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吴仲华:大力加强技术科学研究工作

2018-11-20来源:红旗杂志编辑:国锋伟业

【编者的话:华国锋提议并主持的全国科学大会于1978年3月在北京召开,这次盛会对我国的科学技术发展和进步有重大的影响,迎来了科学的春天。如今我们重新阅读老一辈科学家当年的文章,以此表达对这些科学家的敬意,并铭记华国锋为首的党中央对我国科学进步的贡献。该文摘自:《红旗》杂志1978年4月期 第58页。】


五届人大的召开,吹响了向四个现代化进军的号角。最近,在英明领袖华主席、党中央直接领导下又召开了全国科学大会。在这个我国科学史上规模空前的盛会上,华主席作了重要指示、邓付主席作了重要讲话,方毅副总理作了报告,极大地鼓舞了全国人民,对我国科学文化的发展,对建设社会主义的现代化强国,起了全面的根本性的推动作用。大会制订的《一九七八——一九八五年全国科学技术发展规划纲要》,为我们规定了全国科学技术发展的宏伟蓝图和具体目标。现在,全国科技工作者和全国人民一起,正在党的领导下,全力以赴,为实现这个规划纲要而奋斗。

这个高速度发展我国科技事业的规划纲要,对基础科学和技术科学两大门类的科学研究任务,作了全面安排。最近已有不少文章论述了基础科学的重要性,本文结合我自己的体会,着重谈谈加强技术科学研究工作的重要性。

我们知,自然科学是人类在长期的生产斗争和科学实验中概括总结出来、经过实践检验的对于自然界物质运动客观规律的认识。它的主要任务是认识自然界中尚未被发现的现象和尚未被认识的规律,并用来改造自然。对于自然界中各种不同物质运动规律的认识就形成了自然科学中的各门基础科学,每一门基础科学都有它自己的基础理论。这些基础科学是整个科学技术的理论基础。在工业发展初期,基础科学直接对工业起着指导作用。但是,随着工业生产的发展,现代工业各门专业中包括的科学技术问题,越来越综合,越来越复杂。各门基础科学的知识和理论固然可以用来作总的、一般性的指导,但是在很多情况下,用来解决具体问题是不够的。我们还必须对各工业部门生产实践中的同类型的具体问题进行概括总结,并且深入地进行理论研究(其中包括在专门设计的实验设备上进行的实验工作),从而得出具体物质运动形式的规律,才能解决各工业部门的具体科学技术问题,并指导它们的发展。这样得到的各工业部门中同类型问题的具体规律的认识就形成了各门技术科学(在有些国家称为工程科学)。每一门技术科学也都有它自己的基础理论。

下面我们以热机的发明和发展同相应的技术科学的创立和发展为例,来说明这个关系和技术科学的重要性。

热现象是人类最早接触到的自然现象之。相传远古时代的燧人氏钻木取火,用现代科学的语言来讲就是由机械功转化为内能、温度升高后发生的燃烧。但是人类对热的利用和认识,经历了漫长的岁月。从取暖、烧饭到制造一些金属工具,劳动人民有过许多发明创造。我国在十二、三世纪就有记载的走马灯和使用火药燃烧向后喷气来加速箭的飞行,可以说是现代燃气轮机和火箭等喷气推进机的始祖。但是,人类对热的认识逐步形成一门科学却是近三百年间的事。当西方国家由封建制度转入资本主义制度时,生产的发展对动力机械的要求日益迫切,发明了蒸汽机动力,引起了产业革命为了提高蒸汽机的效率和创造更高性能的热机,人们对热机的工作规律进行了广泛的研究。十九世纪中,把生产实践和科学实验总结提高到理论,确立了关于能量转化和守恒的热力学第一定律和关于热机效率的热力学第二定律。主要就是这两个基本定律在逻辑上和数学上的发展,形成了物理学中的热力学部分。它除了一直是分析、研究、创造各种新型热机的理论基础外,还广泛地渗透到物理学其他部门(例如力学)和其他自然科学(例如化学)中去,成为研究物质的一般热性质和热运动普遍规律的基础科学。

这样,生产中蒸汽机的发明和相应的科学研究造立了热力学的基本定律;热力学本身的发展,除了回过来帮助新型热机的发明和发展外,又被广泛地应用到其他自然科学和其他生产部门中去。但是,随着各种新型热机的出现和对热机性能要求的不断提高,新型热机的创造和发展,却又不是单靠原来这两个热力学基本定律所能解决得了。这时,我们就要对热机进行专门的研究工作。一般讲来,我们先运用从生产和使用实践中总结出来的经验和物理学等基础科学的一般定律对热机的工作过程进行分析,对于其中不认识的部分,就须通过专门设计的模拟试验设备,由表及里地进行深入细致的观测和分析,从而找出其中主要的因素,建立能够基本反映工作过程本质的物理模型,得出包括描述它的数学方程及边界条件在内的定解问题。在这个过程中,常常需要作出一些合理的简化,以便能够使用现有的电子计算机进行计算;接着就是运用应用数学或计算数学的方法来分析和求解;有时还需研究一些新的计算方法,并在电子计算机上得出数值结果。最后,还要通过较完整的典型实验来检验这样得到的理论,并进一步发展和完善它,从而形成了各种热机的专门理论,直接为热机的设计、发展、创新服务。这就形成了有关热机的技术科学。对于在十九世纪末发明的为大电力工业提供动力的蒸汽轮机和为汽车、飞机等提供动力的内燃机这种热机的技术科学研究工作,规模越来越大,改进性能的作用也越来越大。到了二十世纪三十年代以后,对于为人类在空中作高速飞行和进入宇宙空间提供动力的燃气轮喷气发动机和火箭喷气发动机的研究,规模更大,工作更深入,并且对它们的研制成功和性能的大幅度提高,起了决定性的作用。例如,三十多年来通过大号的深入到燃气轮机中的压缩过程、燃烧过程、膨胀过程、冷却传热过程、再热循环、复合循环等的研究工作,燃气轮喷气发动机的最高工作压力由四个大气压提高到三十个大气压;最高工作温度从摄氏700度提高到1,300多度;单机推力从500公斤提高到30,000公斤;耗油率从每公斤推力每小时1.5千克降低到0.4千克以下。现在简单循环的航空燃气轮发动机在高空使用时总效率已提高到超过40%,复杂循环的航空燃气轮发动机改装在舰船或地百使用时总效率也超过30%。三十多年的实践充分表明这些技术科学研究工作是创造和发展热机的最关键的工作。通过它才能掌握热机内部工作过程的规律(即热机的具体的基础理论),才能大幅度提高热机的各种性能,来满足国民经济造设和国防建设各方面的需要。

这里我们附带举一个例子来看看技术科学研究工作在整个研究和发展工作中所占的位置和比重。在有些工业发达的国家中,用于航空工业上的研究和发展工作的费用占到所有工业的研究和发展工作总费用的十分之左右。这包括:(一)不带有具体应用目的的,如物理、化学、数学等基础科学方面的探索性基础研究;(二)带有具体应用目的的,如工程热物理学、气体动力学、结构强度学、材料科学、无线电电子学、精密工艺学等技术科学方面的基础研究;(三)应用上述研究成果,不针对具体型号的,零件、部件、部件的组合体等的探索性发展或预先研制工作;(四)满足正式型号性能指标的原型机研制和使用型研制工作;(五)定型生产后的改进改型工作。化在这五个阶段工作的费用,在六十年代末,大约是1比10比20比40比40。

各门技术科学的理论同物理、化学等基础科学的理论相比有一定的特殊性和具体性,但是对于各个部门却又有一定的普遍性和通用性。例如,结合航空发动机的风扇、压气机、透平等研究得出的叶轮机械气动热力学三元流动理论,不是自然科学的一般理论,但是它也可以用在舰船和工业用的燃气轮机上,甚至也可以用在发电用的蒸汽轮机和水轮机上;同样,结合航空发动机研究得出的传热传质学理论和燃烧学理论也可以用在其他热机和化工、冶金、环境保护等方面。各个生产部门中各种热机和热设备中能另转化与传递过程中的共同性学科理论形成的工程热力学、气动热力学、传热传质学、燃烧学等分支学科就组成了工程热物理学这门技术科学。它是现代热机和热设备中最主要的门基础理论。对于象热力发动机这一类内部工作过程很复杂、性能要求很高的产品来讲,只有在有关的各门技术科学建立起足够

坚实的基础后,才有可能赶上和超过世界先进水平。

以上我们以热机为例来说明有关热机的技术科学的发展过程和重要性。这个过程经历了从蒸汽机到热力学基本定律、到热机、到工程热物理学等技术科学、又到热机这样一个从实践到理论再到实践的螺旋式上升。这个过程也正如毛主席所教导的:“通过实践而发现真理,又通过实践而证实真理和发展真理。从感性认识而能动地发展到理性认识,又从理性认识而能动地指导革命实践,改造主观世界和客观世界。”在其他工业部门,在农业部门,在医学等方面也都有类似的情况和相应的技术科学。技术科学方面的理论研究同基础科学方面的理论研究,一起组成了科学研究体系的纵深。没有这个纵深是不能打大仗,不能获得战役性和战略性的胜利战果的。不仅自行设计、试制、生产一个新产品是这样,对于引进国外的先进技术,也是这样。许多国家的经验,是在引进技术的同时,必须配备足够的理论研究力量和技术研究力量,把它很好消化,知道它的“所以然”后,才能很快地根据本国条件和需要加以发展、提高,以赶上和超过外国。这次规划注意了这些问题,对基础科学和技术科学研究任务作了全面的安排,并从中选定了若干重点项目,这就保证了今后有比例、有重点地发展我国的科学技术工作。

伟大领袖和导师毛主席在社会主义历史时期,一再号召我们,要学习马列主义,学习自然科学,学习技术科学,要钻研社会主义建设,钻研国防建设,钻研子能。敬爱的周总理也一再指示:“没有一定的理论科学的研究作基础,技术上就不可能有根本性的进步与革新。”“科学院要在广泛深入实际的基础上,把科学研究往高里提,搞点基础研究,把实践提高到应有的理论高度,用毛泽东思想,批判地继承和发展自然科学理论。”我们一定要遵循毛主席和周总理的教导,在重视数理化等基础科学理论研究工作的同时,也一定要重视各门技术科学理论研究工作。应当认识到,大力加强基础科学和技术科学的理论研究是独立自主、自力更生地发展我国科学技术,赶超世界先进水平的一个关键问题,是在本世纪内实现四个现代化和提高在个中华民族的科学文化水平的一项战略任务。

二十八年来,在科技战线,毛主席的革命路线一直占主导地位。但是由于刘少奇林彪、特别是“四人帮”反革命修正主义路线的干扰和破坏,相对来讲,进行基础科学和技术科学理论研究工作的力量,比进行各门专业的研制工作的力量要弱得多。这已经形响了我们前进的速度。今天,在大好形势下,为了迅速加强技术科学的研究工作,除了各有关部门都必须充分认识它的重要性外,还应当采取强有力的措施,充分发挥我国社会主义制度的优越性,加强党的领导,组织好各方百的力量,全国一盘棋,合理分工,大力协同,抢时间,争速度,保证科学规划纲要中的重点项目和全百安排都要高质号地完成。在技术科学方面,要特别注意切实抓好下面几项工作:(一)要有步骤有重点地在中国科学院、高等院校、产业部门、各省市造成门类齐全、大中小配套、布局合理、军民结合的技术科学研究体系,注意避免不必要的重复和人力、物力的浪费。(二)要多途径、高速度地培养尽可能多的又红又专的研究人员,要挖掘潜力,开辟各种各样的学习途径,从广大群众中大力选拔优秀人才,大号培养研究生、大学生、中专生,并尽快地提高现有人员的水平,使他们能担任更高级的研究工作,以适应高速度发展科学的需要。(三)要全国统筹安排,尽快解决标准的通用试验设备和非标准的专门设计的试验台和试验件、现代化测试仪以及理论工作用的高速大型电子计祘机的设计、生产、分配和使用问题,大力提高各种设备的利用率。(四) 要根据国民经济造设和国防建设的急需,组织各单位的现有力舅,进行会战,打歼灭战,并注意充分发挥技术科学理论的作用,尽快地从根本上解决有关的科学技术关键问题,帮助有关方面迅速赶上去。这些科学技术问题光借经验的积累和现象的掌握是很难彻底解决的。(五)要狠抓主要生产部门的现代先进科学技术中的技术科学研究工作,要在技术科学的理论研究上取得一批具有世界先进水平的优秀成果,走在生产造设的前面,促进国民经济和国防造设的高速度发展,赶上和超过国际水平。

我国人民有着不屈不挠的革命斗争传统。中华民族是勤劳、勇敢、聪明的民族,曾经创造过光辉灿烂的科学文化,历史上对世界文明做出过不可磨灭的贡献。只是近几百年来由于封建制度的腐朽和殖民主义、帝国主义的侵略,我们国家的科学文化落后了。但是,半个多世纪来,在中国共产党的领导下,发生了翻天覆地的变化,不仅推翻了三座大山,建立了崭新的中国,而且取得了社会主义革命和社会主义边设的伟大胜利。无论是国外的反动派还是国内的阶级敌人,都无法阻挡我们前进的步伐。我们深信,在新的历史时期中,在毛主席的伟大旗帜指引下,在英明领袖华主席为首的党中央领导下,在极大地提高整个中华民族的科学文化水平的情况下,我们一定能够取得新的长征的伟大胜利,一定能够攻克一坐又一坐科学城堡,攀登世界先进科学技术的高峰。在亿万人民向科学技术现代化大进军的几百路、几千路纵队的专业科学技术队伍中,我们技术科学方面的战士,也一定能够在前进的广阔道路上排除一个又一个困难,走向个又一个胜利,为早日实现四个现代化,切切实实地做出贡献。