最近，科學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)表態(tài)，要把美國(guó)卡脖子的技術(shù)清單變成科學(xué)院的任務(wù)清單。這種態(tài)度雖然比較好，但恐怕不易落實(shí)。原因很簡(jiǎn)單：科學(xué)院擅長(zhǎng)科學(xué)研究，但卡脖子的清單本質(zhì)是技術(shù)、工程、產(chǎn)業(yè)問題，并不是一回事。
1/ 脖子“卡”在哪？
殷瑞鈺院士是中國(guó)工程院首批院士，曾經(jīng)擔(dān)任工程管理學(xué)部主任委員。從十多年前開始，殷院士就反復(fù)強(qiáng)調(diào)：科學(xué)、技術(shù)、工程和產(chǎn)業(yè)的不同。殷院士是從技術(shù)一線做起來的，從工段長(zhǎng)、廠長(zhǎng)、做到公司的總工、冶金部的總工。他說：在不同崗位上，思維方式是不一樣的。比如，做工段長(zhǎng)時(shí)，考慮的是如何解決問題，而總工考慮的是從哪個(gè)環(huán)節(jié)入手解決問題。
科學(xué)研究，往往是解決“點(diǎn)上”的問題。也就是說，研究工作深入，但視野不廣泛。而優(yōu)秀的工程師、特別是總工，則要著眼于系統(tǒng)解決問題。系統(tǒng)復(fù)雜以后，技術(shù)難度會(huì)驟然上升。據(jù)說GPU的生產(chǎn)有1000道工序。假如每道工序的合格率是99.5%，整體的合格率也只有1%。很多問題，單靠點(diǎn)上的能力強(qiáng)是不行的。
科學(xué)研究和工程應(yīng)用是不同的概念。科學(xué)研究主要針對(duì)技術(shù)出現(xiàn)的初期，而國(guó)外能夠卡我們脖子的，都是發(fā)展了幾十年的成熟技術(shù)。我國(guó)做不了這些技術(shù)，不是不懂得原理，而是在“持續(xù)改進(jìn)”階段掉隊(duì)了。改進(jìn)階段是一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)步積累起來的，每一點(diǎn)進(jìn)步可能都沒有多少理論水平，但能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改善。
工程和技術(shù)對(duì)實(shí)踐的依賴性很高。如果科技工作者遠(yuǎn)離企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)，就會(huì)被越甩越遠(yuǎn)。柯俊院士是我國(guó)鋼鐵企業(yè)的先驅(qū)。柯院士曾經(jīng)說了一個(gè)笑話：如果冶金學(xué)教授造不了轉(zhuǎn)爐、軋鋼教授不會(huì)設(shè)計(jì)軋機(jī)就把他們殺了，中國(guó)差不多就沒有幾個(gè)冶金和軋鋼教授了。我想，假如史蒂芬孫（又譯喬治·斯蒂芬森，英國(guó)工程師，第一次工業(yè)革命期間發(fā)明火車機(jī)車，被譽(yù)為鐵路機(jī)車之父。制造界注）活到今天，恐怕也不會(huì)造火車了。
對(duì)一個(gè)技術(shù)來說，科學(xué)家主要作用發(fā)揮在技術(shù)的前期，而后期主要是技術(shù)和管理人員推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步。如果把前者比作接生婆、幼兒園阿姨，后者可以是小學(xué)、中學(xué)或大學(xué)的老師。讓接生婆和幼兒園阿姨輔導(dǎo)中學(xué)生、大學(xué)生，一般是不合適的。
2/ 當(dāng)工程師遇到科學(xué)家
科學(xué)和技術(shù)有著密切的關(guān)系。但是，真正認(rèn)識(shí)清楚的人卻不多。這些模糊認(rèn)識(shí)，嚴(yán)重影響我國(guó)高科技的發(fā)展。
首先，從科學(xué)家和工程師的角度看問題，答案往往是不一樣的：科學(xué)家常常發(fā)現(xiàn)自己的研究有用，工程師經(jīng)常覺得前沿的研究沒有用。為什么會(huì)有這樣的差別呢？
某個(gè)科學(xué)家有了科學(xué)發(fā)現(xiàn)以后，就會(huì)發(fā)表出來。很多人會(huì)看到這個(gè)成果。假如科學(xué)家的論文發(fā)表在檔次比較高的期刊上，成果就會(huì)傳播較廣。這時(shí)，會(huì)有人試圖“用用試試”。其中，世界上總有幾個(gè)人可能會(huì)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用效果不錯(cuò)，可能會(huì)發(fā)論文出來呼應(yīng)。過了幾年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)好幾個(gè)人用到了自己的成果。這時(shí)，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。他的目的是盡快解決自己眼前的問題。為了這個(gè)目的，一般會(huì)選擇自己熟悉的、成熟的辦法。科學(xué)家的研究成果不一定成熟、多數(shù)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(xué)里學(xué)的、許多年前就成熟的東西。這時(shí)，他就會(huì)覺得：科學(xué)研究的用處不大（當(dāng)然，不同專業(yè)領(lǐng)域的感受是不一樣的）。
解決技術(shù)問題時(shí)，應(yīng)該多從工程師的角度考慮問題、多聽聽工程師是怎么說的。科學(xué)家的話語權(quán)過強(qiáng)的時(shí)候，會(huì)誤導(dǎo)工程師的工作。如果領(lǐng)導(dǎo)分不清科學(xué)家和工程師，科技政策就會(huì)被誤導(dǎo)，影響我國(guó)的技術(shù)發(fā)展。
3/ “當(dāng)前的科學(xué)研究”和“當(dāng)前的技術(shù)創(chuàng)新”關(guān)聯(lián)度不高
進(jìn)一步分析：工程師感覺科學(xué)研究的作用不大，本質(zhì)上是“當(dāng)前的科學(xué)研究”和“當(dāng)前的技術(shù)創(chuàng)新”關(guān)聯(lián)度不高，往往不是在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上出現(xiàn)。
工程師承認(rèn)科學(xué)原理有用，但用到的科學(xué)原理往往不新鮮、往往不是當(dāng)代科學(xué)家研究出來的。換句話說，在工程師看來，在同一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)程中，“通過某項(xiàng)科學(xué)研究，才解決了技術(shù)創(chuàng)新問題”的情況其實(shí)非常罕見。即所謂“一槍難打兩只兔子”。人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)：先進(jìn)的技術(shù)往往不實(shí)用，實(shí)用的技術(shù)往往不先進(jìn)。
以上是工程師體會(huì)到的現(xiàn)實(shí)。但如果從論文、獲獎(jiǎng)項(xiàng)目的角度調(diào)查，是發(fā)現(xiàn)不了這個(gè)現(xiàn)實(shí)的。因?yàn)檎撐暮瞳@獎(jiǎng)項(xiàng)目往往都存在“幸存者偏差”。為了發(fā)論文、申報(bào)獎(jiǎng)項(xiàng)，即便是沒有用到先進(jìn)理論，也要包裝出來。否則就沒有辦法發(fā)表或獲獎(jiǎng)。
所以，現(xiàn)實(shí)中“包裝”出來的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，理論和應(yīng)用往往是兩張皮。這個(gè)項(xiàng)目中有理論研究，也有應(yīng)用成果。但先進(jìn)的理論對(duì)應(yīng)用成果的作用其實(shí)不大。把兩者綁在一起，只是為了滿足評(píng)委的胃口、滿足評(píng)獎(jiǎng)的要求才扯到一起來的。
4/ 科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系
下面，我從一個(gè)工程師的角度，進(jìn)一步分析科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系。前面提到科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的分離，實(shí)質(zhì)就是“科學(xué)研究”與相關(guān)的“技術(shù)創(chuàng)新”不同步。
有些技術(shù)出現(xiàn)在理論出現(xiàn)若干年之后。比如，牛頓提出人造地球衛(wèi)星的原理，過了幾百年才真正實(shí)現(xiàn)。還有些技術(shù)則是出現(xiàn)在理論出現(xiàn)之前。比如，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，才有人研究熱力學(xué)；橡膠發(fā)明50年以后，才有了高分子科學(xué)。這就是“科學(xué)研究”與相關(guān)的“技術(shù)創(chuàng)新”不同步。這種“不同步”，導(dǎo)致工程師覺得科學(xué)研究的價(jià)值低。
人們把“科學(xué)”和“技術(shù)”并稱為“科技”，體現(xiàn)了科學(xué)對(duì)技術(shù)的推動(dòng)作用。如果以10年、100年的時(shí)間尺度衡量的話，這個(gè)答案顯然是對(duì)的，科學(xué)研究明顯地推動(dòng)了技術(shù)的發(fā)展。但是，如果以年為時(shí)間尺度的話，新技術(shù)往往不是當(dāng)前的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)的。所以，一線的技術(shù)人員傾向于強(qiáng)調(diào)科學(xué)和技術(shù)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(jī)制和工作重點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)問題。
另外一個(gè)問題經(jīng)常被問到：工程師是如何利用科學(xué)原理的。
按照TRIZ的思想，科學(xué)發(fā)明本質(zhì)是利用物質(zhì)的屬性。科學(xué)研究讓我們認(rèn)識(shí)了這些物質(zhì)屬性。但是，用好這些物理屬性并不容易，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(jì)算出來。這是最理想的情況，也是未來發(fā)展的趨勢(shì)。
但是，工程技術(shù)問題受到各種條件的限制，理想不容易實(shí)現(xiàn)。其中的一個(gè)原因是：科學(xué)原理是描述因果關(guān)系的，有因則必有果。而工程師從事的是“求逆”的過程：要達(dá)到特定的效果，應(yīng)該怎么做？為了達(dá)到某一個(gè)目的，工程設(shè)計(jì)的結(jié)果不是惟一的，甚至可能沒有“最優(yōu)”。所以，設(shè)計(jì)工作往往是需要有經(jīng)驗(yàn)的人來完成。這里需要的就是工程師的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)然，科學(xué)原理可以用來驗(yàn)證人類的設(shè)計(jì)是不是符合要求。
在實(shí)際應(yīng)用過程中，科學(xué)原理的應(yīng)用也會(huì)受到限制。比如，傳熱過程就需要知道物性參數(shù)、邊界條件。但這些可能沒有辦法準(zhǔn)確得到。這個(gè)時(shí)候，就需要試驗(yàn)來解決問題，找到最優(yōu)點(diǎn)。
高技術(shù)往往體現(xiàn)在細(xì)節(jié)上。人類的設(shè)計(jì)總是在一定假設(shè)下開展的，否則復(fù)雜度太高就沒有辦法操作。但現(xiàn)實(shí)中總是會(huì)出現(xiàn)各種干擾，偏離理想狀態(tài)。高科技的難點(diǎn)，最終往往就體現(xiàn)在在極端條件下抑制干擾、實(shí)現(xiàn)極端的精確和穩(wěn)定。為此，需要解決很多問題。
工程師解決問題的時(shí)候，就像程序員找BUG一樣：每一個(gè)地方似乎都是對(duì)的，但結(jié)果卻不對(duì)。這個(gè)時(shí)候，必須回頭檢驗(yàn)自己的假設(shè)，到底哪里出了問題。這里憑借的往往也是經(jīng)驗(yàn)：否則，每一個(gè)細(xì)節(jié)都考慮的話，幾輩子都想不完，問題解決會(huì)遙遙無期。
遇到這樣的問題，科學(xué)研究可能也會(huì)有一定的作用：工程師猜出一個(gè)結(jié)果來的時(shí)候，要科學(xué)家去驗(yàn)證一下。但前提是“先有工程師的猜測(cè)，再有針對(duì)性的科學(xué)研究”。
5/ 工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，必須在實(shí)踐中培養(yǎng)
寶鋼有位德高望重的前輩，建國(guó)之初曾在清華讀書。他給我講過一個(gè)故事：畢業(yè)的時(shí)候，成績(jī)好的同學(xué)留在了科學(xué)院，成績(jī)中等的留在了大鋼廠，成績(jī)差的只能去小廠。但若干年后發(fā)現(xiàn)：科學(xué)院的同學(xué)水平最差、小廠的同學(xué)水平最高。他認(rèn)為，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是：科學(xué)院的同學(xué)每天只能去看顯微鏡下的組織結(jié)構(gòu)，視野太小，大廠的同學(xué)有機(jī)會(huì)管理一個(gè)車間，而小廠的同學(xué)則要管理一個(gè)廠子。實(shí)踐的機(jī)會(huì)不同，就導(dǎo)致了后來的變化。
陳經(jīng)先生昨天寫了一篇文章，支持科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的觀點(diǎn)，并且用兩彈一星作為例證。對(duì)此，我也不敢茍同。美國(guó)、蘇聯(lián)、中國(guó)搞這些東西的時(shí)候，都有大科學(xué)家參加。這很正常，因?yàn)楫?dāng)時(shí)這就是科學(xué)研究的前沿。而且，兩彈一星對(duì)科學(xué)理論的要求很高：因?yàn)?strong>實(shí)驗(yàn)成本和風(fēng)險(xiǎn)太高，必須要盡可能地算出來，而懂得這些計(jì)算的人特別少。我國(guó)當(dāng)年的科技人才又特別匱乏，初中畢業(yè)就算知識(shí)分子了，建國(guó)之初甚至都找不出幾個(gè)懂PID控制器的。于是，這些人成為社會(huì)仰望的“大科學(xué)家”。這些“科學(xué)家”其實(shí)主要是做工程師的事，是應(yīng)用科學(xué)知識(shí)而不是科學(xué)研究。但普通人是分不清楚科學(xué)家和工程師的。
與當(dāng)時(shí)相比，科技工作進(jìn)入成熟期以后，側(cè)重點(diǎn)發(fā)生了很大的變化。實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)的比例逐漸增加。于是，主要是技術(shù)和管理人員主導(dǎo)科技的進(jìn)步。
技術(shù)的后期做什么呢？主要是質(zhì)量、效率、成本等方面的工作。兩彈一星可以不計(jì)成本，解決卡脖子的問題、進(jìn)行商業(yè)化，則必須關(guān)注成本。而質(zhì)量、效率和成本是互相矛盾的。技術(shù)就是在解決這種矛盾的過程中發(fā)展起來的。所以，技術(shù)越是發(fā)達(dá)，這種矛盾越是復(fù)雜。
我認(rèn)為科學(xué)院不一定適合搞“卡脖子”的技術(shù)問題，就是因?yàn)榭茖W(xué)家和工程師其實(shí)屬于不同的專業(yè)。在高科技領(lǐng)域，必須強(qiáng)調(diào)這種差異。
打個(gè)比方，在水平比較低的單位主辦的運(yùn)動(dòng)會(huì)上，一個(gè)人可能既是長(zhǎng)跑冠軍又是短跑冠軍。但在奧運(yùn)會(huì)這樣高級(jí)的賽事上，長(zhǎng)跑和短跑是兩種不同的運(yùn)動(dòng)。必須有針對(duì)性的訓(xùn)練，才能培養(yǎng)出世界冠軍。同樣，在頂級(jí)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中，也必須知道這種差別。工程師和科學(xué)家的專業(yè)是不一樣的，必須讓專業(yè)的人做專業(yè)的事。
有人提出：科學(xué)院的科學(xué)家為什么不能改行做工程師？這個(gè)當(dāng)然是可以的。就像可以讓劉翔跑100米短跑，肯定比絕大多數(shù)人跑得快。但這個(gè)做法好嗎？另外，有人提出：科學(xué)院是有一些搞工程的人，他們?yōu)槭裁床荒苋ソ鉀Q“卡脖子”的問題？這里其實(shí)涉及到另外一個(gè)問題：什么樣的組織適合做這樣的事情？
對(duì)于這些“卡脖子”的技術(shù)問題，我國(guó)其實(shí)已經(jīng)“重視”了很多年了。為什么過去沒有解決，甚至離解決越來越遠(yuǎn)？這個(gè)問題必須想透了再去做，否則還會(huì)是老樣子：開始的時(shí)候決心很大，最后拍拍屁股走人。解決這些長(zhǎng)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(xì)。如果想得不夠深、不夠細(xì)，結(jié)果一定是失敗的。
對(duì)于卡脖子的技術(shù)，中國(guó)不是不懂原理，因?yàn)槲覀儙缀醵寄茉斐鰜?/strong>。我們最大的差距往往是質(zhì)量不行或成本太高。這些問題，幾乎都是靠長(zhǎng)期積累，尤其是一線操作、技術(shù)和管理人員的積累才能做好的。要有一流的設(shè)備、一流的原料、一流的操作人員，更要有一流的管理。而管好這些東西，不是科學(xué)家擅長(zhǎng)的。
華為、BAT都是我國(guó)典型的高科技企業(yè)。但我們注意到，這些高科技企業(yè)成名之前并沒有院士。他們的成功不靠一流的科學(xué)家，而是有一流的領(lǐng)導(dǎo)人。他們是懂得管理和產(chǎn)業(yè)的人。這些人甚至不懂技術(shù)。
專業(yè)的事情，還是要靠專業(yè)人士來做。產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題，還是要多聽聽產(chǎn)業(yè)人士的話才行。科學(xué)家可以去服務(wù)于他們，但不必做項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和主導(dǎo)者。