11月29日,由中国科学院大学(以下简称国科大)和中国科学院力学研究所联合主办的“中国工程科学高峰论坛”在京举行。来自科技部、工业和信息化部、中国科学院、中国工程院、国科大、清华大学、天津大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学等单位以及中航工业、航天科技、中国交建、西门子等企业的院士专家共计200余人参会。
据悉,这是国内首次以工程科学为主题召开的高峰论坛。主办方表示,这一论坛是科学家、工程师、企业家、哲学家和社会各界跨学科交流的学术平台,致力于繁荣和发展中国的工程科学,呼唤涌现一批战略工程师和工程科学家,应对“卡脖子”技术瓶颈,进一步发力工程创新主战场,推进中国经济的高质量发展。
论坛开幕式上,国科大党委副书记高随祥宣读了全国人大常委会原副委员长、中国科学院原院长路甬祥院士的贺信。路甬祥在贺信中指出,基础自然科学以自然界为研究对象,以追求真理为目的;工程科学以人工物为研究对象,以追求人类福祉为目的。随着现代经济与社会的飞速发展,在基础自然科学迅速发展的同时,以人工物为研究对象和人类福祉为目的的工程科学更成为了现代科学的主体内容。
当前,我国正在大力推进《中国制造2025》,这既是一项造物的自然工程,也是一项强国的社会工程,其中就包括要解决工程设计、技术创新、工程创新等方面提出的许多重大工程科学问题。路甬祥认为,目前的中国不仅是一个工程大国,而且正阔步走在建设工程强国的道路上。加强工程科学研究绝不仅仅只是一个单纯的理论问题,而且具有重要的现实意义和政策意义。
中国科学院副院长、党组成员,国科大党委书记、校长李树深院士出席论坛开幕式并致辞。他指出,纵观人类社会发展史,科学始终提供着基础性的原动力和普惠性的推动力。当前,新一轮科技革命和产业变革正在加速推进,人类又一次迎来跨越式的发展契机,然而受人类认知水平的限制,当前人们对科学的认知在某些领域已经达到了极限,全人类共同面临着制约科技发展和社会进步的瓶颈问题。
我国与世界科技强国相比,不少领域差距依然明显,特别是核心技术的短板依然突出。李树深指出,聚焦有望形成颠覆性创新及引领产业技术变革方向,影响产业未来发展态势,抢占未来产业制高点的领域;着重突破国家经济社会发展的瓶颈制约,能够产生显著经济社会效益的领域;解决涉及国家安全和重大利益,关系国计民生和产业命脉的“卡脖子”问题,需要我们励精图治,奋发有为。
中国工程院工程管理学部主任胡文瑞院士在致辞时说,中国工程院工程管理学部是一个综合性、战略性学部。该学部承担的“颠覆性技术研究”“交通强国”“航天发展战略”“中国建造2035”“川藏铁路建设”“工程哲学”“工程管理理论”等重大研究课题,产生了重大影响。他表示,进入新世纪以来,我国涌现出一大批成果,尤其在重大工程领域,令世界刮目相看。
同时,我们也越来越深刻地认识到,我国在科学研究尤其是基础科学研究和工程科学研究方面,与世界领先水平相比还有一定差距。
中国科学院院士李家春这样总结工程科学的特征:“以工程技术应用为目标;借助科学认识,进行物理建模,采用理论或数值方法,经过验证,获得问题解答,直接解决工程技术问题;加速自然科学与工程技术的结合;带领工业前进。”李家春目前兼任国科大工程科学学院(以下简称工学院)院长。他认为工程科学的发展主要有三个方向:首先是面向国家重大需求;其次是引领学科交叉前沿;再次是培养复合型领军人才。
国科大工学院成立于2015年7月,以中科院力学所为主创建。工学院的建立有着先天优势——优秀的人才队伍,国家、院级实验室与先进实验设备,近60年的科研成果与经验积累,承担国家重大任务。然而,面对当今世界科技发展态势,以及新时代国家对人才的迫切需求,特别是在新工科建设的背景下,工程科学如何适应新形势发展的要求还需要进一步深入思考。
中国科学院院士、中国科学院副秘书长、中国科学院动物研究所所长周琪强调,不要把基础科学和工程科学对立起来、割裂开来。周琪在报告中阐释,基础科学以自然现象和物质运动形式为研究对象,是探索自然界发展规律的科学,包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学等七门基础学科及其分支学科、边缘学科。基础科学的研究成果是整个科学技术的理论基础。
而工程科学是现代科学、历史经验、文化、艺术和祖传生存技能的选粹结晶,是科学的重要组成部分,是将数学、物理学、化学等基础科学的原理通过各种途径应用于人类的日常生活、探索实践中,从根本上改变人们的生活方式及生活水平。
中国国际工程咨询有限公司董事长、党委书记、总经理,国科大跨学科工程研究中心主任王安院士分享了对工程创新关键因素的理解。王安认为创新是一个发现问题、提出目标并解决问题的过程,有其内在规律。
从个人创新来看,创新主体以使命和责任为驱动,以知识、经验、所见所闻和悟性为基础,在特定体制机制、市场需求、市场竞争等外部工作条件下去发现问题,视野越宽,发现的问题越多;通过集成创新解决问题,能组织的资源越多,创新效果越好。与个体创新不同,团队创新的目标更重大,面对的系统更复杂(如高铁、深空探测),需要调动的各类资源更多(非个人能力所及)。
因此,王安认为,团队的人员结构、组织能力、制度建设、文化氛围、资源利用,以及行业政策、市场需求、市场竞争等外部环境,都是决定创新活动的关键因素。所有要素在创新思维方式指引下汇聚融合,实现集成创新。
中科院力学所研究员,国科大工程科学学院(以下简称工学院)副院长戴兰宏教授在报告中指出,首先要有家国情怀,爱国、有责任心;然后是对于工程科学理念有好的传承;在数、理、化、工等学科方面有深厚基础;在实验、计算方面有过硬技能;具备宽广视野,适应学科交叉等要求;最后在人文、哲学和管理方面还要具有一定知识素养。2017年,国科大工学院开始招收理论与应用力学专业本科生。
戴兰宏回忆说,国科大当时分管本科教育工作的副校长席南华院士提出,“不想再建另一个与北大或清华雷同的专业”。在这个思路下,他们广泛调研加州理工学院等欧美一流大学的课程后,结合实际提出了新的课程体系。
国科大工学院学生有10门专业必修课:工程科学概论、连续介质力学(流、固)、热力学与统计物理、设计与制造、热工基础、工程科学中应用数学方法、系统工程与工程管理概论、现代计算力学导论、综合实验(力、热、电部分)和化学原理。“这10门课(的设置)当时请教了教育部力学类专业教学指导委员会的一些专家意见,他们觉得怎么和北大清华力学专业都不一样,有很多疑问,后来一听解释,觉得挺好。
”戴兰宏说,这10门课程强调数理化及工科基础、实验与计算技能、系统管理和工程科学思想的传承。今年5月,北京市教委公布了北京高校高精尖学科建设名单,入选的高精尖学科共99个,国科大工程科学名列其中。他表示,国科大工程科学学科将从以下两方面进行创新和发展。
第一,从传统以应用力学为主导的工程科学向力、热、电、数理化、生物、材料、信息、先进制造等学科前沿延伸,并与空天、能源、深海、环境、交通等重大工程需求紧密结合;第二,将工程科学与工程哲学、工程管理深度交叉融合,构建工科专业新结构,创新工程教育方式与手段。“通百艺而专一长。”戴兰宏引用英国博物学家、教育家赫胥黎的话,总结了国科大工程科学人才的培养目标,“既要有广阔的知识面,也要有过硬的本领”。