進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球科技創(chuàng)新進(jìn)入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命正在重構(gòu)全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。科學(xué)技術(shù)從來沒有像今天這樣深刻影響著國家前途命運(yùn)，從來沒有像今天這樣深刻影響著人民生活福祉。中國要強(qiáng)盛、要復(fù)興，就一定要大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，努力成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地?；A(chǔ)研究是整個科學(xué)體系的源頭。工程科技是推動人類進(jìn)步的發(fā)動機(jī)，是產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步的有力杠桿。建設(shè)世界科技強(qiáng)國，既需要戰(zhàn)略科學(xué)家，也需要卓越工程師。
21世紀(jì)以來自然科學(xué)與工程技術(shù)正在經(jīng)歷一場空前的大整合。如果說戰(zhàn)略科學(xué)家的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)“未知的”，那么卓越工程師就是要創(chuàng)造“未有的”。卓越工程師，一方面要深諳基礎(chǔ)理論，在改造自然和社會的過程中充分顧及科學(xué)原理所不及，明晰什么樣的科學(xué)理論適用于什么樣的現(xiàn)實(shí)環(huán)境；另一方面要精于運(yùn)算、變抽象為具體，既在工程設(shè)計上高屋建瓴，又在流程環(huán)節(jié)上匠心獨(dú)運(yùn)，從而發(fā)明創(chuàng)造出滿足人民福祉的尖端科技，確保工程實(shí)體在現(xiàn)實(shí)條件下運(yùn)行無滯。具體來說，建設(shè)世界科技強(qiáng)國要求卓越工程師具備五個顯著能力。
科學(xué)應(yīng)用能力
強(qiáng)調(diào)建立在科學(xué)原理之上的推理實(shí)驗，這是工程師與工匠的本質(zhì)區(qū)別?，F(xiàn)代工程師和應(yīng)用科學(xué)家的出現(xiàn)，推動了科學(xué)技術(shù)的廣泛傳播，他們在實(shí)踐領(lǐng)域不斷拓展自己的科學(xué)推論，并且善于將應(yīng)用技術(shù)組織整合起來。理論自然科學(xué)是現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展成熟的前提條件，工程師的先驅(qū)們正是具備了綜合運(yùn)用各種科學(xué)原理的融通能力，才創(chuàng)造出各種各樣的先進(jìn)技術(shù)。英國工業(yè)革命時期的瓦特，被稱為“機(jī)械工程之父”，兼具科學(xué)家、藝術(shù)家和企業(yè)家的才能。瓦特之所以能將氣缸活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵就在于他了解天體物理，而且能夠經(jīng)由科學(xué)實(shí)驗摸索出發(fā)動機(jī)運(yùn)行的基本原理?？茖W(xué)原理是一套抓住世界“大本大源”的底層邏輯，對于那些陷入細(xì)節(jié)而無法自拔的人能夠打開一扇撥云見日的“窗口”。諸如熱力學(xué)、流體力學(xué)之類的工程科學(xué)，把自然現(xiàn)象放到生產(chǎn)環(huán)境中去考察，探索出它們在現(xiàn)實(shí)條件制約下的一般原理，這是把科學(xué)理論與工程設(shè)計相結(jié)合的動力學(xué)機(jī)制的一個典型例證。
系統(tǒng)設(shè)計能力
在建造一項工程之前，工程師必須先把它設(shè)計出來，正如愛因斯坦說的：“在我們能夠在事物中發(fā)現(xiàn)模式以前，人的心智必須首先獨(dú)立地把它們構(gòu)建出來。”在實(shí)踐中，中國過去有李冰父子修建都江堰水利工程，他們把岷江的分水工程“魚嘴”、分洪排沙工程“飛沙堰”以及引水灌溉工程“寶瓶口”巧妙地結(jié)合為一個整體。三項工程的關(guān)聯(lián)關(guān)系處理十分得當(dāng)，形成了一個協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)的工程總體。如果當(dāng)時沒有樸素的系統(tǒng)觀念，就不會有這樣的水利工程。20世紀(jì)40年代，在貝塔朗菲、香農(nóng)、維納等人努力下，人們逐步將系統(tǒng)作為認(rèn)識客觀世界的基本范式。系統(tǒng)工程提供了一個大容量的總體平臺，其流程清晰展示了工程行為的時間理性?，F(xiàn)代工程的復(fù)雜程度日益加深，每個大工程都需要多專業(yè)、多部門的通力合作才能完成。系統(tǒng)工程是“設(shè)計中的設(shè)計”，其方法論的精髓在于把所有理論和常識統(tǒng)籌起來，集中解決復(fù)雜環(huán)境中面臨的問題與挑戰(zhàn)。按照系統(tǒng)工程思想，無論對于機(jī)械裝備系統(tǒng)還是大型工程項目系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是做好規(guī)劃，而規(guī)劃本身就是一項技術(shù)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用好分解、綜合與反饋的工作方法。
實(shí)踐創(chuàng)造能力
工程師的實(shí)踐創(chuàng)造能力是主體匯聚各種科學(xué)原理和常識方法后的一種涌現(xiàn)行為，他們在一系列工程實(shí)踐中必須發(fā)揮主體的創(chuàng)造性，然后從實(shí)用性和有效性的角度推動科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。如果說科學(xué)家的創(chuàng)造能力更多建立在超常想象基礎(chǔ)之上，那么工程師則必須建立在求真務(wù)實(shí)的基礎(chǔ)上，他們要準(zhǔn)確回答為了什么、如何做到最好？卓越工程師善于變抽象為具體，通過開發(fā)生產(chǎn)讓發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)入市場，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展。20世紀(jì)早期化學(xué)工程師通過整合化學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)，創(chuàng)立了一門奠定在門類廣闊的工業(yè)化學(xué)流程基礎(chǔ)之上的工程科學(xué)，催生了許多基于新工藝流程的產(chǎn)業(yè)，帶動了大量人口就業(yè)。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不會從學(xué)術(shù)論文的設(shè)計中魔術(shù)般地“物化”，有時連最簡單的生產(chǎn)都要求有高效的作業(yè)流程，尤其當(dāng)成本、產(chǎn)量與時間發(fā)生沖突之際。比如鋁是地球上含量最豐富的金屬，但是人們花費(fèi)很長時間才開發(fā)出有商業(yè)價值的從礬土中提煉鋁的電解工藝?，F(xiàn)實(shí)的復(fù)雜性對于一項工程實(shí)踐所施加的約束，制約著它背后賴以支撐的科學(xué)想象和完美藍(lán)圖。因此，“為制造而設(shè)計”成為許多工程師的座右銘，這充分表明認(rèn)真對待工程設(shè)計及操作流程的有效性是多么重要。
技術(shù)創(chuàng)新能力
卓越工程師的科學(xué)應(yīng)用能力、系統(tǒng)設(shè)計能力和實(shí)踐創(chuàng)造能力，最后都會集中表現(xiàn)在他的技術(shù)創(chuàng)新能力上。按照復(fù)雜經(jīng)濟(jì)學(xué)的邏輯，技術(shù)是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)不斷進(jìn)化的核心要素，現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系就是圍繞一定的技術(shù)集合而演化構(gòu)建起來的。關(guān)鍵性技術(shù)創(chuàng)新會引發(fā)質(zhì)量變革、效率變革、動力變革，促進(jìn)資源要素高效流動和資源優(yōu)化配置，推動產(chǎn)業(yè)鏈再造和價值鏈提升，進(jìn)而顯著增強(qiáng)一個國家的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量優(yōu)勢。工業(yè)革命時期英國擁有高超技術(shù)背后的一個因素是優(yōu)秀的工程師開發(fā)了性能精良的機(jī)床，他們用50年時間將蒸汽動力時代升級到了機(jī)器時代。但是，進(jìn)入20世紀(jì)50年代美國從英國手中奪走了機(jī)床的領(lǐng)先地位，美國工程師發(fā)明了兩種通用機(jī)床，即銑床和轉(zhuǎn)塔車床。20世紀(jì)50年代，在航空工業(yè)界和美國空軍方面的支持下，麻省理工學(xué)院開發(fā)了數(shù)字控制技術(shù)，從而把機(jī)床自動化提高到了一個新水平。現(xiàn)代制造業(yè)比較依賴于用金屬零件切削成形的機(jī)床，如果工具在速度、精度、可靠性、靈活性或成本效益方面比他人遜色的話，就會失去國際競爭優(yōu)勢。在世界百年未有之大變局的背景下，中國正面臨一個巨大的機(jī)會，中國的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢以及對接先進(jìn)科技的制造能力共同塑造了前所未有的創(chuàng)新環(huán)境，全面建成社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國推動大國工程師正在加速技術(shù)創(chuàng)新的步伐。
協(xié)同管理能力
卓越工程師不但要具備科學(xué)應(yīng)用的實(shí)踐能力，同時也需具有較強(qiáng)的人際溝通能力和組織協(xié)調(diào)能力，能夠綜合運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)、信息技術(shù)和工程方法解決實(shí)際問題的管理能力。卓越工程師一定要善于調(diào)動各方面力量、通力合作，綜合集成研究與開發(fā)的資源，從而占據(jù)工程技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。像英國的瓦特，除了發(fā)明和改進(jìn)機(jī)器之外，還組織合營公司從事生產(chǎn)和銷售，從而使各種機(jī)器有效地服務(wù)于社會。卓越工程師的工程技術(shù)水平一方面體現(xiàn)在物料使用層面，另一方面還有組織管理層面，涉及協(xié)調(diào)人與用于生產(chǎn)的物質(zhì)資源之間的關(guān)系，包括企業(yè)事務(wù)與營銷管理。譬如在加工領(lǐng)域，基本工藝的一類是金屬成形工藝，包括鑄造、模壓、沖孔、軋制與鍛造，另一類是金屬切削工藝，包括車削、銑削、研磨、鉆孔與鏜削。每一種工藝都涉及若干工序，這些工序雖然各自單獨(dú)看起來都非常簡單，但為了完成復(fù)雜的生產(chǎn)任務(wù)，必須以復(fù)雜的方式共同協(xié)作。為了完成每一道工序，工程師已經(jīng)發(fā)明大量工具，但是最重要的技能是協(xié)調(diào)人員與各種工具使用，以產(chǎn)生預(yù)期效果。個人的力量總是有限的，卓越工程師要履行好自己的職責(zé)，善于把各種工程要素的積極性調(diào)動起來，依靠整體力量攻堅克難。
建設(shè)世界科技強(qiáng)國呼喚卓越工程師脫穎而出，而且新時代也一定能夠成就一批卓越工程師。我們需要營造良好創(chuàng)新環(huán)境，加快形成有利于卓越工程師成長和發(fā)展的體制機(jī)制，培植好卓越工程師的成長沃土，讓這支人才隊伍的根系更加發(fā)達(dá)，一茬接一茬茁壯成長。
