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【特邀专栏】黄志澄:钱学森论科学、技术与工程的相互关系(一)
【特邀专栏】黄志澄:钱学森论科学、技术与工程的相互关系(二)
四、关于新技术向工程的转化
技术的综合集成并不是简单的叠加,它也是一个创新的过程。它一方面,需要依靠工程需求的拉动;另一方面,需要发展钱学森提倡的以人为主,人机结合,从定性到定量的综合集成法。特别是对于有关航空、航天和军事等重大工程项目中,都必须集成许多全新的技术,为此,钱学森提出在新技术向工程转化的过程中,要重视先期技术演示(Advanced Technology Demonstrations,这个名词的中文译名是钱学森亲自确定的)阶段。这是新技术向工程转化的一个创新过程。这个阶段来自美国国防部。它是指在武器采办过程的先期技术发展阶段,将预研制阶段的成果(多为部件或分系统)在模拟的环境或试验靶场进行实际试验,以评审其技术可行性、作战适应性和经济承受能力。先期技术演示大体有两种类型:一类是眼于技术储备,称为原理验证性技术演示,一般在非作战环境中进行,其具体用途一时不明确,预期日后可用于现有武器改进或新武器研制;另一类是面向新武器方案的技术演示,称为先期概念技术演示(Advanced Concept Technology Demonstrations)其目的是加速成熟技术向新型号的转移,尽可能在逼真的作战环境中进行。
1994年春天,钱学森回想飞机、火箭、导弹的总体研制过程,并展望未来的空天飞机的研制时说[17]:“高新技术的设计开发工作,也是人-机综合的大成智慧工程,因为:
(1)把整个设计开发工作分解为几个局部问题,每一局部问题,如在马赫数8以上的超声速燃烧冲压发动机,如气动力问题、如结构问题、如结构防热问题等等。
(2)再把某一局部问题分解为不同时刻的瞬时过程,如超声速燃烧的瞬时实验模拟,用1/100秒-1/10秒;用两种研究方法:计算机模拟及实验模拟,以验证计算、考核理论.
(3)所有局部问题都经过实验证实,得到可靠的理论计算方法了,就可以综合了。
(4)综合主要用计算机、计算机模拟全机全飞行过程,满意了,再进入全工程的真实实物试运转。这最后一段工作是耗资巨大的,力求一次成功。”
钱学森在这里明确提出了适用于大型工程系统的综合集成方法。这个方法强调了对系统的正确分解、以验证计算和考核理论为目的的分系统的计算机模拟和实验模拟(包括地面实验和缩比模型的飞行试验)和全系统的计算机仿真。进一步,钱学森指出,还必须进入工程的真实实物试运转,也就是前面提到的先期概念技术演示。钱学森对新技术向工程转化的论述,对我国的技术创新和工程创新,具有方法论的指导意义。
五、结束语
讨论科学、技术、工程的相互关系,无疑,将会突出从科学向技术的“转化”和从技术向工程的“转化”问题,有助于正确地制定相应的政策,促进这两种“转化”。对于这两种“转化”,钱学森分别提出了发展工程科学(技术科学)和发展系统工程的综合集成方法。这对我国科学、技术和工程的发展,具有十分深远的意义。人类社会发展的历史,就是新的、先进的生产力不断取代旧的、落后的生产力的过程,其中科学技术推动着生产力的发展,决定着生产力的发展水平;而在方面,工程科学技术起着最重要、最直接的作用。科学是认识客观世界的知识体系,属于潜在生产力;在工程科学的推动下,科学发展为工程技术,将知识创新转化为技术创新,从而推动现实生产力的发展。工程活动是现代社会存在和发展的重要基础之一。工程活动不仅是对特定目标的技术的综合集成,而且是技术、经济、文化、环境等因素综合作用下的一种社会发展活动。因此,我们必须在科学发展观指导下,有效地选择、设计、建设和运行工程项目,以加速我国的现代化进程。
参考文献 (略)
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。作者黄志澄的更多文章,请点击以下链接查阅:
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