钱学森院士:“分分合合”的三类科学

2017-03-20 09:29 来源:中国科普博览 
2017-03-20 09:29:35来源:中国科普博览作者:责任编辑:肖春芳

  作者:钱学森(中国科学院院士)

  在人们从事生产的过程中,必然地累积了许多对自然界事物的经验,这些经验可以直接应用到生产上去,也可以先通过分析、整理和总结,然后再应用到生产上去。

  直接应用这一个方式是工艺的改进,是所谓的工程技术,而把经验进行分析、整理和总结就是所谓的自然科学的起源。

  所以工程技术和科学研究只不过是人们处理生产经验和对自然界观察结果的两方面,基本上是同一来源,而且两方面工作的最终目的也是一样的,都是为了改进现有的和创造更新的生产方法来丰富人们的生活。

  在这里,自然科学这一名词是用来指包括数学、物理学、化学,以及生物学、地质学等在内的科学,但是并不包括工程技术。

  是科学家也是工程师?

  在科学发展的早期,我们不能把科学家和工程师分开来。一位物理学家同时也可能是一位工程师,牛顿就是一个著名的例子。

牛顿

牛顿

  牛顿不仅因发现了力学上的三大定律,而奠定了理论力学的基础,而且他也是一位结构工程师,他设计了一条在英国剑桥大学校址中的木结构桥,这桥据说至今还存在。

  再像欧拉,他不仅是一个大数学家,而且在工程结构的稳定问题上也作出了伟大贡献。

  但是在十九世纪中,当科学在资本主义社会中得到了迅速的发展,科学家的确和工程师“分手”了

  当时的科学家们忙于建立起一个自然科学的完整体系,而工程师们则忙于用在实际工作中所积累了的经验来改进生产方法。

  同时,欧洲的一些学者和科学家,对工程师是看不起的,认为他们是一些有技术但没有学问的人,而工程师们又认为科学家是一些不结合实际的幻想者,由此也让两方面的人缺乏了相互之间的了解和合作。

  当然,科学家和工程师“分手”的这种现象,也是事实上的一种社会需要。

  某一部分的工作因发展而变得更复杂了,工作量也大了,此时若要一一兼顾,自然是不可能的,分工就成为必需。但这也不能完全解释为什么分工之后不能保持紧密的联系,我相信其中必定有更深入的原因。

  而这原因,则多是由于当时科学的发展还没有达到一个完整体系的阶段,自然科学的各部门中虽然有些部分是建立起来了,但另一些部分又确是模糊的,不明确的。

  也就是说,当时的自然科学自身还有不少漏洞,不是一个结实的结构,所以当时的自然科学还不能作为工程技术的可靠基础,来把工程技术完全建筑在自然科学基础上面。

  由于这些漏洞,有一些纯由理论所推论出来的结果明显不符合事实,动摇了工程师们对当时自然科学的信心。

  这样看来,我们便可以完全理解,为什么在十九世纪中和二十世纪初年工程师与科学家之间会出现隔膜了。

科学家

科学家(图片来源见水印)

  工程与技术也要分开而论

  在原子和分子世界中,有量子力学;在日常生活的世界里,有牛顿力学;在大宇宙的世界里,有一般相对论的力学。于是,在今天来看,我们对物质世界的认识,只要是在原子核以外,只要除开个别几点,是基本上没有问题了。

  由这个事实出发,有许多科学家认为:一切工程技术可以看做是自然科学的应用,而一个工程师的培养只要在他的专门业务课程之外,再加上自然科学就行了,就可以保证他在以后工作中有解决新问题和克服困难的能力。