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科技创新的总工程师模式研究

2013/06/06 阅读:

二战时兴起的现代大型工程,不同于古代经验主导的工程,而是涵盖科学、技术、工程于一身的复杂系统工程。情况正如钱学森所言:“我们必须再次强调科研系统工程不同于工程系统工程,它的服务对象是基础研究、应用基础研究和应用研究。因而探索性很强,是探索我们还不知道的、不认识的,或还大部分不知道的、大部分不认识的客观事物,包括自然界的或社会的。这样就在工作规划、计划中对工作对象不完全掌握,有一部分要在研究实践中逐步掌握;而一旦全部掌握了,研究工作就完成了。所以科研系统工程免不了要猜,可能猜对,也可能猜错”[1]。现代科技工程呈现出的高科技含量和空前的复杂性,使得纯粹的政府和军方官员难以胜任工程管理者的角色,而具有管理才能的科学精英,则显示出从事国防科技工程管理的天然优势。在二战期间的战时科研中,范尼瓦尔•布什、奥本海默、费米、查德威克、康普顿、布里奇曼、劳伦斯等人,即是科学家投身国防工程管理的典范。他们既是学界德高望重的领袖,又具备复合型的能力素质,既有一流的业务水平,又要有灵活务实的管理理念,既能整体把握科技工程的进程,又能高效洞察军事技术突破的瓶颈,兼具卓越的科研能力、出色的组织能力和果断的决策能力,因而能够以“总工程师模式”成功实现科学技术创新。

国内方面,新中国应对霸权国家“核讹诈”的国家安全需求与“全国一盘棋”的国防科研方略,促使中国科学精英走上工程管理岗位。20世纪50年代以来,为应对美苏两大阵营对峙的冷战格局给国家安全与和平发展带来的挑战,抵制霸权国家的核威慑和国际军备竞赛,中央做出发展原子弹、导弹、人造地球卫星,突破尖端军事技术的战略决策。1956年,研制导弹、原子弹被列入我国的《十二年科学技术发展规划》,开启了新中国大型国防科技工程的序幕。建国以后陆续开启的大型国防科技工程,就其高密度的科技含量和极端的复杂性而言,既是中国科技史和工程史上的一大创举,也是科学技术管理史上的一次重大挑战。在工程筹备之初,一方面,中国的科学教育和工业制造基础仍然非常薄弱,另一方面,在科研工程领域,行政管理权威的力量并不强大,如何汇聚各领域的高水平科学家共同进行国防工程大协作,这是传统行政管理人才无法实现的。因此,钱学森、钱三强、彭桓武、邓稼先、朱光亚、周光召、孙家栋、王永志等科学权威凭借个人的科研能力、管理能力和在专业领域的强大号召力,为大型军事工程的科学动员和组织发挥至关重要的作用,科技工程领域的总工程师也就成为新中国顶尖科学家群体的重要组成部分。

路径解析

科学权威实现向管理权威转变,以总工程师身份主导工程运行时体现出鲜明的路径特征。在工程运行的不同阶段,他所扮演的角色和发挥的作用各不相同。最初,他们扮演战略咨询专家的角色,依托丰富的研究阅历,能够准确洞悉科学前沿的潜在应用前景,把握技术发展的未来趋势与方向,为决策层提供前瞻性的战略咨询意见。工程立项之后,他们是基础科学家、技术科学家和工程管理专家的复合体,不仅参与核心关键技术攻关,而且凭借对国防科技工程已经具有了系统的、整体的认知和把握能力,从全局的视角统御和协调工程中的各个子系统的运行,为达到工程最终目标提供高效的工程组织管理,进而实现个人价值与社会价值的统一。概而言之,如图1所示,科技创新的“总工程师模式”可以体现为四个前后相继的阶段。

1提出科研项目的战略咨询建议

科学权威向管理权威转向的第一步,即是提出科学技术发展的战略咨询建议。在新中国科技史上,科学家提出战略咨询,被政府和军方采纳,并产生深远影响的战略咨询案例,首推钱学森的《建立我国国防航空工业的意见书》以及王大珩、王淦昌、杨嘉墀和陈芳允四位科学家提出的“关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议”,前者藉此成为新中国的“航天之父”,王大珩等人则主持了“863”计划中激光技术、能源技术、自动化技术和航天技术领域的项目规划与实施。科学权威基于敏锐感而进行的战略咨询预案,要使之推动科技创新并最终转变为科学威望上的提升,本身并不是一个一帆风顺的过程。他们对基础科学前沿领域进展的应用价值判断和实践,本身就是高风险的探索活动。科技政策方面的重大变更、研发条件限制和战略资源匮乏,都是制约科学家洞察力与敏锐感发挥作用的重要因素。在敏锐关注基础研究前沿与规避风险性之间保持必要的张力,成为决定战略咨询能否成功实施的关键因素。这种张力的维系,有赖于科学家与决策层双方的共同作用。对科学家而言,战略咨询建议必须立足基础科学前沿进展,同时也必须关注国家面临的战略态势、科学技术水平乃至工业部门的基础状况。对决策部门而言,在对待科学家的咨询建议时,既要充分尊重他们对于科学前沿成果应用前景的敏锐判断能力,又要以谨慎的态度分析研究潜在的应用价值与可行性,特别是要结合国家的科技政策和工业制造能力,在科技资源配置上要量力而行。自1956年中国制定《十二年科学技术发展规划》开始,在战略咨询层面,科学家与决策层之间围绕科研立项进行了日益密切的互动,促成了规划科学的兴起和官产学联合体的形成,也使得科学共同体内部固有的科研选题方式受到冲击。在传统的科研活动中,基于“为科学而科学”的无私利性,科学家的选题只追求纯粹科学上的意义,即专注于发展科学知识的目的而非其他功利的目的,情况正如波拉尼在《科学的自治》一文中所述:“大体来说,课题的选择和研究工作的实际进行是个别科学家的责任”[2]。建国后,中央政府一系列科学技术规划的出台,打破了这种科学自治的局面。受制于国际战略格局和国内研发基础的双重影响,中国科学家进行战略咨询的选题,明显地表现出立足紧迫科技战略需求与追逐最低研发风险的双重特征。一方面,战略咨询的选择域偏向军事安全和国计民生的紧迫需求,这使得一些“冷门”领域的科学家为避免被边缘化的状况,进行科研选题的重大转向,20世纪50年代以来,中国物理学界集中向核物理领域的转向和数学界集中向应用数学领域的转向即是明证。另一方面,战略咨询的高度风险性与薄弱的制造工业基础,共同决定了决策层对于选题的审慎态度。为规避战略咨询的重大风险,中央以“全国一盘棋”的原则,将高校和研究机构的科研力量汇聚于大工程中,并奉行跟踪模仿的研发方略,致使传统的学院式研究氛围被科层结构的工程氛围所取代,立足前沿与立足空白的选题路径被“追尾巴,照镜子”的模仿式路径取代。

2汇聚科技研究与开发资源

总工程师模式科技创新的第二步,即是政府和军方对咨询建议予以政策支持,科技资源(资金、设备和图书资料等)向战略咨询者所在的研发平台汇聚。回顾建国以来的国防科技史,政府和军方对于科学家提出的科技咨询建议,特别是与国家科技安全密切关联的战略咨询,往往不吝于科技资源方面的倾力支持。早在建国初期,针对钱学森、钱三强等海归科学家的咨询建议,党和国家领导人毅然顶住经济压力,未雨绸缪地购置仪器设备,推动核武器和导弹领域的先期探索,最终实现了新中国军事技术史上“两弹一星”的辉煌。改革开放以来,在国家发展主线调整到以经济建设为中心的情势下,最高决策层仍然不吝惜对具有战略意义的科学技术方面投入巨资。1986年3月,由著名科学家王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允联合提出了《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》,邓小平同志审阅建议后作出重要批示:“这个建议十分重要,请找专家和有关负责同志,提出意见。以凭决策。此事宜速决断,不可拖延”[3]。科学权威的敏锐洞见加之国家领导人的果断决策,共同促成中央政府拨付100亿元的科研经费,以推进国家高技术研究发展计划(“863”计划)的实施。从《关于跟踪研究外国战略性高技术发展的建议》的提出,至“863”计划得以顺利实施并取得重大社会影响的全过程,充分显示了在获取科技资源方面,杰出科学家利用科学威望对决策层产生的强大影响力。当然,对于科技创新资源而言,资金只是其中的一个组成部分,高水平的创新型人才对于科技创新的影响更为深远。因此,在汇聚科技资源的环节,总工程师的作用还体现为利用其科学威望,招揽顶尖人才,并提升所在科研机构的整体研发能力。总工程师主导的科研人才配置模式的优势,集中体现为总工程师与一流科学家之间的相互吸引。客观而言,无论是总工程师本人,还是相关领域的一流科学家,彼此都有寻觅高水平合作者的意愿。早在总工程师提出战略咨询期间,这种相互吸引的高端人力资源配置过程已然展开。作为咨询议案的倡议者,总工程师提出战略咨询的过程,往往不是孤立的个人行为,而是由多名来自相同、相近或不同领域的高端人才共同推动的群体行为。譬如在20世纪80年代,国际上激光惯性约束聚变的最新进展,引起了著名核物理学家王淦昌的高度关注。他联络王大珩、邓锡铭、于敏和贺贤土等科学家,联名致信军委邓小平主席,并在中南海就开展激光惯性约束研究向国务院李鹏总理做专题汇报,从而促成了“神光”系列激光驱动器项目的启动,推动中国惯性约束聚变研究进入新的阶段[4]。这一案例中,王淦昌、于敏、贺贤土是核物理领域的知名学者,而王大珩、邓锡铭则是著名的光学家,他们联合推进激光核聚变项目,可以在学科交叉与融合的背景下,实现科学威望累积的团体优势,进而吸引更多不同领域的学者投身这一研究领域。当然,兴趣爱好是个人成才最强大、最持续的精神动力,而任务导向则是大工程最基本的人力资源配置原则。总工程师模式的科研人才配置过程,实质上遵循以任务为导向的配置原则,这就必然与基于兴趣和优长的传统科学活动中的人才配置原则产生冲突。依据科学社会学家朱克曼的看法,科学社会中理想的人才配置过程,应当是由未来科学精英的自我选择过程和研发机构的挑选人才的过程的相互作用所造成的[5]。这是一个彼此相互吸引、相互追逐的双向选择过程,前者追逐与兴趣、专长相匹配的工作愿景,后者追逐与研发岗位相匹配的潜在精英。然而,在大工程环境下,担任总工程师职位的科学权威固然可以凭借其科学威望与少数成名的科学家之间实现相互追逐的配置方式,却无法将这一方式普及开来。对于占绝对多数的基层研发人员而言,由于岗位配置难以完全考虑个人的兴趣、优长和早期的研究成果,他们可能要面对个人研究方向与工程目标不相匹配的状况。

3以工程管理职位主导工程运行

总工程师模式科技创新的第三步,即是科学家以总设计师或总工程师的职务,全面组织、统筹并参与科研项目的各项事务。在前两步当中,战略咨询的成功和创新资源的汇聚,主要是依靠总工程师的科学威望,特别是自身的人格魅力和在专业领域的强大号召力。然而,一旦科研项目正式启动,总工程师以管理职位主持科技创新的进程,他就从单一的科学权威转变成为科学权威与管理权威的复合体,因而需要具有复合型的能力素质。钱三强在推荐朱光亚担任核武器研制工程领导者时,就曾对其能力素质做出界定:“第一,有较高的业务水平和判断事务的能力;第二,有较强的组织观念和科学组织能力;第三,能团结人,既与年长的科学家合作得很好,又受到青年科技人员的尊重;第四,年富力强,精力旺盛”[6]。由此可见,邓稼先、朱光亚、孙家栋等人作为现代科研工程中的总设计师或总工程师,无论其科学共同体内部享有如何尊崇的地位,都需要在管理层面具备三项基本的能力素质。首先,他必须超越自身研究领域的桎梏,具备开阔的、跨学科的科技视野,把握核心关键技术的突破方向,并藉此确立创新路径;其次,他应当具有良好的人际关系和组织协调能力,能够凝聚并带领军事技术研发团队围绕明确的目标展开集中攻关;第三,他作为团队的核心,还需要具有良好的与外界交流沟通的能力,从而为研发团队提供良好的环境和充裕的科技资源。显然,上述三项已经超出了传统意义上科学权威能力素质的范畴。科学家以总设计师的角色参与科研项目管理,涉及到审时度势地把握管理进程和灵活地理解管理理念,从这个意义上来看,就不能将担负总设计师或总工程师职务的科学权威与传统意义上的领袖型科学家等量齐观。在工程运行阶段,总工程师既以管理权威的身份从事组织管理,又以科学权威的身份充当科研攻关的核心。担任总工程师职位的成名科学家在与青年科研人才的科研协作中,有意识地挖掘和培养潜在的高端人才,从而形成了工程领域的师承关系。在航天工程和银河巨型机工程领域,钱学森之于王永志以及慈云桂之于杨学军的师徒传承,即是工程领域师承关系的成功典范。伴随产学研一体化的工程创新网络的构建,担任工程管理职位的科学家同时也成为高等院校的某一学科专业的硕博导师,工程领域的师承关系日益对传统学术领域的师承关系构成冲击,进而导致传统师承关系的异化:一方面,师徒双方是围绕工程目标的实施展开知识传授和交流合作,而非基于兴趣与专长的自主选题;另一方面,伴随工程的进展和更替,总工程师往往需要变更研究单位和职业角色,从而使得师承效应更大程度地展现出时间维度的间断性和空间维度的多变性。

4以工程实现提升科学威望

依据科研领域的马太效应,科研工程的成功实现,进一步提升总工程师本人的科学威望,从而为其主持更高层次和更大规模的科技创新活动奠定基础。在经历战略咨询、资源汇聚和工程管理三个环节之后,担任总工程师职务的科学家最终通过成功的工程实现,实现个人价值与社会价值的双向互动与高度统一,并向科学分层结构的“塔尖”迈进。以航天领域的两位高端人才王永志和孙家栋为例,前者于1992年主持载人航天工程,两年后(1994年)即当选中国工程院首批院士,2003年10月16日,首次载人航天飞行圆满成功,他也成为了当年的最高科学技术奖得主,后者于2003年主持探月工程,2007年第一颗探月卫星嫦娥一号成功发射后,两年后(2009年)成为最高科学技术奖得主。透过时间上前后相继的过程,不难发现总工程师成功的工程实现与科学优势积累之间的因果联系。事实上,总工程师通过成功的工程实现环节,不仅提升了自身的威望,而且使得他所在研究机构的名望也急剧飙升,他所在的研究机构也在与其他机构的竞争中,占据有利的地位,获得了更多的话语权空间,进而成为超一流的研究机构,并得到更多高端人才的青睐。优秀研发人才的汇聚,又使得所在机构出现更多的研究成果,更多的科学家得以晋升为两院院士。依据马太效应,伴随这一进程中各环节的不断循环,高端人才个人及其所在机构的优势积累得以不断强化。以航天领域为例,伴随921工程的立项和实施,航天工程领域的研究机构先后造就了21位两院院士。其中,有18人担任过高层次组织管理工作,14人担任总设计师、总工程师和首席科学家职务,具有担负大型工程管理工作并成功取得工程实现的履历。情况正如从事航天科学家访谈的记者武凯所言:“航天系统的院士,大多是火箭、卫星的设计师,令世人瞩目的航天型号让他们的名字为人熟知”[7]。由此可见,总设计师依托大工程提升科学威望,已经成为一种常态化的优势积累模式,科学威望的提升,又将有助于他们在战略咨询和资源汇聚环节取得成功,如此循环往复,这正是马太效应在总工程师主导的科技创新模式中的一个显著体现。

利弊考量

总工程师模式的科技创新机制是在特定的历史条件和社会环境的产物,作为新中国科学技术研究与发展的重要模式,它的长期存在与发展,无疑具有一定的合理性,同时,也不可避免地存在不足之处。总工程师模式的合理性,首先体现为它是高龄科学家扬长避短的合理创新模式。科学计量学家赵红州曾指出:“科学劳动是一种创造性的劳动,它比任何一种物质生产劳动都更需要旺盛的精力和高度的创造力。然而,人的一生并不是所有的年龄阶段都满足这个要求的。从生理学角度看,一个人的记忆力,在超过一定年龄后,往往随年龄的增长而衰退。相反,一个人的理解力却随着年龄增长而增长”[8]。担任总工程师职位的科学权威,往往年岁已高,且具有崇高的科学威望。一方面,伴随年龄的增长,他们探索具体科学技术问题的创造力逐渐下降;另一方面,他们拥有长期的科学研究经历,对科研工程已经具有了系统的、整体的认知和把握能力,能够从全局的视角统御和协调工程项目中的各子系统的运行,同时,丰富的研发阅历,使得他们能够准确洞悉科学前沿进展与应用前景。综合上述两个方面的变化,高龄科学家担任总工程师职位,由纯粹基础科学家或技术科学家,向工程管理专家和战略咨询专家转型,显然是有效发挥比较优势的创新路径。其次,通过以总工程师角色主持科研工程,科学家的综合能力素质也得以提升,这就是大工程在造就人才方面的优势。人类历史上超一流的创新型科技人才,都具备了跨越学科的综合性知识训练和超越专业的复合型创新能力。进入科学、技术、工程高度一体化的大科学时代,要洞悉科学技术创新的最优路径,就必须尽可能地利用各学科的研究成果,以达到最多样化的、最具说服力的科学技术形态的完美融合。在大型科研工程中,总工程师担负对项目中各子系统的设计综合,需要以跨学科的知识背景和多领域交叉融合的能力素质作为支撑。因此,他们不仅要具备系统集成自然科学体系内部创新要素的能力,还要关注哲学、经济学、心理学、战略学、以及国际关系的研究成果和发展前沿,能够有效利用创新的政策要素、制度要素、经济要素和环境要素,从而在科学技术创新中综合实现自然科学与人文社会科学的融会贯通。

当然,我们也必须清醒地看到总工程师模式的科技创新机制的不足之处。正如论文第二部分所指出的,总工程师模式的运行对传统意义上的科学活动产生了一定的冲突,从科研选题方式、科研人才配置和科研师承关系三个层面,挤压了基层研究人员的科研自主空间。对于尚处于成长阶段、未成名的基层研究人员,他们获得的权力、资源相当有限,且很难具备独立支配的能力,需要围绕决策层的意图展开研发工作。基于科学社会学的马太效应,基层研究人员在某一具体领域做出的创新成果往往容易被忽略和抹去,特别是对于组织管理工作不擅长或不感兴趣的科研人员,他们即便在突破具体的研发瓶颈时做出重大贡献,也可能由于无法走上管理职位而错失加速科学优势积累的平台。相形之下,以战略咨询者和工程管理者角色推动科学技术创新的科学权威,他们所做的贡献被刻意地放大,获得了与他们实际贡献不相称的科学奖励和报偿。依据经典科学社会学的说法,他们获得的荣誉背景具有增强作用,这种作用不断强化过去的趋势,以至于科学权威在成功组织实施大型工程后,他们在科学共同体内部和外部的威望也都达到了登峰造极的地步。马太效应引发科研资源、自由度和荣誉分配不均的状况,一方面挫伤了基层科研人员的积极性与科研自主性,他们只能成为整个“科研工程机器”中的一枚“螺丝钉”,其所做出的贡献可能与其所获得的报偿严重不成比例;另一方面也可能造成少数总工程师心态上的固步自封,满足于上位者“赢家通吃”的现状,放弃对科学研究中实质性创造工作的追求,这对于中国科学技术事业的发展无疑是有消极意义的。

有鉴于此,担任总工程师的科学精英应当肩负起重要的历史使命,为营造健康和谐的科研环境做出自己的贡献。他们需要以其崇高的科学威望和社会声望,成为连接社会与科学界的一个重要纽带,充分发挥自身独特的中介与缓冲作用。一方面,他们应当站在科学研究的最前沿,敏锐地发现极具应用前景的基础研究领域,制定前瞻性的咨询报告,为政府和军方的科研战略规划提供咨询指导,同时将政府和军方的战略研发意图传递至科学共同体内部;另一方面,他们应当合理应对应用性研发需求对科学界产生的诸多压力,努力在科学共同体内部维系相对自由和宽松的研究氛围,在推进以任务为导向的应用研究的同时,还需要为兴趣主导的研究者争取必要的研究资源。当然,在自由与干预、兴趣与任务的二元矛盾中寻求必要的张力,积极推进立足科学前沿的技术创新,尚需要依靠政府以及与科学相关的其他利益主体克服急功近利的心态,并做出相应的体制调整,共同为创新人才的成长营造良好的育才环境。(本文作者:张煌、朱启超单位:国防科学技术大学国家安全与军事战略研究中心)

科技创新的总工程师模式研究

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