【特邀专栏】黄志澄：钱学森论科学、技术与工程的相互关系（一）
二、关于工程
现在对于“工程”有各种定义。一种狭义的定义是2005年出版的《现代汉语词典（第五版）》的释义[6]：“土木建筑或其它生产、制造部门用比较大而复杂的设备来进行的工作，如土木工程、机械工程、化学工程、采矿工程、水利工程等。也指具体的建设工程项目。”一种更广义的定义如中国科学院研究生院的李伯聪教授在2002年出版的《工程哲学引论》中的定义为[7]：“对人类改造物质自然界的完整的、全部的实践活动和过程的总称。”他明确地提了出科学、技术、工程三元论[7]：“为了更简明地辨析与把握科学、技术与工程的不同特性，我们可以简要地把科学活动解释为以发现的核心的人类活动，把技术活动解释为以发明为核心的人类活动，把工程活动解释为以建造为核心的人类活动。”“很显然，这个工程的含义与生产一词的含义是有很多“重叠”之处的。” “在现代社会中，只有工程化的活动才是最发达、最典型的生产活动。”当然，还有更广义的定义，即把人类的一切活动都看作工程，包括社会生活的许多领域。如：211工程、“五个一”工程、安居工程、希望工程等。显然，最后这个定义不是本文讨论的内容。
由于对工程的定义的不同，在讨论科学、技术和工程的相互关系时，就会有不同的理解。关于第一种定义，钱学森在考察工程概念的历史演变时指出[8]：“英语Engineering（工程）这个词十八世纪在欧洲出现的时候，本来专指作战兵器的制造和执行服务于军事目的的工作。从后一涵义引申出一种更普遍的看法：把服务于特定目的的工作的总体称为工程，如水力工程、机械工程、土木工程、电力工程、电子工程、冶金工程、化学工程，等等”。钱学森、许国志、王寿云等同志，在1978年发表的《组织管理的技术-系统工程》一文中，论述论述了工程的历史发展过程[9]。“先从工程技术方面说起。在历史上，例如作为个体劳动者的一个泥瓦匠，他要造房子，首先要弄到材料，选定一个可行的方案，然后进行建设。他要建造一间什么样的房子，在他动手建造之前，房子的形象已经存在于他的头脑之中。他按照一定的目的来协调他的活动方式和方法，并且随着不断出现的新的情况来修改原来的计划。在整个劳动过程中，他既构想这所房屋的“总体”结构，又从每一个局部来实现房屋的建造；他是管理者也是劳动者，两者是合一的。后来生产进一步发展了，在手工业工场里，出现了以分工为基础的协作。”“从本世纪以来，现代科学技术活动的规模有了很大的扩展，工程技术装置复杂程度不断提高。四十年代，美国研制原子弹的“曼哈顿汁划”的参加者有一万五千人；六十年代，美国“阿波罗载人登月计划”的参加者是四十二万人。要指挥规模如此巨大的社会劳动，靠一个“总工程师”或“总设计师”是不可能的。五十年代末六十年代初，我国为了独立自主、自力更生地发展国防尖端技术，开展了大规模科学技术研究工作，同样碰到了这个问题。总之，问题是怎样在最短时间内，以最少的人力、物力和投资，最有效地利用科学技术最新成就，来完成一项大型的科研建设任务。问题来了就促使我们变革。”钱学森等同志在这里区分了手工业和工程，而区分这两者的主要标志就是工程的系统特征[9]：“我们把极其复杂的研制对象称为“系统”即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且这个“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。”
钱学森对开放的复杂巨系统的定义是[10]：“1、系统本身与系统周围的环境有物质的交换、能量的交换和信息的交换。由于有这些交换，所以是“开放的”。2、系统所包含的子系统很多，成千上万，甚至上亿万。所以是“巨系统”。3、子系统的种类繁多，有几十、上百，甚至几百种。所以是“复杂的”。”“过去我们讲，开放的复杂巨系统有以上三个特征。现在我想，由这三条又引伸出第四个特征；开放的复杂巨系统有许多层次。这里所谓的层次是指从我们已经认识得比较清楚的子系统到我们可以宏观观测的整个系统之间的系统结构的层次。如果只有一个层次，从整系统到子系统只有一步，那么，就可以从子系统直接综合到巨系统。我觉得，在这种情况下，还原论的方法还是适用的，现在有了电子计算机，从子系统一步综合到巨系统，这个工作是可似实现的。从前我们搞核弹，就是这么干的。”“我们所说的开放复杂巨系统的一个特点是。认可观测的整体系统到子系统，层次很多，中间的层次又不认识；甚至连有几个层次也不清楚。对于这样的系统，用还原论的方法去处理就不行了。怎么办？我们在这个讨论班上找到了一个方法，即定性到定量的综合集成技术，英文译名可以是： Meta－synthetic Engineering，这是外国没有的，是我们的创造。”如上所述，钱学森认为，复杂的工程如核弹、航天飞机和空天飞机等大型工程，在研制阶段，虽然要面对多个层次和大量的子系统，但这些层次是固定的和可认识的，因此，这种工程只能视为简单巨系统；但是在这些工程的使用阶段，却要面对更复杂的不确定因素，即要面对社会系统对这样的机械电子系统的复杂影响。例如确定美国航天飞机在使用过程中的可靠性，就要面对人、环境和担负这个工程项目的组织机构的文化等因素的复杂影响。此时，解决这些问题，就面临一个开放的复杂巨系统了。进一步，钱学森强调了工程是技术的综合集成，对于简单巨系统的研制，随着计算机的发展，定量分析的比重将逐步增加；但是，对于属于复杂巨系统的问题，却只能采用以人为主，人机结合，从定性到定量的综合集成法[11]了。由此可见，工程是有特定目标的注重效益的系统。它是综合集成多种技术并实现优化的过程。近年来，由于可持续发展的要求，还必须充分考虑到工程活动可能引起的环境问题，以人为本，努力使工程与环境、生态协调一致。
对于工程的第二种定义，我国的工程界和哲学界正在热烈讨论。关于工程的定位，我们一方面可从科学、技术与工程的关系中把握工程；另一方面，也可从工程与生产的关系中把握工程。将这两方面结合起来，可从“科学-技术-工程-产业-经济-社会” 的“知识链”和“价值链”的“网络”中来认识工程的本质和把握工程的定位[121]。这种各个环节之间的相互关系的研究，将为近年来兴起的“科学、技术与社会”（STS）这门学科的研究，提供更清晰的研究思路。
三、关于科学、技术与工程的相互关系
关于科学、技术、工程的相互关系，哲学界的看法是[7]：“科学、技术和工程的相互转化可以有两个方向。一个方向是从科学转化为技术、技术再转化为工程。”“科学、技术和工程三者转化的另一个方向是从工程到技术再到科学的方向。”最近出版的《工程哲学》一书，也指出[13]：对于技术与工程关系的复杂性，不仅是“由于工程现象与技术现象固有的紧密联系，人们常常也很难作出确切的区别。”，而且“技术包括三个相互联系的方面，即技术的操作形态、实物形态和知识形态。”“当从知识形态向实物形态转化时，这就是工程活动。”此外，这本书也进一步指出：“由于工程与技术之间具有集成与层次的关系，在此时此地是工程的事物或活动，在彼时彼地却是某种技术。” 由此，另一种意见是[14]： “工程与技术、工程科学或技术科学、技术哲学或工程哲学，相互之间没有必要区分，也很难区别开来。”。
根据科学、技术、工程的三元论，工程界和哲学界将工程科学、工程技术和技术科学和专业技术区分开来，例如有这样的论述[15]：“工程技术就是在社会实践活动广泛应用的各种实用的技术状态。它处于技术世界体系统结构的顶端，与工程科学关系密切。工程科学以各类工程实践活动中的普遍性问题为研究对象，综合应用基础科学、技术科学、经济科学、管理科学等多种学科的理论方法，直接服务于各种目的性活动。”。实际上，在这种意义上的工程科学还在孕育之中，还没有形成完整的体系；而将技术和“工程化的技术”区分开，也是很难的，因为几乎所有近代的技术都是“工程化的技术”。在钱学森的著作中，虽然也认为技术和工程是不同的概念，但他并没有将工程科学与技术科学，工程技术与专业技术区分开来。我国的工程技术界也仍然同意现阶段不必作这样的区分。我国工程院院长徐匡迪在最近的讲话中指出[16]：“工程科学（或称为技术科学）是架设在基础科学和工程技术之间的桥梁，研究和解决某类工程技术中带有普遍性的问题，而工程技术（或称为技术）是在生产建设第一线直接用以创造现实生产力的手段。”
近年来在哲学界和工程界讨论的热点是工程和技术的相互关系，钱学森在这方面，强调了工程是技术的综合集成。一方面，技术是工程的基础，当然，工程中不但包括技术因素，还包括管理、经济、文化等因素。另一方面，工程对技术有明显的选择、引导和支持作用。
黄志澄，空气动力学家、航天技术专家、技术评论家。1937年出生于江苏无锡，1958年毕业于北京航空学院。长期从事空气动力学、航天发展战略研究，为我国大型试验基地建设、载人航天方案论证、新型航天器研制做出了重要贡献。近十年来从事科学、技术与社会（STS）等宏观科学领域研究。著作有《高超声速飞行器空气动力学》、《航天科技与社会第四次浪潮》等。
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