科学家从未如此需要工程师 中国高端工程技术人才如何培养?

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科学家与工程师之间有着千丝万缕的联系。一些伟大的科学家偏重于理论,需要工程师助力实验;而另一些科学家本身也是优秀的工程师,善于解决问题。如何能够嫁接起科学家与工程师之间的桥梁,使科学家与工程师互相成就?这一问题近年来引发高度关注。

在中国,技术正在引领行业的新一轮变革,科学家也从未像今天这样需要工程师。然而能够帮助科学家实现想法的高端工程技术人才缺口非常大。在这一背景下,我国越来越重视工程科技创新的发展。

11月3日,在世界顶尖科学家论坛的一场工程科技创新峰会上,中国科学院院士、上海交通大学常务副校长丁奎岭谈到如何培养面向未来的卓越工程人才时表示:“科学技术发展的速度不断加快,在很多领域已经明显快于企业和教学内容的更新速度。从人才培养的角度,既要加强当前紧缺人才的专业建设,又要看准发展趋势主动布局未来的学科,向复合型人才培养转变。”

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从引力波到量子纠缠,实验是关键

从引力波到量子纠缠,几乎所有的基础科学理论的验证都需要工程来解决。例如理论物理学家基普·索恩(Kip Thorne)很早就发现了引力波的巨大潜力,他描述了引力波信号的特征并估算了引力波的强度,但要探测到引力波,这是一个工程问题。

物理学家雷纳·韦斯(Rainer Weiss)发明了激光干涉仪引力波探测器,正是这个“经得起时间考验的设计”为验证引力波奠定了实验基础;在这一基础上,另一位物理学家巴里•巴里什(Barry Barish)建立起了激光干涉引力波天文台LIGO,并将引力波项目打造成一个世界级的大科学项目。

上述三位科学家共同获得了2017年诺贝尔物理学奖。巴里什表示:“几乎每一个科学发现都需要工程的支持,建构实验需要现代物理学、天文学等基础知识背景。科学家更需要提出精准和领先的需求,但我们也需要精准、系统的工程验证,才能够运转LIGO这样的仪器,实现灵敏的激光测量。”

今年的诺贝尔物理学奖得主阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)和约翰·克劳泽(John Clauser)则是用光子纠缠实验证明了证明贝尔不等式,反驳了爱因斯坦的定域性理论,证明了宇宙的非定域性。另一位科学家安东·塞林格(Anton Zeilinger)的实验则让量子纠缠的应用变得更加具体。后来塞林格还与中国科学院潘建伟院士团队完成了洲际量子通信实验,在国际上首次实现北京-维也纳两地量子保密通信。

这些例子都说明基础科学研究与实验工程密不可分。美国天体物理学家、2011年诺贝尔物理学奖得主亚当·里斯(Adam Riess)告诉之一财经记者:“科学家是设立目标的人,在将问题分解后,可以交由工程师按照需求完成测试,最终形成可靠的方案来实现预期的结果,在这一过程中,工程师发挥了重要的作用。”里斯曾致力于哈勃望远镜大科学项目。

人才培养思维要转变

随着技术的进步发展,对工程人才的要求也越来越高,他们已经不仅仅是传统的机械加工 *** ,更是需要懂科学的交叉性复合人才。

在近十几年的技术发展过程中,涌现出像特斯拉CEO马斯克这样的人才。马斯克还因“在可重复使用运载火箭,可持续运输和能源系统的设计、工程、制造和运营方面取得的突破”当选美国国家工程院院士。

马斯克也注重工程技术人才的培养,他曾表示正在认真地考虑在得州办一所理工学院。目前马斯克已将特斯拉的总部迁往得克萨斯州。

而在中国,这样的高端工程技术人才数量仍然严重缺乏。丁奎岭解释了其中一个重要的原因:“工程人才培养需要随着现代产业发展不断优化调整,要实现由单一学科以知识传授为主,向复合型以能力培养为主的转变,换言之,以往我们是用过去的知识培养现在的人才,去解决未来的问题,今后要用未来的眼光培养未来的人才,创造未来的世界。”

中国科学院院士、东华大学材料科学与工程学院院长朱美芳告诉之一财经记者,基础研究与工程应用在过去相当长的一段时间里是“两张皮”。“比如材料科学和应用以前是脱节的,做技术研究的科学家,不太会想到去找工程师合作,而工程师对基础科学也缺乏了解,但是现在人们越来越发现,工程问题本质上是科学问题,而科学问题也需要用工程的手段来解决,两个领域正在加速融合。”她说道。

朱美芳表示,东华大学材料科学与工程学院现在就在致力于培养一批既懂科学、又懂工程的复合型交叉人才。“首先要让学生对某一方面的科学问题产生兴趣,并且要培养他用工程化的 *** 解决问题的能力。这是一种全新的教育模式,老师和学生都在探索中。”她对之一财经记者表示。

为此,朱美芳鼓励自己的学生与不同领域的人交流,并创造这样的机会。“我一直坚持认为,有交叉的地方就最容易取得突破。例如材料与生命科学领域的交叉,有望创造出全新材料的医疗器械,这需要年轻一代人的努力。”她表示。

在朱美芳的鼓励下,已经有学生开始“工程跨界”。她告诉之一财经记者,一位学生在观看完心脏支架介入手术后,就对医疗器械产生了兴趣,希望能研发一种新的材料,应用到心脏支架上。“现在我的这位学生经常和医生科学家们一起讨论,我觉得这种思维的碰撞很好,跨界之后才有望诞生引领性的成果。”朱美芳告诉之一财经记者。

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