的。西方科學界認為“21世紀是復雜性問題的世紀”,現代科學技術亟須科學范式和方法論層次的突破。錢學森在前兩個階段科技創新的基礎上,依據系統學原理,將這種單純用還原論方法無法解決的問題定義為開放的復雜巨系統問題,并創立了開放的復雜巨系統理論,代表作是1991年與戴汝為、于景元聯名發表在《然》雜志上的《一個科學新領域——開放的復雜巨系統及其方法論》。


    自幼受中華傳統文化熏陶,回國后又在黨的領導下創立了舉世矚目的“兩彈一星”事業,使錢學森清楚中華文明的整體論思維可以彌補還原論的不足。在對社會系統、人體系統和地理系統3個開放的復雜巨系統研究實踐的基礎上,錢學森和他的合作者提煉出了把還原論和整體論辯證統一起來的系統論,即從定性到定量的綜合集成方法,這是科學范式和方法論層次的原始創新,是目前解決開放的復雜巨系統問題唯一可行的方法論。綜合集成方法是一套實踐系統,其實踐對象是復雜巨系統,實踐方法是從定性到定量的綜合集成方法,實踐主體是總體設計部。綜合集成方法的理論基礎是思維科學,方法基礎是系統科學與數學科學,技術基礎是以計算機為主的現代信息技術和網絡技術,哲學基礎是辯證唯物主義的實踐論和認識論。綜合集成方法的實質是把專家體系、知識體系及機器體系有機結合起來,構成一個高度智能化的人—機結合與融合體系,是人—機結合的信息處理系統,也是人—機結合的知識創新系統,還是人—機結合的智慧集成系統。


    建立體現中國智慧中國科技自信的現代科學技術體系


    錢學森是堅定的馬克思主義者,他堅信辯證唯物主義的基本原理:客觀世界是普遍聯系的,因而認識客觀世界和改造客觀世界的各項科學技術也是普遍聯系的,是一個完整的體系。正如德國著名物理學家普朗克所言:“科學是內在的整體,它被分解為單獨的整體不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性。實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。”


    在1991年10月16日國務院、中央軍委授予“國家杰出貢獻科學家”榮譽號和一級英模獎章后的答謝詞中,錢學森袒露了自己余生的心愿:“我個打算,我的打算就是:我認為今天科學技術不僅僅是自然科學工程技,而是人認識客觀世界、改造客觀世界整個的知識體系,而這個體系的最高概括是馬克思主義哲學。我們完全可以建立起一個科學體系,并且運用這個科學體系去解決我們中國社會主義建設中的問題


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    圖1 錢學森1994年手繪的現代科學技術體系架構圖,1996年又增加了建筑科學


    錢學森從馬克思主義哲學的高度對認識“客觀世界的普遍聯系性”作出了開創性貢獻,他以開放的復雜巨系統理論和從定性到定量的綜合集成方法論為指導,提出了體現中國智慧中國科技自信的現代科學技術體系。這是一個不斷發展的開放系統,馬克思主義哲學居于頂端,既對科學技術起指導作用,又要隨著科學技術的發展而不斷發展。這個體系在橫向上包括從各自不同角度研究整個客觀世界的11個科學部門,縱向上打通了每個科學部門從實踐經驗(錢學森稱之為“前科學”)到工程技術、技術科學、基礎科學、哲學橋梁,直至馬克思主義哲學的通道。錢學森說自己“真做到觸類旁通是在懂得了現代科學技術體系以后”“我用了70年的學習才到以上道理,太長了。能不能用不到20年就學到?可以的。用人—機結合,用信息技術,用信息網絡”。


    人類社會系統是個開放的復雜巨系統,在歷史長河中遵循客觀規律滾滾向前,也受到科學、技術、戰爭、病菌等各種大事件的觸發。互聯網、大數據、云計算、區塊鏈、物聯網、人工智能等新技術的出現,總體國家安全觀、國家治理體系、人類命運共同體、“一帶一路”、“新基建”等的提出;特別是新型冠狀病毒肺炎疫情的暴發是對國家制度和治理體系的一次“大考”。以新型冠狀病毒肺炎疫情為觸發點,面向新時代、針對新問題,我們需要從系統的觀點和革命的精神來闡述錢學森思想對當代的現實意義。


    集大成得智慧。錢學森曾說:“社會主義中國要把全世界全人類的智慧和精華統統綜合集成起來。今天我們干的這個事情,是關系到中國的命運,不但是中國的命運,而且是世界人類發展的大事情。我們將開創一次新的文藝復興,如果說第一次文藝復興創建了資本主義文明,這次新的文藝復興將創建社會主義文明。同時,我國五千年輝煌的文學藝術傳統也將結合最新科技成果,發揚光大!”



    創新思維=時代之問×大成智慧×堅定
    信仰


    錢學森用自己一生的創新實踐回答了自己提出的“錢學森之問”


    “為什么我們的學校總是培養不出杰出人才?”——這是著名的“錢學森之問”,這也是創新之問!錢學森提出了此“世紀之問”,又用自己一生的創新實踐回答了“錢學森之問”。清華大學經管學院院長錢穎一面對“錢學森之問”提出“創造力=知識×心智模式”的觀點。結合錢學森一生的創新實踐和創新成就,我們勾勒出錢學森創新公式:創新思維=時代之問×大成智慧×堅定信仰。


    錢學森的創新解決的是“時代之問”。創新離不開好奇心和想象力,愛因斯坦說:“我沒有特殊的天賦,我只是極度的好奇。”錢學森的好奇心總是直面時代的問題,問題是時代的聲音,他總是緊跟時代的步伐,解決現實的“大問題”。“卡門-錢學森公式”解決高速空氣動力學問題;系統工程解決組織管理的技術問題;總體設計部直面當時“干部不懂技術、科研人員不懂管理、大家焦頭爛額”的大規模科學技術組織管理的體制問題;從定性到定量的綜合集成方法解決研究開放的復雜巨系統方法論問題;現代科學技術體系解決人類知識集大成得智慧的框架問題,為人類的第二次文藝復興儲備知識基礎。


    錢學森的創新使用的是“大成智慧”。創新離不開知識,愛因斯坦說:“大學教育的價值不在于記住很多事實,而是訓練大腦會思考。”錢學森用系統科學思想對人類的知識進行宏觀研究,提出了關于現代科學技術的體系框架。錢學森在各領域都有獨到見解的創新都得益于打破框架,融會貫通,嫻熟使用此框架,現代科學技術體系已經“活”了,真正成為“大成智慧”,創新就有了源源不斷的智慧泉水。


    錢學森的創新依賴的是“堅定信仰”。創新離不開價值取向,愛因斯坦說:“在科學的殿堂里有各式各樣的人,他們探索科學的動機各不相同。有的是為了智力上的快感,有的是為了純粹功利的目的,他們對建設科學殿堂有過很大的甚至是主要的貢獻。但是科學殿堂的根基是靠另一種人而存在的。他們總想以最適當的方式來畫出一幅簡化的和易領悟的世界圖像,他們每天的努力并非來自深思熟慮的意向或計劃,而是直接來自激情。”錢學森是內在價值的驅動者,沒有馬克思主義的堅定信仰,沒有一切為了祖國強大的堅定信念,創新便沒有立足之本,在創新的路途中就會被各種“新想法、新概念、新方法、新途徑”所迷惑,走向科學的虛無主義。錢學森高度重視哲學的意義:“一個科學家,他首先必須有一個學的人生觀、宇宙觀,必須掌握一個研究科學的科學方法!這樣,能在任何時候都不致迷失道路;這樣,他在科學研究上的一切辛勤勞動,不會白費,才能真正對人類、對自己的祖國作出有益的貢獻。


    錢學森的一生是科學的一生、奉獻的一生、光輝的一生,也是創新的一生。在人生的最后階段,他向黨和國家提出的最后一個建議是“大學一定要培養拔尖創新人才”。錢學森經常講:“科學是不完善的。如果科學真正是完善的,那就沒有科學研究可做了……科學在于創新,在老圈子里兜是有出路的。”“如果不創新,我們將成為無能之輩!”


    創新精神貫穿于錢學森的一生。



    錢學森(1911年12月—2009年10月),空氣動力學、火箭專家,系統科學家,中國科學院院士,中國工程院院士。在應用力學、噴氣推進、工程控制論、物理力學等技術科學及系統科學,以及中國“兩彈一星”研制等大規模科研系統工程等領域取得許多創新成就,晚年提出開放的復雜巨系統理論,致力于構建體現中國科技自信的現代科學技術體系。1989年6月獲得“小羅克韋爾獎章”和“世界級科技與工程名人”稱號,1991年獲得“國家杰出貢獻科學家”榮譽稱號,1999年榮獲“兩彈一星”功勛獎章。入選100位新中國成立以來感動中國人物,入選“慶祝中華人民共和國成立70周年大型成就展”1970—1979年英雄模范人物。

    (撰稿:李明  賀興華  汪濤  姚軼嶄)


    (致謝:本文第一部分參考引用了上海交通大學史貴全老師《人民科學家對人類正義事業的貢獻——錢學森在二戰時期的科學成就》一文,上海交通大學姜玉平老師為本文第一部分提供了素材。)



    來源 | 《科學家精神》叢書


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