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钱学森的中国式系统工程,和他寄托的期望 精选

已有 7838 次阅读 2022-8-20 19:40 |个人分类:人物|系统分类:人物纪事

钱学森的中国式系统工程,和他寄托的期望

武汉理工大学:刘永红

说起钱学森的名字(见图1),在中国,非常响亮,且正能量爆满。


图1. 钱学森(1911.12.11- 2009.10.31)世界著名科学家,空气动力学家,中国载人航天奠基人,中国科学院及中国工程院院士。被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”“中国自动化控制之父”和“火箭之王”。 图片来源于网络

我要说的事情,是钱学森夯实了中国式(特色)的“系统工程”(Systems engineering)基础,他研究系统论和方法论具有独到的见解,尤其是,他为我国航天工程作出了巨大贡献。我曾主讲《系统工程导论》课程(2012-19年),受到钱学森先生这方面专著和文章的感染,并产生一些思想火花,但都散落在教学之中。

事实上,系统工程是20世纪中期兴起的一门新兴的交叉学科,它主要是应用定性分析和定量分析相结合的方法,通过建立实际对象的数学模型,应用合适的优化算法对模型进行求解,从而解决实际问题。运用系统工程的思想、方法和先进的工具(以计算机技术为核心的)去解决大型复杂问题,实现总体效果最优的目的。对系统进行科学预测和决策分析,为决策者提供科学、技术和工程都可行的有效的支持。

       毫无疑问,系统工程技术被应用于复杂工程:从太空飞船到芯片设计,从机器人技术到大型软件产品,系统工程用到的工具包括建模与仿真,需求分析,时序安排以及复杂性管理等。(见图2


图2 系统工程的应用 图片来源于网络

工程技术的共同特点在于它们的实践性,强调对各类系统问题的应用;强调改造自然系统、创造社会生活所需的系统;强调实践效果。

1986年,钱学森发表“为什么创立和研究系统学”的重要文章,把我国系统工程研究提高到基础理论上,从系统科学体系的高度进行研究。例如,钱学森提出的开放的复杂巨系统。以钱学森为首的我国科学家首先研究并提出综合集成方法论,它是研究开放的复杂巨系统问题的方法论。在我国成功的大型工程数不胜数,令外国人震撼。仅举一例:

我国三峡工程建设(见图3),是众多学科的综合集成,而众多学科的综合集成过程就是一个创新的过程。当时全国有数十家科研院所和高校、数万名科技人员投入三峡工程的科技工作,提交了近万份科技成果报告。同时针对重大技术难题,汇集全国科技精华,充分发挥专家的作用,展开科技攻关,并借鉴国外先进经验,科学决策。


图3 中国三峡工程。 图片来源于网络

      可以说,我国真正开辟出具有中国特色的“工程”之路,并走在世界的前列,使国外难以copy,surpass就更难。可喜的是,我国技术正在奋起直追。但是,我国科学在探索中艰难前行。

钱学森十分关心我国高等教育,他的愿望是,“冒”出杰出人才。他特别对中国系统工程的方法论和开放的复杂巨系统的发展抱有极高的期望,他要的是,有创新的“东西”。

国内外很多高校很多专业开设《系统工程》课程,我作为教过这门课的教师,我为我国古人说的“夫运筹帷幄之中,决胜千里之外。”(见《史记 高祖本记》)这句话感到自豪。我更为钱学森说的“我们不能人云亦云,这不是科学精神,科学精神最重要的就是创新”这句话感到振奋。





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