創(chuàng)建中國導彈航天事業(yè)及系統(tǒng)科學思想的形成

錢學森清楚，創(chuàng)建中國的導彈航天事業(yè)是一項艱巨而復雜的工程，它的難度不在技術層面。困難是在中國這樣一個特殊的環(huán)境下——薄弱的工業(yè)基礎設施，沒有專門的科學研究機構，專業(yè)技術人才匱乏，缺乏懂得現(xiàn)代國防尖端技術研究組織的管理人員等等。錢學森回國后看到，有了中國共產(chǎn)黨的領導，中國人民被最大限度地組織起來，全民族有一種自上而下的、前所未有的建設新中國的信念和決心，這是中國發(fā)展國防尖端技術得天獨厚的有利條件之一。

在如何把成千上萬的研究人員，數(shù)量眾多的研究、設計、試制、試驗和生產(chǎn)單位，難以計數(shù)的研究、設計、研制和試驗設備，數(shù)量巨大的研究與研制經(jīng)費，要求嚴格、種類繁多的物質(zhì)、器材，按照導彈、火箭和航天技術發(fā)展總目標的要求，協(xié)調(diào)一致地組織起來，有序地投入到這一工程系統(tǒng)的研究、設計、試制、試驗和生產(chǎn)過程中去，形成一個具有科學預見性的實施計劃，建立起一個高效有序的導彈火箭工程開發(fā)組織管理體系，是錢學森通盤思考、研究的大課題……這一課題的研究，一直延續(xù)到錢學森晚年所從事的國家科學技術、宏觀經(jīng)濟的預測與管理，現(xiàn)代復雜工程系統(tǒng)的開發(fā)管理這一世界性難題中。

在創(chuàng)建我國導彈和火箭研究體系之初，錢學森就意識到：現(xiàn)代復雜工程系統(tǒng)的開發(fā)與傳統(tǒng)工程研制有很大不同，必須建立具有宏觀謀劃指導與系統(tǒng)設計控制、管理職能的總體研究機構——這就是他提出的導彈研究院。

錢學森在組織實施我國導彈航天工程中，成功運用了“工程控制論”的方法，并研究、制定、驗證、完善了一整套中國現(xiàn)代工程系統(tǒng)開發(fā)的技術過程。他在總結(jié)我國導彈與航天工程研制實踐的總體工作經(jīng)驗時指出：“這樣復雜的總體協(xié)調(diào)任務不可能靠幾個人來完成，因為他們不可能精通整個系統(tǒng)所涉及的全部專業(yè)知識，他們也不可能有足夠的時間來完成數(shù)量驚人的技術協(xié)調(diào)工作。這就要求以一種組織、一個集體來代替先前的單個指揮者，對這種大規(guī)模的社會化勞動進行協(xié)調(diào)指揮。”這一現(xiàn)代工程技術“總體設計”的思想，在20世紀80年代被逐步推廣到解放軍各總部、軍兵種建制的建設中，成立了相應的研究機構，并發(fā)揮著重要作用。

從20世紀30年代末起，在從事火箭與噴氣技術研究和中國導彈航天工程實踐的近40年中，錢學森逐步跳出了控制論的局部，站在了整個系統(tǒng)研究的巔峰，開始形成有關發(fā)展系統(tǒng)科學的獨特戰(zhàn)略思想。

1978年，錢學森、許國志、王云壽在《文匯報》發(fā)表《組織管理的技術——系統(tǒng)工程》一文，該文是錢學森研究系統(tǒng)科學的第一篇論述，它從整體性、有序性和動態(tài)觀點，考察和梳理了這個領域，把它整合為一個高度有序的知識系統(tǒng)，并思考了整個系統(tǒng)研究的體系問題，即分為：工程技術、科學理論和哲學三個層次，但沒有上升到系統(tǒng)科學的高度。經(jīng)一年的研究分析后，確定了系統(tǒng)工程的學科歸屬和指導它的科學理論，并正式采納“系統(tǒng)科學”一詞；同時闡述了系統(tǒng)科學在他所研究和確立的現(xiàn)代科學技術體系中的地位；構建系統(tǒng)科學的體系結(jié)構，即：三個層次一個橋梁的框架，該框架對系統(tǒng)科學進一步發(fā)展有預測功能。系統(tǒng)科學是錢學森科學思想形成的第二個里程碑。

按照錢學森的觀點，系統(tǒng)科學不是一門技術，而是由眾多部門組成的一大類技術。系統(tǒng)科學的研究延續(xù)到錢老退出一線工作后十余年，他還在為創(chuàng)建“系統(tǒng)學”這門學科寄予厚望。

錢學森從事系統(tǒng)科學和思維科學研究的另一重大成果是，1990年在《自然》雜志第一期發(fā)表的錢學森、于景元、戴汝為的重要文章《一個科學新領域——開放的復雜巨系統(tǒng)及其方法論》，將作者20世紀80年代初對處理復雜系統(tǒng)所概括的“經(jīng)驗和專家判斷力相結(jié)合的半經(jīng)驗半理論的方法”進一步地加以提高和系統(tǒng)化，提煉出“開放的復雜巨系統(tǒng)”的概念；并以系統(tǒng)論的觀點，在社會系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)及地理系統(tǒng)實踐的基礎上，提出處理“開放的復雜巨系統(tǒng)”的方法論，即“從定性到定量綜合集成方法”(Meta-synthesis)。

“從定性到定量綜合集成方法”，其實質(zhì)是把各方面有關專家的知識及才能、各種類型的信息及數(shù)據(jù)與計算機的硬、軟件三者有機地結(jié)合起來，構成一個系統(tǒng)，為綜合使用信息提供了有效的手段。按我國傳統(tǒng)的說法，把一個非常復雜的事物的各個方面綜合起來，達到對整體的認識，稱之為“集大成”。實際上，“從定性到定量的綜合集成技術”，就是要把各種情報、資料、信息，把人的思維、思維的成果、人的經(jīng)驗、知識、智慧統(tǒng)統(tǒng)集成起來，這就是錢學森提出的“大成智慧工程”。

多學科思想的形成及科學技術體系的構建

進入20世紀80年代，錢學森由于年齡的關系，辭去了國防科研一線領導職務，但他的科學思想更加活躍，馳騁在更寬泛的自然科學領域，并對社會科學產(chǎn)生了極大興趣。他深入研究了馬克思主義哲學，并用馬克思主義哲學指導自己的研究工作，在自然科學與社會科學的結(jié)合點上，作出了許多開創(chuàng)性貢獻。他這一時期的學術貢獻包括：系統(tǒng)工程和系統(tǒng)科學、思維科學、人體科學、地理科學、軍事科學、建筑科學、有關人才培養(yǎng)的大成智慧工程、科學技術體系與馬克思主義哲學。其中，有助于我國西部大開發(fā)和促進國民經(jīng)濟新增長點，并取得明顯經(jīng)濟效益的研究成果是沙產(chǎn)業(yè)和草產(chǎn)業(yè)。

沙產(chǎn)業(yè) 1984年，錢學森提出“創(chuàng)建農(nóng)業(yè)型知識密集型產(chǎn)業(yè)——農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海業(yè)、沙業(yè)”。在以后的十多年里，他以多種形式對“沙產(chǎn)業(yè)”(Deserticulture)作了多方闡述，形成了錢學森關于沙漠戈壁合理利用的科學構想。其實質(zhì)是必須利用全部現(xiàn)代科學技術，包括物理、化學、生物學等基礎科學，通過光合作用轉(zhuǎn)換太陽能；利用系統(tǒng)工程綜合開發(fā)產(chǎn)品和后加工；建立適合市場機制的有效管理體系。只有這樣，才能在我國150萬k㎡的沙漠、戈壁和沙漠化土地上，創(chuàng)建能“為國家提供上千億元產(chǎn)值的沙產(chǎn)業(yè)”，“為人類開拓新的食品來源”。他認為沙產(chǎn)業(yè)是變不毛之地為沃土，他預期沙產(chǎn)業(yè)以及其他知識密集型農(nóng)業(yè)型產(chǎn)業(yè)的建成，將是一次新的產(chǎn)業(yè)革命。

農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)活動的實質(zhì)就是最大限度地利用光合作用固定和轉(zhuǎn)換太陽能，但傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植技術不能提高太陽能的利用率。錢學森的沙產(chǎn)業(yè)的技術路線可以通俗地表述為：多采光、少用水、新技術、高效益。目前推動沙產(chǎn)業(yè)的技術措施就是用新材料構筑起一個能起隔離作用的膜和殼。這種薄膜和殼有很好的透光性，且不利于水和熱的逃逸散失，優(yōu)選進行光合作用的主體植物或品種，也是重要方面。

目前，在錢學森沙產(chǎn)業(yè)思想的指導下，甘肅張掖已建立了13個沙產(chǎn)業(yè)綜合開發(fā)試驗區(qū)，地膜保護地栽培近100萬畝，其中光溫室、塑料大棚3.83萬畝，年產(chǎn)蔬菜水果能滿足整個蘭州市民的需要，并出口日本。

草產(chǎn)業(yè) 20世紀80年代中葉，錢學森提出創(chuàng)立農(nóng)業(yè)知識密集型產(chǎn)業(yè)時，就提到草業(yè)產(chǎn)業(yè)化的理念，其基本含義是：以草地為基礎，利用日光能量合成牧草，然后用牧草通過獸畜、生物，再通過化工、機械等一切可利用的現(xiàn)代科技手段，建立起創(chuàng)造物質(zhì)財富的高度綜合的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。他說，除草畜統(tǒng)一經(jīng)營外，還有種植、營林、飼料、加工、開礦、狩獵、旅游、運輸?shù)冉?jīng)營活動。

為探索發(fā)展草產(chǎn)業(yè)的具體途徑，在錢學森論述的指導下，經(jīng)過20多個省區(qū)40多個試點項目(每個投資千萬元以上)的反復實踐，創(chuàng)立了草業(yè)系統(tǒng)工程的基本理論和模式。各省市自治區(qū)運用這一理論，創(chuàng)造出許多不同形式的具體模式。如內(nèi)蒙古西部干旱草原的達拉特旗五股地家庭牧場，新疆荒漠草原區(qū)的阜康灌溉草地牧業(yè)經(jīng)濟聯(lián)合體，貴州高寒草山區(qū)的威寧灼圃現(xiàn)代草業(yè)科技合作牧場，云南紅壤貧瘠草山區(qū)的曲靖種草養(yǎng)畜聯(lián)合體等模式，都具有較高的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。一些項目的生產(chǎn)力水平已接近或趕上經(jīng)濟發(fā)達國家同類型草地的先進水平。草業(yè)系統(tǒng)工程基本理論和模式的創(chuàng)立和應用，為具體發(fā)展知識密集型草產(chǎn)業(yè)探索出一條成功的道路。

在從事多學科領域十余年的研究之后，錢學森從系統(tǒng)科學思想出發(fā)提出了現(xiàn)代科學技術的體系結(jié)構。這是錢學森科學思想形成的第三個里程碑。

該科學技術體系從橫向上看有11大科學技術部門。即：自然科學、社會科學、數(shù)學科學、系統(tǒng)科學、思維科學、行為科學、人體科學、軍事科學、地理科學、建筑科學、文藝理論；這是根據(jù)現(xiàn)代科學技術發(fā)展到目前水平所作的劃分，今后隨著科學技術的進一步發(fā)展，還會產(chǎn)生出新的科學技術部門。所以，這個體系是動態(tài)發(fā)展的系統(tǒng)。從縱向上看，每一個科學技術部門里都包含著三個層次的知識：直接用來改造客觀世界的應用技術(或工程技術)；為應用技術直接提供理論基礎和方法的技術科學；以及再往上一個層次，揭示客觀世界規(guī)律的基礎理論，也就是基礎科學。技術科學實際上是從基礎理論到應用技術的過渡橋梁。錢學森指出，這三個層次的知識結(jié)構，對其他科學技術部門同樣是適用的。這是很重要的科學劃分，很有啟發(fā)性。唯一例外是文藝，文藝只有理論層次，實踐層次上的文藝創(chuàng)作，就不是科學問題，而是屬于藝術范疇了。科學知識的特點是，不僅能回答是什么，還能回答為什么。但人類從實踐中還獲得了大量的感性知識和經(jīng)驗知識，這部分知識的特點是只知道是什么，還不能回答為什么，所以進入不了現(xiàn)代科學技術體系之中。我們把這部分知識稱作前科學。前科學處于該體系結(jié)構的底層。從前科學到科學再到哲學這樣三個層次的知識，就構成了人類的整個知識體系。錢學森認為，馬克思主義哲學是人類對客觀世界認識的最高概括，也是科學技術的最高概括，處于11類技術科學的頂部。辯證唯物主義反映了自然界、人類社會和人的思維發(fā)展的普遍規(guī)律。因此，現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，應該堅持馬克思主義哲學的指導作用。另一方面，現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，也為馬克思主義哲學進一步概括和發(fā)展提供了豐富的材料，這又推動著馬克思主義哲學的發(fā)展。