為什麼說科學院解決不了「卡脖子」的技術問題？

蟈蟈創新隨筆 Author 郭朝暉

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只是把思考的日誌搬到了公眾號上，不當之處請多包涵。

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作者/郭朝暉

封面/圖蟲創意

最近，科學院的領導表態，要把美國卡脖子的技術清單變成科學院的任務清單。這種態度雖然比較好，但恐怕不易落實。原因很簡單：科學院擅長科學研究，但卡脖子的清單本質是技術、工程、產業問題，並不是一回事。

1/ 脖子「卡」在哪？

殷瑞鈺院士是中國工程院首批院士，曾經擔任工程管理學部主任委員。從十多年前開始，殷院士就反覆強調：科學、技術、工程和產業的不同。殷院士是從技術一線做起來的，從工段長、廠長、做到公司的總工、冶金部的總工。他說：在不同崗位上，思維方式是不一樣的。比如，做工段長時，考慮的是如何解決問題，而總工考慮的是從哪個環節入手解決問題。

科學研究，往往是解決「點上」的問題。也就是說，研究工作深入，但視野不廣泛。而優秀的工程師、特別是總工，則要著眼於系統解決問題。系統複雜以後，技術難度會驟然上升。據說GPU的生產有1000道工序。假如每道工序的合格率是99.5%，整體的合格率也只有1%。很多問題，單靠點上的能力強是不行的。

科學研究和工程應用是不同的概念。科學研究主要針對技術出現的初期，而國外能夠卡我們脖子的，都是發展了幾十年的成熟技術。我國做不了這些技術，不是不懂得原理，而是在「持續改進」階段掉隊了。改進階段是一點點的進步積累起來的，每一點進步可能都沒有多少理論水平，但能對系統進行改善。

工程和技術對實踐的依賴性很高。如果科技工作者遠離企業的現場，就會被越甩越遠。柯俊院士是我國鋼鐵企業的先驅。柯院士曾經說了一個笑話：如果冶金學教授造不了轉爐、軋鋼教授不會設計軋機就把他們殺了，中國差不多就沒有幾個冶金和軋鋼教授了。我想，假如史蒂芬孫（又譯喬治·史蒂芬森，英國工程師，第一次工業革命期間發明火車機車，被譽為鐵路機車之父。製造界注）活到今天，恐怕也不會造火車了。

對一個技術來說，科學家主要作用發揮在技術的前期，而後期主要是技術和管理人員推動技術的進步。如果把前者比作接生婆、幼兒園阿姨，後者可以是小學、中學或大學的老師。讓接生婆和幼兒園阿姨輔導中學生、大學生，一般是不合適的。

2/ 當工程師遇到科學家

科學和技術有著密切的關係。但是，真正認識清楚的人卻不多。這些模糊認識，嚴重影響我國高科技的發展。

首先，從科學家和工程師的角度看問題，答案往往是不一樣的：科學家常常發現自己的研究有用，工程師經常覺得前沿的研究沒有用。為什麼會有這樣的差別呢？

某個科學家有了科學發現以後，就會發表出來。很多人會看到這個成果。假如科學家的論文發表在檔次比較高的期刊上，成果就會傳播較廣。這時，會有人試圖「用用試試」。其中，世界上總有幾個人可能會發現應用效果不錯，可能會發論文出來呼應。過了幾年，科學家發現好幾個人用到了自己的成果。這時，他一定非常開心：我的研究是有用的！

但從工程師的角度看，情況就不一樣了。面臨的問題是具體問題。他的目的是儘快解決自己眼前的問題。為了這個目的，一般會選擇自己熟悉的、成熟的辦法。科學家的研究成果不一定成熟、多數人也不一定知道，工程師就不一定喜歡用。在工程師的一生中，用的可能都是大學裡學的、許多年前就成熟的東西。這時，他就會覺得：科學研究的用處不大（當然，不同專業領域的感受是不一樣的）。

解決技術問題時，應該多從工程師的角度考慮問題、多聽聽工程師是怎麼說的。科學家的話語權過強的時候，會誤導工程師的工作。如果領導分不清科學家和工程師，科技政策就會被誤導，影響我國的技術發展。

3/ 「當前的科學研究」和「當前的技術創新」關聯度不高

進一步分析：工程師感覺科學研究的作用不大，本質上是「當前的科學研究」和「當前的技術創新」關聯度不高，往往不是在同一個時間點上出現。

工程師承認科學原理有用，但用到的科學原理往往不新鮮、往往不是當代科學家研究出來的。換句話說，在工程師看來，在同一個項目進程中，「通過某項科學研究，才解決了技術創新問題」的情況其實非常罕見。即所謂「一槍難打兩隻兔子」。人們經常發現：先進的技術往往不實用，實用的技術往往不先進。

以上是工程師體會到的現實。但如果從論文、獲獎項目的角度調查，是發現不了這個現實的。因為論文和獲獎項目往往都存在「倖存者偏差」。為了發論文、申報獎項，即便是沒有用到先進理論，也要包裝出來。否則就沒有辦法發表或獲獎。

所以，現實中「包裝」出來的獲獎項目，理論和應用往往是兩張皮。這個項目中有理論研究，也有應用成果。但先進的理論對應用成果的作用其實不大。把兩者綁在一起，只是為了滿足評委的胃口、滿足評獎的要求才扯到一起來的。

4/ 科學與技術的關係

下面，我從一個工程師的角度，進一步分析科學與技術的關係。前面提到科學研究和技術創新的分離，實質就是「科學研究」與相關的「技術創新」不同步。

有些技術出現在理論出現若干年之後。比如，牛頓提出人造地球衛星的原理，過了幾百年才真正實現。還有些技術則是出現在理論出現之前。比如，瓦特發明了蒸汽機，才有人研究熱力學；橡膠發明50年以後，才有了高分子科學。這就是「科學研究」與相關的「技術創新」不同步。這種「不同步」，導致工程師覺得科學研究的價值低。

人們把「科學」和「技術」並稱為「科技」，體現了科學對技術的推動作用。如果以10年、100年的時間尺度衡量的話，這個答案顯然是對的，科學研究明顯地推動了技術的發展。但是，如果以年為時間尺度的話，新技術往往不是當前的科學發現推動的。所以，一線的技術人員傾向於強調科學和技術的不同。這樣的道理，外行不一定需要知道，專門從事科技工作的人則需要明白。否則，考核機制和工作重點都會出現問題。

另外一個問題經常被問到：工程師是如何利用科學原理的。

按照TRIZ的思想，科學發明本質是利用物質的屬性。科學研究讓我們認識了這些物質屬性。但是，用好這些物理屬性並不容易，需要有很好的組合。如果理論足夠好，就能夠把組合的效果計算出來。這是最理想的情況，也是未來發展的趨勢。

但是，工程技術問題受到各種條件的限制，理想不容易實現。其中的一個原因是：科學原理是描述因果關係的，有因則必有果。而工程師從事的是「求逆」的過程：要達到特定的效果，應該怎麼做？為了達到某一個目的，工程設計的結果不是惟一的，甚至可能沒有「最優」。所以，設計工作往往是需要有經驗的人來完成。這裡需要的就是工程師的經驗。當然，科學原理可以用來驗證人類的設計是不是符合要求。

在實際應用過程中，科學原理的應用也會受到限制。比如，傳熱過程就需要知道物性參數、邊界條件。但這些可能沒有辦法準確得到。這個時候，就需要試驗來解決問題，找到最優點。

高技術往往體現在細節上。人類的設計總是在一定假設下開展的，否則複雜度太高就沒有辦法操作。但現實中總是會出現各種幹擾，偏離理想狀態。高科技的難點，最終往往就體現在在極端條件下抑制幹擾、實現極端的精確和穩定。為此，需要解決很多問題。

工程師解決問題的時候，就像程式設計師找BUG一樣：每一個地方似乎都是對的，但結果卻不對。這個時候，必須回頭檢驗自己的假設，到底哪裡出了問題。這裡憑藉的往往也是經驗：否則，每一個細節都考慮的話，幾輩子都想不完，問題解決會遙遙無期。

遇到這樣的問題，科學研究可能也會有一定的作用：工程師猜出一個結果來的時候，要科學家去驗證一下。但前提是「先有工程師的猜測，再有針對性的科學研究」。

5/ 工程技術經驗，必須在實踐中培養

寶鋼有位德高望重的前輩，建國之初曾在清華讀書。他給我講過一個故事：畢業的時候，成績好的同學留在了科學院，成績中等的留在了大鋼廠，成績差的只能去小廠。但若干年後發現：科學院的同學水平最差、小廠的同學水平最高。他認為，導致這種現象的原因是：科學院的同學每天只能去看顯微鏡下的組織結構，視野太小，大廠的同學有機會管理一個車間，而小廠的同學則要管理一個廠子。實踐的機會不同，就導致了後來的變化。

陳經先生昨天寫了一篇文章，支持科學院領導的觀點，並且用兩彈一星作為例證。對此，我也不敢苟同。美國、蘇聯、中國搞這些東西的時候，都有大科學家參加。這很正常，因為當時這就是科學研究的前沿。而且，兩彈一星對科學理論的要求很高：因為實驗成本和風險太高，必須要儘可能地算出來，而懂得這些計算的人特別少。我國當年的科技人才又特別匱乏，初中畢業就算知識分子了，建國之初甚至都找不出幾個懂PID控制器的。於是，這些人成為社會仰望的「大科學家」。這些「科學家」其實主要是做工程師的事，是應用科學知識而不是科學研究。但普通人是分不清楚科學家和工程師的。

與當時相比，科技工作進入成熟期以後，側重點發生了很大的變化。實踐和實驗的比例逐漸增加。於是，主要是技術和管理人員主導科技的進步。

技術的後期做什麼呢？主要是質量、效率、成本等方面的工作。兩彈一星可以不計成本，解決卡脖子的問題、進行商業化，則必須關注成本。而質量、效率和成本是互相矛盾的。技術就是在解決這種矛盾的過程中發展起來的。所以，技術越是發達，這種矛盾越是複雜。

我認為科學院不一定適合搞「卡脖子」的技術問題，就是因為科學家和工程師其實屬於不同的專業。在高科技領域，必須強調這種差異。

打個比方，在水平比較低的單位主辦的運動會上，一個人可能既是長跑冠軍又是短跑冠軍。但在奧運會這樣高級的賽事上，長跑和短跑是兩種不同的運動。必須有針對性的訓練，才能培養出世界冠軍。同樣，在頂級的技術競爭中，也必須知道這種差別。工程師和科學家的專業是不一樣的，必須讓專業的人做專業的事。

有人提出：科學院的科學家為什麼不能改行做工程師？這個當然是可以的。就像可以讓劉翔跑100米短跑，肯定比絕大多數人跑得快。但這個做法好嗎？另外，有人提出：科學院是有一些搞工程的人，他們為什麼不能去解決「卡脖子」的問題？這裡其實涉及到另外一個問題：什麼樣的組織適合做這樣的事情？

對於這些「卡脖子」的技術問題，我國其實已經「重視」了很多年了。為什麼過去沒有解決，甚至離解決越來越遠？這個問題必須想透了再去做，否則還會是老樣子：開始的時候決心很大，最後拍拍屁股走人。解決這些長期沒有解決好的問題，就像下一盤困難的殘局，必須想得深、想得細。如果想得不夠深、不夠細，結果一定是失敗的。

對於卡脖子的技術，中國不是不懂原理，因為我們幾乎都能造出來。我們最大的差距往往是質量不行或成本太高。這些問題，幾乎都是靠長期積累，尤其是一線操作、技術和管理人員的積累才能做好的。要有一流的設備、一流的原料、一流的操作人員，更要有一流的管理。而管好這些東西，不是科學家擅長的。

華為、BAT都是我國典型的高科技企業。但我們注意到，這些高科技企業成名之前並沒有院士。他們的成功不靠一流的科學家，而是有一流的領導人。他們是懂得管理和產業的人。這些人甚至不懂技術。

專業的事情，還是要靠專業人士來做。產業發展問題，還是要多聽聽產業人士的話才行。科學家可以去服務於他們，但不必做項目負責人和主導者。