從人機融合系統工程角度看工程師精神

劉偉

實現科技強國和制造強國需要工程師精神的鼓舞與激勵。

有人做夢，有人實現。工程師就是讓夢想（理論或設計）落地生根結出果實（工程或產品）的智者和實干家。工程師精神是工程師群體所秉持的職業追求，是他們在探索科學和務實筑夢中閃爍出的文化光芒。從被公認為當今科技最前沿的人機環境系統工程角度看，工程師精神具有異乎尋常的重要性和無可替代的非凡影響力。

工程師精神穿越歷史綻放新輝

工程師是指從事工程系統操作、設計、管理、評估的人員，通常專指工程學中具有專業性學位或相等工作經驗的人士。科學家探索世界以發現普遍法則，工程師則運用這些普遍法則創生實際物品，解決技術問題，構筑偉大工程。科學家研究事物，工程師建立事物。

工程師精神從某種意義上說是科學家精神和工匠精神的結合。科學家精神注重探索和創新，工匠精神則突出體現在腳踏實地和精益求精上。而工程師精神融合二者優點，形成一種兼具創新、務實與目標達成的精神。

工程師和工程師精神，是長久以來就存在的。從人類發展的歷史看，類人猿直立行走，地球上出現了人這個物種。人要衣食住行，沒有現成的、可以操作的模板，需要不斷地發揮創造力去探索和發現，將夢想、需求和現實連接起來，而工程師就是連接夢想與現實的紐帶。人類古代的偉大工程，無論是尼羅河治理，還是金字塔建造，抑或像都江堰那樣偉大的水利工程，無處不閃耀著工程師的貢獻和精神光芒。這些偉大工程，絕不是單純靠石匠、泥瓦匠這樣的工匠就能完成的，其中包含著的基礎性科學支持，工程設計、推理、計算和施工組織工作，都非工程師莫屬。中國的故宮其設計、建造的壯觀、綺麗、別具匠心，令世界嘆為觀止。這其中包含著工程師的重要貢獻。中國的萬里長城舉世矚目，支撐起長城宏偉、堅固、實用的，絕不僅僅是一些農夫、瓦匠，工程師的貢獻不可或缺。是工程師的科學設計、施工組織，才成就了“萬里長城永不倒”。也許，那時職業還沒有細分，工程師這個名字還沒有被大眾廣泛使用，但工程師業已存在，工程師精神以其專業、務實、嚴謹、精密，有力地推動著人類的文明進步。用現在的觀點來看，發明并制造了云梯的魯班，能僅僅是一個木匠嗎？設計制造了“木牛流馬”的諸葛亮，也不僅僅是一位軍事家。在從事這些工作時，他們就是工程師，他們身上體現的，就是工程師精神。火藥、指南針、造紙術、活版印刷術是中國古代的四大發明，完成這些發明的人，都是現代意義上的工程師。

世界是普遍聯系并運動著的，工程師讓這些運動著的聯系活了起來。工程師將傳統的數學、物理、化學、生物等理論聯系起來，將其與人們衣食住行方面的需求相結合，于是有了電飯鍋、拉鏈、樓房、汽車、飛機、輪船、超級稻、計算機、網絡、手機等。有人將高鐵、支付寶、共享單車、網絡購物稱為“新四大發明”，這些也都是工程師運用現代科技成果滿足人們生產、生活需求的發明創造。

工程師精神源遠流長，歷久彌新。隨著時代的進步和科技的發展，它的內涵將進一步豐富和充實，使其穿越歷史長河后煥發出更加耀眼的光芒。

人機融合呼喚工程師精神

習近平總書記在2021年5月28日召開的兩院院士并科協代表大會上特別強調：“科技創新速度顯著加快，以信息技術、人工智能為代表的新興科技快速發展，大大拓展了時間、空間和人們認知范圍，人類正在進入一個‘人機物’三元融合的萬物智能互聯時代。”

總書記強調的“人機物”，就是人機融合這個綜合體的三大要素。其中第一個是人;第二個是機，是指物，機是人造物;第三個是物，是指環境。在這個系統里，工程師承上啟下，起著把人、機、環境結合在一起的舔合劑的作用。

許多科技的發明發現最早由科學家提出的時候都是屬于思想性的，很理想，屬于形而上的，科學家群體一般不會自己動手去做或親自去規劃實現，他要把這種意向傳達給工程師，由工程師把他們這些好的想象變成藍圖，進而變成現實的產品或工程。工程師這個群體非常的特殊，它不但要了解科學家的語言，還要了解基層工匠的語言，因而更能體現出人、機、環的紐帶和銜接作用。工程師是人、機、環的最典型的綜合體現者，是聯系人機環境系統的關鍵之關鍵。

人所要解決的是“做正確的事”，機所要解決的是“正確地做事”，環境所要解決的是“提供做事平臺”。人工智能屬于“機”的范疇，是人造出來的一種工具，是軟件和硬件的結合。人機融合是一個人、機、環境的共同體，是運用系統科學理論和系統工程方法，正確處理人、機、環境三大要素的關系，深入研究人- 機- 環境系統最優組合的一門科學，其研究對象為人-機-環境系統。人機融合包括計算和算計兩部分，系統最優組合的基本目標是“安全、高效、經濟”。工程師是這一系統的靈魂。而工程師的價值取向，工程師精神，在一定程度上影響和決定著系統目標的達成。

中國工程院劉澤金院士說過，智力是學習知識的能力，智能是運用知識的能力，智慧是協調各種關系和知識的能力，就是協調能力，概括起來就是學習能力、應用的能力、協調的能力。人工智能在智力、智能的某些方面可能超過人，但在智慧方面就遇到了“瓶頸”。人工智能判斷的趨勢往往是固定地計算出來的單一的趨勢，是相對比較固定獨立的一個趨勢，而真正的環境是每時每刻都在發生變化的，這種變化里面有大量的可能性存在，往往是多個趨勢并存，不到最后一分鐘，你不知道這個趨勢發展到哪里，哪個趨勢會出現。人機融合有一個很重要的切入點，叫作態勢感知。工程師是特別注重參數的。這里的態勢就是指對參數的收集，對數據的整理和處理。在這之后，還有一個狀態空間，就是“感知”——感覺和知覺，然后才會做出判斷和決策。

工程師精神會映射到人機融合的系統中，比如一項武器系統，工程師確定它在什么情況下不能啟動，可以通過技術手段提前預設，融入態勢感知后的窗口去實現。工程師精神中的真、善、美，嚴謹和精細等，可以通過技術手段融入人機融合系統中，這樣，產品就有了工程師精神的光芒。

未來的天空中工程師精神不可或缺

當前，我們面對的是“百年未有之大變局”，進入了實現中華民族偉大復興“兩個一百年”目標的關鍵歷史階段。作為體現國與國之間科技實力重要指標的人機融合領域，未來的競爭將更加激烈，發展將更加迅速。我們將比以往任何時刻，都更加需要工程師精神。

世界上并不存在完全自主的無人系統，所有的自主無人系統都是人機聯合認知系統。傳統的人機環境融合系統是：“人”——是指作為工作主體的人（如操作人員或決策人員）;“機”——是指人所控制的一切對象（如軟硬件系統和技術）的總稱;“環境”——是指人、機共處的特定工作條件（如溫度、噪聲、振動……）。新的人機融合系統是：“人”——管理者、設計者、生產者、使用者、維護者、營銷者等;“機”——機器裝備（軟件硬件）、機制機理（管理運營）等;“環境”——真實環境、虛擬環境、社會環境、自然環境、網絡環境等。與之相對應的，工程師的概念也更加廣泛。

新型的工程師，應該是能夠解決某領域現實問題的智者。工程師精神既要包括技術方面的元素，也要包括道德的、藝術的。工程師的隊伍將進一步壯大，工程師精神的內涵也將更加豐富和深邃。

培育和弘揚工程師精神，首先， 要讓工程師這一群體具有職業榮譽感。工程師多是知識分子，愛科學、有追求、重聲譽。一項職業如果有了崇高的榮譽感，就會產生內在、自發、強大的自我激勵和向上動力，在這種動力驅動下，這個行業的人就會做出很多創造性的成績，創造出超乎想象的奇跡。因而，會有更多的優秀人才加入這一行列，秉持工程師精神，并將之發揚光大。

其次，要為工程師精神的發展壯大營造良好的物質環境。不僅要讓工程師群體有光榮感，還要讓他們有優越感。要給予他們與其地位和貢獻相匹配的物質條件，不為生計愁，創新的步伐才能不受羈絆，才能甩開膀子去踐行工程師精神，成就夢想的奇跡。

第三，要為工程師隊伍營造寬松的成長環境。要鼓勵嘗試和探索，包容可能出現的難以避免的錯誤。要對工程師群體的職稱和職級晉升給予適當的傾斜，打破固有框框，開辟快捷通道。

人機融合代表了現代科技的發展方向，工程師是先進生產力的代表。工程師精神將在人機融合的未來發展中發揮靈魂和核心的作用。弘揚工程師精神，不僅將有力推動人機融合等前沿科技的發展，也將強有力的推動實現中華民族偉大復興的步伐。