从人机融合系统工程角度看工程师精神

刘伟

实现科技强国和制造强国需要工程师精神的鼓舞与激励。

有人做梦，有人实现。工程师就是让梦想（理论或设计）落地生根结出果实（工程或产品）的智者和实干家。工程师精神是工程师群体所秉持的职业追求，是他们在探索科学和务实筑梦中闪烁出的文化光芒。从被公认为当今科技最前沿的人机环境系统工程角度看，工程师精神具有异乎寻常的重要性和无可替代的非凡影响力。

工程师精神穿越历史绽放新辉

工程师是指从事工程系统操作、设计、管理、评估的人员，通常专指工程学中具有专业性学位或相等工作经验的人士。科学家探索世界以发现普遍法则，工程师则运用这些普遍法则创生实际物品，解决技术问题，构筑伟大工程。科学家研究事物，工程师建立事物。

工程师精神从某种意义上说是科学家精神和工匠精神的结合。科学家精神注重探索和创新，工匠精神则突出体现在脚踏实地和精益求精上。而工程师精神融合二者优点，形成一种兼具创新、务实与目标达成的精神。

工程师和工程师精神，是长久以来就存在的。从人类发展的历史看，类人猿直立行走，地球上出现了人这个物种。人要衣食住行，没有现成的、可以操作的模板，需要不断地发挥创造力去探索和发现，将梦想、需求和现实连接起来，而工程师就是连接梦想与现实的纽带。人类古代的伟大工程，无论是尼罗河治理，还是金字塔建造，抑或像都江堰那样伟大的水利工程，无处不闪耀着工程师的贡献和精神光芒。这些伟大工程，绝不是单纯靠石匠、泥瓦匠这样的工匠就能完成的，其中包含着的基础性科学支持，工程设计、推理、计算和施工组织工作，都非工程师莫属。中国的故宫其设计、建造的壮观、绮丽、别具匠心，令世界叹为观止。这其中包含着工程师的重要贡献。中国的万里长城举世瞩目，支撑起长城宏伟、坚固、实用的，绝不仅仅是一些农夫、瓦匠，工程师的贡献不可或缺。是工程师的科学设计、施工组织，才成就了“万里长城永不倒”。也许，那时职业还没有细分，工程师这个名字还没有被大众广泛使用，但工程师业已存在，工程师精神以其专业、务实、严谨、精密，有力地推动着人类的文明进步。用现在的观点来看，发明并制造了云梯的鲁班，能仅仅是一个木匠吗？设计制造了“木牛流马”的诸葛亮，也不仅仅是一位军事家。在从事这些工作时，他们就是工程师，他们身上体现的，就是工程师精神。火药、指南针、造纸术、活版印刷术是中国古代的四大发明，完成这些发明的人，都是现代意义上的工程师。

世界是普遍联系并运动着的，工程师让这些运动着的联系活了起来。工程师将传统的数学、物理、化学、生物等理论联系起来，将其与人们衣食住行方面的需求相结合，于是有了电饭锅、拉链、楼房、汽车、飞机、轮船、超级稻、计算机、网络、手机等。有人将高铁、支付宝、共享单车、网络购物称为“新四大发明”，这些也都是工程师运用现代科技成果满足人们生产、生活需求的发明创造。

工程师精神源遠流长，历久弥新。随着时代的进步和科技的发展，它的内涵将进一步丰富和充实，使其穿越历史长河后焕发出更加耀眼的光芒。

人机融合呼唤工程师精神

习近平总书记在2021年5月28日召开的两院院士并科协代表大会上特别强调：“科技创新速度显著加快，以信息技术、人工智能为代表的新兴科技快速发展，大大拓展了时间、空间和人们认知范围，人类正在进入一个‘人机物’三元融合的万物智能互联时代。”

总书记强调的“人机物”，就是人机融合这个综合体的三大要素。其中第一个是人;第二个是机，是指物，机是人造物;第三个是物，是指环境。在这个系统里，工程师承上启下，起着把人、机、环境结合在一起的舔合剂的作用。

许多科技的发明发现最早由科学家提出的时候都是属于思想性的，很理想，属于形而上的，科学家群体一般不会自己动手去做或亲自去规划实现，他要把这种意向传达给工程师，由工程师把他们这些好的想象变成蓝图，进而变成现实的产品或工程。工程师这个群体非常的特殊，它不但要了解科学家的语言，还要了解基层工匠的语言，因而更能体现出人、机、环的纽带和衔接作用。工程师是人、机、环的最典型的综合体现者，是联系人机环境系统的关键之关键。

人所要解决的是“做正确的事”，机所要解决的是“正确地做事”，环境所要解决的是“提供做事平台”。人工智能属于“机”的范畴，是人造出来的一种工具，是软件和硬件的结合。人机融合是一个人、机、环境的共同体，是运用系统科学理论和系统工程方法，正确处理人、机、环境三大要素的关系，深入研究人- 机- 环境系统最优组合的一门科学，其研究对象为人-机-环境系统。人机融合包括计算和算计两部分，系统最优组合的基本目标是“安全、高效、经济”。工程师是这一系统的灵魂。而工程师的价值取向，工程师精神，在一定程度上影响和决定着系统目标的达成。

中国工程院刘泽金院士说过，智力是学习知识的能力，智能是运用知识的能力，智慧是协调各种关系和知识的能力，就是协调能力，概括起来就是学习能力、应用的能力、协调的能力。人工智能在智力、智能的某些方面可能超过人，但在智慧方面就遇到了“瓶颈”。人工智能判断的趋势往往是固定地计算出来的单一的趋势，是相对比较固定独立的一个趋势，而真正的环境是每时每刻都在发生变化的，这种变化里面有大量的可能性存在，往往是多个趋势并存，不到最后一分钟，你不知道这个趋势发展到哪里，哪个趋势会出现。人机融合有一个很重要的切入点，叫作态势感知。工程师是特别注重参数的。这里的态势就是指对参数的收集，对数据的整理和处理。在这之后，还有一个状态空间，就是“感知”——感觉和知觉，然后才会做出判断和决策。

工程师精神会映射到人机融合的系统中，比如一项武器系统，工程师确定它在什么情况下不能启动，可以通过技术手段提前预设，融入态势感知后的窗口去实现。工程师精神中的真、善、美，严谨和精细等，可以通过技术手段融入人机融合系统中，这样，产品就有了工程师精神的光芒。

未来的天空中工程师精神不可或缺

当前，我们面对的是“百年未有之大变局”，进入了实现中华民族伟大复兴“两个一百年”目标的关键历史阶段。作为体现国与国之间科技实力重要指标的人机融合领域，未来的竞争将更加激烈，发展将更加迅速。我们将比以往任何时刻，都更加需要工程师精神。

世界上并不存在完全自主的无人系统，所有的自主无人系统都是人机联合认知系统。传统的人机环境融合系统是：“人”——是指作为工作主体的人（如操作人员或决策人员）;“机”——是指人所控制的一切对象（如软硬件系统和技术）的总称;“环境”——是指人、机共处的特定工作条件（如温度、噪声、振动……）。新的人机融合系统是：“人”——管理者、设计者、生产者、使用者、维护者、營销者等;“机”——机器装备（软件硬件）、机制机理（管理运营）等;“环境”——真实环境、虚拟环境、社会环境、自然环境、网络环境等。与之相对应的，工程师的概念也更加广泛。

新型的工程师，应该是能够解决某领域现实问题的智者。工程师精神既要包括技术方面的元素，也要包括道德的、艺术的。工程师的队伍将进一步壮大，工程师精神的内涵也将更加丰富和深邃。

培育和弘扬工程师精神，首先， 要让工程师这一群体具有职业荣誉感。工程师多是知识分子，爱科学、有追求、重声誉。一项职业如果有了崇高的荣誉感，就会产生内在、自发、强大的自我激励和向上动力，在这种动力驱动下，这个行业的人就会做出很多创造性的成绩，创造出超乎想象的奇迹。因而，会有更多的优秀人才加入这一行列，秉持工程师精神，并将之发扬光大。

其次，要为工程师精神的发展壮大营造良好的物质环境。不仅要让工程师群体有光荣感，还要让他们有优越感。要给予他们与其地位和贡献相匹配的物质条件，不为生计愁，创新的步伐才能不受羁绊，才能甩开膀子去践行工程师精神，成就梦想的奇迹。

第三，要为工程师队伍营造宽松的成长环境。要鼓励尝试和探索，包容可能出现的难以避免的错误。要对工程师群体的职称和职级晋升给予适当的倾斜，打破固有框框，开辟快捷通道。

人机融合代表了现代科技的发展方向，工程师是先进生产力的代表。工程师精神将在人机融合的未来发展中发挥灵魂和核心的作用。弘扬工程师精神，不仅将有力推动人机融合等前沿科技的发展，也将强有力的推动实现中华民族伟大复兴的步伐。