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学习钱学森先生技术科学思想的体会郑哲敏 ( 中国 科学院力学 研究所， 4 b 京 1 0 0 0 8 0 )摘要以个人体会从以下几个方面介绍钱学森先生的技术科学思想: 什么是技术科学; 技术 科学的皿要性; 技术科学如何为应用服务; 技术科学工作者应具有的基础知识; 钱学森先生技术科 学思想在建立力学研究所中的实践最后谈一谈关于力学要继续走技术科学道路的一些想法关.询技术科学， 应用力学， 钱学森技术科学思想是钱学森先生科学思想的重要组成部分他的技术科学思想是F . K le i n 和L . P r e n d t l 开创的德国哥廷根应用力学学派思想的继承和发展， 也来源于钱先生本人长期 的科学研究与教学实践和对2 0 世纪中叶前的应用科学， 特别是第二次世界大战发展核武器、 雷达等经验的概括和总结， 其内涵十分丰富， 至今仍对科技工作者及负责科技政策制定和管理 的各级领导人有重要的现实意义钱学森先生的 技术科学思想在他分别于1 9 4 8 年和1 9 5 7 年 发 表的“ E n g in e e ri n g a n d E n g in e e r in g S c ie n c e s ” 和 “ 论 技术科学” 两文[[ L 2 1 中 有全面而系 统的论 述。

这些思想还体现在他创办中国科学院力学研究所、 中国科学院力学研究所与清华大学力 学系合办的力学研究班和中国 科技大学近代力学系的指导思想和其他一些论述中 现就找的粗浅认识， 谈几点体会1 什么是技术科学钱学森先生认为， 技术科学和自 然科学m都是科学自 然科学属于墓础科学层次， 技术 科学属于应用科学层次技术科学的目 标首先是为工程技术( 广义上泛指一切应用和技术领 域， 下同) 服务， 为工程技术提供有科学基础的工程理论， 进而带动和领导产业的发展， 而自 然 科学的核心是为了理解和认识客观世界的规律这是技术科学不同于自 然科学即基础科学的 另一个方面两者也有广泛的共同点， 那就是发展科学为了基据事物的本质， 自 然科学可以乃至必须把研究对象置于最单纯的条件下这在技 术科学中一般是难以做到的， 因为在多数情况下， 它的研究对象处于复杂、 受多种因索影响和 约束的环境中， 过分地简化就失去了真实技术科学解决复杂问题的方法是强调对问题物理 本质， 即通常所说的机理的理解和认识， 强调抓主要矛盾， 忽略次要矛盾， 在计算方面， 追求复 杂条件下工程精度所允许的近似答案这是技术科学不同于基础科学的另一个方面。

只有当自 然科学成熟到一定程度， 其成果才有可能得到应用因此， 技术科学建立于2 0 世纪上半叶是历史发展的必然结果首先敏锐地觉察到这一点， 把它准确地、 完整地勾画出0 砚在称为荃础科学. 因 此本文 将自然科学作为基础科学的同义语~ 尸 ~ ~ ~ ~ ~ ~ . ~ 创 曰 . . . ~ ~ . . 口 ~一r阵.，万吸吸..吸‘百..‘rt.‘么皿甲‘‘.胜..‘，、.之护.了眨且r.未1护几r.r卜‘.苦1脸r.1.1‘‘r.‘1‘万早于呀‘.卜，炙-召了.‘.百.奋亡‘子冬1来， 指出这是一个新的科学领域， 是钱学森先生的巨大功绩技术科学首先在基础科学和各类应用之间起着桥梁的作用由于经典力学相对而言成 熟得比较早， 所以应用力学成为技术科学最早的成员和发展技术科学的典范今天， 技术科 学的领域已经有了极大的扩展， 将世界带人信息科学技术、 纳米科学技术、 生物科学技术的时代然而， 技术科学又不限于是自 然科学与工程技术间的桥梁， 它同时也是人类认识的源泉 自2 0 世纪4 0 年代 V . B u s h 有广泛影响的报告 S c i e n c e - t h e E n d l e s s F r o n t ie : 发表以来， 人 们往往认为自 然科学是人类认识的唯一源泉。

2 0 世纪9 0 年代， 在重新研究之后， 美国的一份 权威性报告认为这一认识并不全面， 因为在科学、 技术和应用之间实际上存在着复杂的反俄关 系， 因而技术和应用也同 样是科学认识的源泉 其实这一种观点， 钱学森先生早已 在1 9 5 7 年 “ 论技术科学” 的论文中已 经明确提出他写道“ 我们前面已 经提到自 然科学、 技术科学和工程 技术之间的相互影响和相互提携， 这也就是说， 我们不能只看到自 然科学作为工程技术墓础这 一方面， 而忽略了反过来的一面， 也就是技术科学对自然科学的贡献” 他以工程控制论和运 筹学( 当时称为运用学) 为例， 指出在自 然科学领域里没有它们的祖先， 而由技术科学所发现的 规律也可以为生物科学和社会科学做出非常重要的贡献起源于通信领域的信息论也是一 个非常突出的例子， 它把人类的知识领域从传统的物质和能量一下子扩大到物质、 能量和信息2 技术科学的重要性在“ E n g i n e e r i n g a n d E n g i n e e r i n g S c i e n c e s ” 一文中， 钱学森先生开宗明义就鲜明地指出， 在 国际竞争日益激烈的当今社会， 自然科学的成果与应用间的距离日益缩小， 技术科学应运而 生， 包括技术科学在内的科学成为富国强民之本， 国家已经如同对待经济和外交那样把关心和 发展科学当作自己的职责。

第二次世界大战， 原子武器的研制成功和雷达等技术的发展大大 加强了 公众对科学的支持和科技界对自 身作用的认识， 加速了技术科学和技术科学教育发展的进程这一认识对百余年饱受苦难的中国人民， 特别是当时的科技人员， 具有特殊的意义， 因此 在1 9 4 7 年回国访问时， 钱先生就专门以“ 工程和工程科学( 即后来的技术科学) ” 为题， 向当时 的浙江大学、 上海交通大学和清华大学师生做报告， 阐述他的技术科学观点， 意在引起国内科技教育界对技术科学这个正在兴起的新领域的重视3 技术科学如何为应用服务技术科学为工程技术或其他应用服务， 但是并不会也不能代替后者它从工程技术或其 他应用所需解决的问题中提炼科学间题， 通过研究并解决这些科学问题来促成实际间题的解 决概括地说就是从应用中 来又回到应用中去只有从科学的高度上完成了这个循环， 才能 说技术科学工作者为应用做出了贡献， 才有望推动甚至带动工程技术和产业的进步技术科 学工作者在不断完成一个个这样的循环中， 在不断以更高的 科学水平解决实际问题的过程中，同时也促进了技术科学本身和科学总体的发展技术科学工作者应深人到应用中去， 运用自 己的科学知识， 去发现和提炼解决实际问题所一一，已需研究的关键科学问题。

技术科学工作者必须致力于创新， 努力有所发现， 用新概念、 新途径、 新方法、 新工具去推动产业的发展技术科学工作者的最高目 标是用理论和技术上的创新和 科学的预见， 去领导产业的发展与创新上世纪的航空、 航天产业和信息产业就是很典型的例子4 技术科学工作者应具有的基础知识在 1 9 4 8 年的论文里， 钱学森先生提出， 技术科学工作者应掌握三个方面的工具现分述如下 1 ) 工程分析的数学方法技术科学工作者应具有坚实的数学基础， 能将其熟练地运用于工程技术中科学问题的分 析和计算钱学森先生认为， 与自 然科学工作者相比， 技术科学工作者需要更多地从事计算， 因为提供给工程师的结果必须有定量的表达因此他始终十分重视计算， 并且一向关心和支 持电子计算机和计算技术的发展以及电子计算机的应用他认为， 计算技术发展到今天， 已经 使科学研究的面貌发生了根本的变化， 力学研究应当抓住机遇， 适应这个形势所以， 他特别 在1 9 7 8 年的全国 力 学规 划会上， 用力学进人了 “ 现代力学” [ 3 ] 阶段来强调这一变化 另一方 面 他又指出数学对技术科学工作者来说毕竟只是工具， 数学能使我们的分析和论证更加严 密， 研究结果得以量化， 但不能替代对问 题的真正认识。

对于一个复杂的问题， 应该做哪些计 算， 计算结果反映了什么本质的、 规律性的东西等等， 往往也是深刻的理论课题， 其正确解决才 具有真正重要的认识意义和实用价值同时， 不能把数学看做一成不变的工具， 应该在应用中 发展数学工具， 创造好的算法例如， 运算微积分、 摄动法、 能量法、 有限元法、 差分法等都是在技术科学的研究中创造出来的 2 ) 工程问题的科学基础钱学森先生还强调要打好自然科学的基础， 以适应科学技术和工业不断发展的需要在 担任加州理工学院教授期间， 他仍坚持旁听数学、 物理、 化学、 生物方面的课程， 参加各种专业 举办的研讨会这使他能从更深的层次上解决航空和火箭技术面临的难题， 比别人更早地预见到有必要在微观与宏观结合的层次上开展研究， 因而提出了物理力学这个新的学科方向 他认为在一些极端条件下， 直接通过实验获得数据越来越困难， 有时甚至是不可能的， 因此强 调用量子力学和统计力学的理论， 辅以少量必须的实验， 通过模拟计算来求得间题的解答在 这个过程中， 为了得出实用的结果， 也不排除采用某些经验规律他认为这是一条经济有效的 道路实际上， 钱学森先生当年提出物理力学还有更深层的意思， 那就是力学工作者既要有深厚的自然科学基础， 又要充分利用计算机和发展计算技术。

3 ) 工程设计的原理和实践钱学森先生十分强调技术科学工作者要对工程技术有足够的认识与理解， 要学习有关的 工程技术知识， 要与工程师交朋友、 参与他们的活动， 要与他们有共同的语言， 要有工程观点， 对工程问题要有数量的概念和一定的判断能力这些能力都要从学习领会工程设计原理和实 践的过程中逐步获得当然最最重要的是首先要有为工程技术服务的强烈愿望这样做的目 的 是为了熟悉他们的领域， 了解他们的问题、 他们的需要、 他们的见解， 听取他们的评价和意见， 以便切实地为他们和他们所代表的产业服务J5 钱学森先生技术科学思想在建立中国科学院力学研究所中的实践.多r.‘‘.节!!十1是、!，.召!;!声1卜11·冬·1奋1:( 1 ) 力学研究所要以应用力学研究为主， 要立足国际力学学科的前沿， 努力为推动我国经 济和国 防 建 设服务， 力争在 科学上 起到带头和领导的 作用这就是力学所的建所思想 这种 考虑必然是长远的、 战略性的、 全局性的、 前瞻性的钱先生要求我们， 不论做什么， 都要有特 色， 敢于走新路， 争第一这些基本考虑突出地表现在新建力学所的分支学科布局上全所当时的主要方向是火箭和航天技术。

为此， 他在分支学科布局方面做了全面的安排， 这方面吴承康先生有专门报告， 这里不做重复我认为各分支学科的共同特点是服务目 标明 确， 在手段上强调科学， 强调创新这里我举几个例子， 从几个侧面说明钱先生是怎样做的1 9 5 4 年我离开美国时， 他要我带话给钱伟长先生， 他说运筹学对于一个有计划、 按比 例发展的社会主义国家特别重要， 希望引起国内的重视1 9 5 5 年在回国的轮船上他就结识了 许国志先生， 随后在新建的中国科学院力学研究所成立了我国第一个运筹学研究室1 9 5 5 年回国后第一次找我谈话， 要求弹性力学组调整方向， 以动力学观点研究建筑物抗地震问题， 因为中国 是一个地震多发区国家1 9 5 6 年初建所， 随即在原弹性力学、 塑性力学、 流体力学以外， 成立了物理力学、 化学 流体力学、 控制论等研究组它们的目 标并不仅限于为航天科技服务， 化学流体力学目 标之一 就是为发展我国的化工和冶金工业服务为此， 钱学森先生不仅安排研究人员同科学院化工 冶金研究所合作， 而且与叶诸沛所长、 郭慕荪先生保持着密切的个人联系， 亲自研究转炉顶吹氧和流态化床的问题考虑到我国是一个多山和水资源短缺的国家， 他十分重视爆破开山和定向爆破筑坝的 科学技术问题， 亲自 参阅有关资料， 邀请国内专家来所做报告， 派人去参观国内当时最大的矿。