科學(xué)家與工程師之間有著千絲萬縷的聯(lián)系。一些偉大的科學(xué)家偏重于理論，需要工程師助力實(shí)驗(yàn)；而另一些科學(xué)家本身也是優(yōu)秀的工程師，善于解決問題。如何能夠嫁接起科學(xué)家與工程師之間的橋梁，使科學(xué)家與工程師互相成就？這一問題近年來引發(fā)高度關(guān)注。

在中國(guó)，技術(shù)正在引領(lǐng)行業(yè)的新一輪變革，科學(xué)家也從未像今天這樣需要工程師。然而能夠幫助科學(xué)家實(shí)現(xiàn)想法的高端工程技術(shù)人才缺口非常大。在這一背景下，我國(guó)越來越重視工程科技創(chuàng)新的發(fā)展。

11月3日，在世界頂尖科學(xué)家論壇的一場(chǎng)工程科技創(chuàng)新峰會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)丁奎嶺談到如何培養(yǎng)面向未來的卓越工程人才時(shí)表示：“科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度不斷加快，在很多領(lǐng)域已經(jīng)明顯快于企業(yè)和教學(xué)內(nèi)容的更新速度。從人才培養(yǎng)的角度，既要加強(qiáng)當(dāng)前緊缺人才的專業(yè)建設(shè)，又要看準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)主動(dòng)布局未來的學(xué)科，向復(fù)合型人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)變。”

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從引力波到量子糾纏，實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵

從引力波到量子糾纏，幾乎所有的基礎(chǔ)科學(xué)理論的驗(yàn)證都需要工程來解決。例如理論物理學(xué)家基普·索恩（Kip Thorne）很早就發(fā)現(xiàn)了引力波的巨大潛力，他描述了引力波信號(hào)的特征并估算了引力波的強(qiáng)度，但要探測(cè)到引力波，這是一個(gè)工程問題。

物理學(xué)家雷納·韋斯（Rainer Weiss）發(fā)明了激光干涉儀引力波探測(cè)器，正是這個(gè)“經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的設(shè)計(jì)”為驗(yàn)證引力波奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)；在這一基礎(chǔ)上，另一位物理學(xué)家巴里•巴里什（Barry Barish）建立起了激光干涉引力波天文臺(tái)LIGO，并將引力波項(xiàng)目打造成一個(gè)世界級(jí)的大科學(xué)項(xiàng)目。

上述三位科學(xué)家共同獲得了2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。巴里什表示：“幾乎每一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)都需要工程的支持，建構(gòu)實(shí)驗(yàn)需要現(xiàn)代物理學(xué)、天文學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)背景。科學(xué)家更需要提出精準(zhǔn)和領(lǐng)先的需求，但我們也需要精準(zhǔn)、系統(tǒng)的工程驗(yàn)證，才能夠運(yùn)轉(zhuǎn)LIGO這樣的儀器，實(shí)現(xiàn)靈敏的激光測(cè)量。”

今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主阿蘭·阿斯佩（Alain Aspect）和約翰·克勞澤（John Clauser）則是用光子糾纏實(shí)驗(yàn)證明了證明貝爾不等式，反駁了愛因斯坦的定域性理論，證明了宇宙的非定域性。另一位科學(xué)家安東·塞林格（Anton Zeilinger）的實(shí)驗(yàn)則讓量子糾纏的應(yīng)用變得更加具體。后來塞林格還與中國(guó)科學(xué)院潘建偉院士團(tuán)隊(duì)完成了洲際量子通信實(shí)驗(yàn)，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)北京-維也納兩地量子保密通信。

這些例子都說明基礎(chǔ)科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)工程密不可分。美國(guó)天體物理學(xué)家、2011年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主亞當(dāng)·里斯（Adam Riess）告訴第一財(cái)經(jīng)記者：“科學(xué)家是設(shè)立目標(biāo)的人，在將問題分解后，可以交由工程師按照需求完成測(cè)試，最終形成可靠的方案來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果，在這一過程中，工程師發(fā)揮了重要的作用。”里斯曾致力于哈勃望遠(yuǎn)鏡大科學(xué)項(xiàng)目。

人才培養(yǎng)思維要轉(zhuǎn)變

隨著技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，對(duì)工程人才的要求也越來越高，他們已經(jīng)不僅僅是傳統(tǒng)的機(jī)械加工技師，更是需要懂科學(xué)的交叉性復(fù)合人才。

在近十幾年的技術(shù)發(fā)展過程中，涌現(xiàn)出像特斯拉CEO馬斯克這樣的人才。馬斯克還因“在可重復(fù)使用運(yùn)載火箭，可持續(xù)運(yùn)輸和能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程、制造和運(yùn)營(yíng)方面取得的突破”當(dāng)選美國(guó)國(guó)家工程院院士。

馬斯克也注重工程技術(shù)人才的培養(yǎng)，他曾表示正在認(rèn)真地考慮在得州辦一所理工學(xué)院。目前馬斯克已將特斯拉的總部遷往得克薩斯州。

而在中國(guó)，這樣的高端工程技術(shù)人才數(shù)量仍然嚴(yán)重缺乏。丁奎嶺解釋了其中一個(gè)重要的原因：“工程人才培養(yǎng)需要隨著現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷優(yōu)化調(diào)整，要實(shí)現(xiàn)由單一學(xué)科以知識(shí)傳授為主，向復(fù)合型以能力培養(yǎng)為主的轉(zhuǎn)變，換言之，以往我們是用過去的知識(shí)培養(yǎng)現(xiàn)在的人才，去解決未來的問題，今后要用未來的眼光培養(yǎng)未來的人才，創(chuàng)造未來的世界。”

中國(guó)科學(xué)院院士、東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)朱美芳告訴第一財(cái)經(jīng)記者，基礎(chǔ)研究與工程應(yīng)用在過去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里是“兩張皮”。“比如材料科學(xué)和應(yīng)用以前是脫節(jié)的，做技術(shù)研究的科學(xué)家，不太會(huì)想到去找工程師合作，而工程師對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)也缺乏了解，但是現(xiàn)在人們?cè)絹碓桨l(fā)現(xiàn)，工程問題本質(zhì)上是科學(xué)問題，而科學(xué)問題也需要用工程的手段來解決，兩個(gè)領(lǐng)域正在加速融合。”她說道。

朱美芳表示，東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院現(xiàn)在就在致力于培養(yǎng)一批既懂科學(xué)、又懂工程的復(fù)合型交叉人才。“首先要讓學(xué)生對(duì)某一方面的科學(xué)問題產(chǎn)生興趣，并且要培養(yǎng)他用工程化的方法解決問題的能力。這是一種全新的教育模式，老師和學(xué)生都在探索中。”她對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。

為此，朱美芳鼓勵(lì)自己的學(xué)生與不同領(lǐng)域的人交流，并創(chuàng)造這樣的機(jī)會(huì)。“我一直堅(jiān)持認(rèn)為，有交叉的地方就最容易取得突破。例如材料與生命科學(xué)領(lǐng)域的交叉，有望創(chuàng)造出全新材料的醫(yī)療器械，這需要年輕一代人的努力。”她表示。

在朱美芳的鼓勵(lì)下，已經(jīng)有學(xué)生開始“工程跨界”。她告訴第一財(cái)經(jīng)記者，一位學(xué)生在觀看完心臟支架介入手術(shù)后，就對(duì)醫(yī)療器械產(chǎn)生了興趣，希望能研發(fā)一種新的材料，應(yīng)用到心臟支架上。“現(xiàn)在我的這位學(xué)生經(jīng)常和醫(yī)生科學(xué)家們一起討論，我覺得這種思維的碰撞很好，跨界之后才有望誕生引領(lǐng)性的成果。”朱美芳告訴第一財(cái)經(jīng)記者。

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