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科學和技術是一回事嗎?為什麼要區分科學,技術、工程的不同?

作者:科技大河山

中國語境對科學和技術沒有明确的區分,大部分的情況下我們都把科學和技術并列,說科學和技術是第一生産力。其實科學和技術有很大的差異,英文對這三個詞有比較清楚的差別,science就是講科學和自然科學,technology講技術和工藝,engineering講工程學和工程。比方說電子工程Electrical Engineering就是double E,這個專業就很火爆。

科學是發現和探索未知

科學是發現和探索未知,突破人類的認知邊界,它的關鍵詞是發現。發現自然界存在的規律,中國道家講道法自然,告訴我們要遵循自然的規律,這個道一定程度上就是自然界運作的規律,人類不可能發現自然界沒有的規律。

人類曆史上有幾次重大的科學發現,哥白尼發現了日心說提出地球圍繞太陽轉;門捷列夫發現了元素周期表,牛頓發現了物體的運動和力的關系F=ma,他發現微積分,愛因斯坦發現了品質和能量的關系E=MC平方;華人諾貝爾獎獲得者高锟發現了光纖的通信特性;法拉第發現了電磁感應;這些都是科學發現。

發現跟創新和發明完全不一樣。創新是創造出新的東西,發明是發明出沒有的東西,科學隻有發現未知,這個未知是人類的認知局限,但是這個未知是客觀存在的,科學發現如同捅破窗戶紙,一旦某種新的原理被發現,這種原理會被很多人迅速掌握和了解,牛頓寫出自然哲學的數學原理,他發現的力學原理和微積分的原理,迅速的成為指導人類改造自然的思想武器,到現在99%的理工科大學生的數學力學知識沒有超出牛頓力學體系。

早期的科學發現基本上都是一些天才科學家的個人行為,而且都是在這些天才科學家很年輕的時候就突破了人類認知的邊界,開辟了人類新的視野,像牛頓20多歲就對微積分和力學的研究很深入,愛因斯坦1905年26歲發表的論文就奠定了他在科學界的地位。從全人類的角度來看,1950年代以後科學發現的基本上是停滞的。過去的六七十年的時間裡全人類缺乏重大的科學發現突破。

技術是科學延申出來的措施和方法

技術是科學發現基礎上延伸出來的一些具體的措施和辦法。技術講究的是創新,比方說自動控制技術,計算機技術都是技術層面的。就是你采用了别人不同的方法、工藝、材料來實作了同樣的實驗結果或者取得了新成果。

工程是實作具體活動的動作

工程是什麼,工程是把科學原理和技術應用到改造自然的具體活動中。工程講究的是實踐。

科學的特征

科學原理其實是無法封鎖的,一旦科學原理被公布開來,相關領域的人馬上就意識到原來是這個樣子,就像當年愛因斯坦給美國總統建議說有可能造出原子彈這種武器來,這個其實隻是一個科學原理,這個科學原理被大家知道了以後,德國也在幹,蘇聯也在幹,最後大家都把這個東西造出來了。也就是說一個科學發現一旦發表出論文窗戶紙被捅破了,行業内的人馬上都明白了。

技術的特征

技術相對比較複雜,技術有很多經驗性的東西,并且很多技術會被封鎖,别人已經用這種技術裝置做一些東西,這些技術裝置你沒有,你被封鎖了,這個技術你就不明白。近期美國禁止中國部分高校使用 MATLAB軟體這是一個典型的技術封鎖。

比方說發射衛星,從科學原理上來講借助牛頓的力學原理和微積分,人類就能夠計算出發射衛星所需要的脫離地球引力的速度,能夠準确的計算出衛星的軌道,但是你真要發射衛星上天,就涉及到了諸多的技術和工程實踐經驗,是以中國的嫦娥奔月,科學原理主要就是牛頓力學體系,在這個基礎上的一個複雜的超級的巨型工程實踐。

華為正在從技術走向科學

華為現在說自己進入了無人區,什麼是無人區,基本意思就是以前華為是跟着西方的先進公司後面,借鑒西方的通信科學技術積累和工程實踐經驗,自己組織一幫理工男在追趕超越,在這個過程中自己不需要探索什麼未知,也不需要什麼根本性的創新,更多的是在西方公司基礎上的改進,因為我們中國理勞工才非常豐富,而且大家都很勤奮又很聰明,華為就把這些人都組織起來拼命的幹,結果連着拼命拼了30年以後,就把西方公司就幹翻了。

現在的問題是在通信領域華為已經發展到沒有西方公司可以學習的地步,需要自己去探索未知的領域,回過頭來用這種探索未知的原理來指導自己的實踐,是以這個時候就進入了無人區,是以任正非這時候說華為要投大量的數學家、實體學家、化學家,需要大量的獨立思考的基礎理論的研究人員。

我們嚴重依賴西方技術

中國過去追趕西方更多的是在工程實踐上取得了很多的成就,而且我們的這些工程實踐高度地依賴國外的技術,是跟着别人在學習。我們現在能把飛機、運20、殲20造出來,客觀講我們設計運20和設計殲20的軟體系統是高度依賴法國達索公司。

我們很多搞工程設計的人都離不開CAD軟體,離不開MATLAB軟體。matlab是美國的MathWorks公司組織美國的一些數學家力學工作者,把一些數學原理做成了軟體子產品,讓一個有基本數學概念的人然後可以借由這個軟體進行超越他個人數學能力的複雜計算。

是以這些年為什麼我們修橋的速度很快,我們搞建設的速度很快,修機場的速度很快,很重要的原因就是我們大量的應用了以美國為主的西方國家的技術,主要是這種計算機軟體。

我們現有的考核機制在扼殺科學發現

我認為科學面對的是未知,凡是可以立項的基本上都不是科學,幾乎沒有科學發現是可以預先立項的,可以預先立項評估的。是以一定程度上來講,我們現在搞的這套科研機制,其實在扼殺原創的科學發現。

我們往往在申請一些科研項目的時候,這種科研項目的方向已經給你寫得非常明确了,你不同的階段要達到什麼水準,是以這種管理方法隻适合管理已有的這種科研項目。但是如果你真要發現一個未知的東西,這樣一套科學的管理機制會扼殺到原創的科學發現,這一點要引起我們科研管理部門的重視。否則我們立了很多的項沒有原創性,很難有大的技術進步。

發現科學天才

我認為中國的高校和科研機構要逐漸地有所區分,不要籠統地說都在搞科研。少數科研人員以探索未知科學領域為主,以搞科學發現為主,而這些人數量不會太多,可能不食人間煙火,類似北大韋神韋東奕這樣的人。

這些人呢國家要把它養起來,不要給他太多的事務性的評估、寫報告,各種績效考核,這種事情統統不要搞。對他們也沒有明确的考核任務,保不準哪一天他可能10年不開張,一旦有一天腦洞大開以後就是一個重大的突破就有了。

這種人其實按咱們國家現在經濟實力,養上幾千上萬人也應該是養得起的。我們現在的人才選拔機制更多的是在選拔技術工程人才,這種科學探索類的人是很難在現在這種機制裡産生的。

培養技術人才

還有部分的科研人員是搞技術創新為主,這些人就可以對标美國、對标歐洲、對标日本,别人有什麼先進的地方,我們把它先進的方面研究清楚,然後目标非常明确,我們組織國内的科研技術人才,我們來吸收我們來消化提高,成為我們的東西,青出于藍而勝于藍。

比方說美國 MATLAB,其實科學原理上沒有什麼大的突破,但做了一個非常了不起的一件事情,就是組織了一些數學家、控制論專家、力學家,這些人把數學、微積分、矩陣、線性代數、複變函數、控制論、各種控制率這些研究的比較透,最後編成了各種各樣的軟體包,普通的工程技術人員能借由MATLAB做出非常高深的運算,解決複雜的問題,拓展了普通工程技術人員的工作能力的邊界。這就是一種技術創新。

培養工程人才

還有大部分的科研人員其實就是搞工程實踐。這些人主要解決一些工程技術問題,比方說我們修港珠澳大橋,我們修各種各樣的巨型工程,實際上是工程問題是個實踐,包括我們造大飛機,我們造光刻機,這都屬于這個領域的。

最後要包容科學家的無用之學

比方說高锟提出光纖的通信原理,它是在上個世紀60年代提出的,但是他提出這個原理的時候,整個周邊的技術沒有成熟起來,它隻是一個論文。最早愛因斯坦提出相對論,很多人都看不懂,還需要科學界的人通過一些實驗去研究和驗證它,真正他這套理論改變人類已經是30年以後的事情了,在他論文提出30年以後的事情了。

最後總結

是以真的要有區分,要有人去探索未知,搞那些所謂的無用之學。要有人去追趕西方先進技術并國産化,還要有人去解決很現實的這個橋怎麼修,這個橋出現震動了原因在什麼地方,這些非常具體的工程問題。這三個層次是不一樣的。對這三個層次做了區分以後,才有可能會引導我們整個科學、技術和工程的發展。