从工程创造中汲取智慧和力量

  【科学随笔】  

  工程对我们每个人来说都不陌生。它是人类改造世界的物质实践活动，运用技术与科学使自然资源最适宜为人类所用。古代工程有土木、矿冶、化工、纺织、机械、造船与航海、军事等类型，现代工程还包括电机、电子、信息、航空、航天、核能等，这些构成了产业体系和社会的物质基础。

  工程是造物的活动。工程活动以运筹、决策、规划、设计、实施（操作）、制度、管理等为基本内容，以各种项目为基本单位，以工程师、工匠（工人）、投资者和管理者为主要角色，以价值与合理性为主要评价标准。科学原理和技术发明具有普适性，而每个工程创造项目都具有独特性或唯一性。科学家的职责是如何认识，工程师的职责是如何实现。工程师必须在特定的条件下，运用各种可用的技术和知识，尽可能选择最可靠和最经济的问题解决方案，同时遵循科技原理和经济规律，创造符合人们预期目标的人工世界。通常，工程以实现目标为第一考量，要尽力避免总体上的失败。因此，某项具体的工程不一定谋求全面创新，而是尽量利用可靠的技术和手段，在既有技术不够用时才做目标明确的创新。工程师文化以实事求是、精益求精为精髓。

  从古至今，工程使技术和科学发挥生产力的功能，反映国家或组织机构的科技水平、创新能力和综合实力。了解中国工程及其历史，能真切认知科技及其社会功能，理解中华文明的灿烂辉煌，从工程创造中汲取智慧和力量，坚定文化自信和创新自信。

  中国是人类文明的发源地之一，工程创造源远流长。都江堰、郑国渠、灵渠、长城等工程，反映了先贤勘测、规划设计、营造施工和工程管理等方面的高超水平，是工程建造者把握复杂环境条件和约束条件，因地制宜运用适宜技术的杰作。

  质量是产品和工程的生命，它需要以规则为保障。我国很早就建立了标注制造者姓名的制度。例如，秦国实行“物勒工名”制度，即要求器物的制作者甚至督造者把自己的名字刻在所制作的产品上，以方便管理者检验产品质量、考核工匠的技艺及逐级追查责任。南宋朱熹为《论语·学而》中的“如琢如磨”作注，也可以用来形容匠人精益求精的精神。

  中国古代的工程创造拥有比较坚实的知识基础。先秦文献对技术和工程做了精要的总结。齐国官书《考工记》记述了官府手工业的主要工种及相关技术规范，其中包括城邑的布局及城墙、建筑、道路等方面的规范。《考工记·总叙》称“百工”为一国的“六职”之一，总结了工匠造物制器之道：“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良。”这反映了天、地、人等要素相结合的“和”之技术观和工程观，在古代技术和工程的发展进程中发挥着重要作用。

  隋唐时期建成了大兴城、大运河、长安城等宏大工程及赵州桥等小型工程。隋朝新都大兴城（今西安）面积达84平方公里，包括规划严整的郭城、皇城和宫城。以此为基础，唐朝营建了长安城，人口超过百万，是当时世界上最大的城市。建成于1420年的北京紫禁城是世界上现存最大、最完整的木结构古代宫殿建筑群，代表着中国古代建筑发展的又一个高峰。

  工业革命是世界技术和工程发展的一个重要拐点。从那时起，技术和工程由古代跃向近代，其特征是工匠与科学传统相结合，新技术逐渐以科学为基础，工程科学迅速兴起和发展。这种知识变革和工业化的浪潮一起由西欧涌向世界各地。

  20世纪初，中国新一代学者系统学习了近现代科学技术，成为新型的工程师和科学家。詹天佑在1905年至1909年主持修筑了京张铁路，这是中国人自己筹资、勘测、设计和施工修筑的第一条铁路，标志着中国技术和工程开始进入近代阶段。

  新中国成立后，通过引进机器设备，并逐步掌握采矿、钢铁、石油化工、发电设备、矿山机械、汽车、坦克、仪器仪表等领域的技术，大幅提高了工业生产能力，初步建立起比较完整的工业和技术体系。而组织制定和实施《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要》，则旨在加速发展原子能、火箭、计算机、自动化、电子学和半导体等最短缺和最急需的科技门类，构建比较完整的科研体系。

  到20世纪70年代，中国在科学、技术和工程方面取得了一系列重大突破。例如，先后研制成功导弹、核弹、人造地球卫星、核潜艇、通用晶体管计算机等重器，积累了筹划和实施大科学工程的成功经验；开发大庆油田，实现石油基本自给；建成南京长江大桥、成昆铁路，建造东风号万吨远洋货船，提升交通运输技术水平。

  1978年我国实行改革开放，自此开创了科技跨越发展的新局面，创建实施了各种重大工程，如：葛洲坝、秦山核电站、三峡等水利电力工程；南水北调、西电东送、西气东输等跨区域工程；青藏铁路、高速公路、洋山深水港等交通运输工程；正负电子对撞机、同步辐射光源和大型望远镜等大科学装置；载人航天工程、探月工程等空间探测工程。

  近年来，我国提出建设世界科技强国的宏伟目标，在科技创新和工程创造方面取得举世瞩目的成就，其中工程领域的事例包括：建造500米口径球面射电望远镜（“中国天眼”），建设北斗卫星导航系统、港珠澳大桥、大兴机场等，研制高效环保芳烃成套装备、复兴号动车组、歼-20战机、C919大型客机、国产航母，发射月球探测器、火星探测器等。

  2024年1月19日，“国家工程师奖”表彰大会举行，81名个人、50个团队分别被授予“国家卓越工程师”和“国家卓越工程师团队”称号，以此激发广大工程技术人才勇于突破关键核心技术、锻造精品工程。

  工程创造仰赖自然资源、人力、技术和资金等要素的投入，与国力直接相关。我国幅员辽阔、资源丰富，可为工程创造提供各种原材料及足够的空间和可能；我国人力资源充裕，不乏勤劳的能工巧匠、工程师；更重要的是中国人强调集体合作，而这正是工程建设中最宝贵的精神特质。

  工程创造直接服务于国计民生、国家安全及社会发展的各个方面，是现代化建设的一种最好体现。新时代的中国，必将创造新的工程奇迹！

  （作者：张柏春，系中国科学院自然科学史研究所研究员、南开大学教授）