進入21世紀以來，全球科技創(chuàng)新進入空前密集活躍的時期，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命正在重構全球創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟結構?？茖W技術從來沒有像今天這樣深刻影響著國家前途命運，從來沒有像今天這樣深刻影響著人民生活福祉。中國要強盛、要復興，就一定要大力發(fā)展科學技術，努力成為世界主要科學中心和創(chuàng)新高地。基礎研究是整個科學體系的源頭。工程科技是推動人類進步的發(fā)動機，是產(chǎn)業(yè)革命、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步的有力杠桿。建設世界科技強國，既需要戰(zhàn)略科學家，也需要卓越工程師。

21世紀以來自然科學與工程技術正在經(jīng)歷一場空前的大整合。如果說戰(zhàn)略科學家的任務是發(fā)現(xiàn)“未知的”，那么卓越工程師就是要創(chuàng)造“未有的”。卓越工程師，一方面要深諳基礎理論，在改造自然和社會的過程中充分顧及科學原理所不及，明晰什么樣的科學理論適用于什么樣的現(xiàn)實環(huán)境；另一方面要精于運算、變抽象為具體，既在工程設計上高屋建瓴，又在流程環(huán)節(jié)上匠心獨運，從而發(fā)明創(chuàng)造出滿足人民福祉的尖端科技，確保工程實體在現(xiàn)實條件下運行無滯。具體來說，建設世界科技強國要求卓越工程師具備五個顯著能力。

科學應用能力

強調建立在科學原理之上的推理實驗，這是工程師與工匠的本質區(qū)別。現(xiàn)代工程師和應用科學家的出現(xiàn)，推動了科學技術的廣泛傳播，他們在實踐領域不斷拓展自己的科學推論，并且善于將應用技術組織整合起來。理論自然科學是現(xiàn)代工程技術發(fā)展成熟的前提條件，工程師的先驅們正是具備了綜合運用各種科學原理的融通能力，才創(chuàng)造出各種各樣的先進技術。英國工業(yè)革命時期的瓦特，被稱為“機械工程之父”，兼具科學家、藝術家和企業(yè)家的才能。瓦特之所以能將氣缸活塞的往復運動轉變?yōu)榘l(fā)動機旋轉運動的行星齒輪傳動結構，關鍵就在于他了解天體物理，而且能夠經(jīng)由科學實驗摸索出發(fā)動機運行的基本原理?？茖W原理是一套抓住世界“大本大源”的底層邏輯，對于那些陷入細節(jié)而無法自拔的人能夠打開一扇撥云見日的“窗口”。諸如熱力學、流體力學之類的工程科學，把自然現(xiàn)象放到生產(chǎn)環(huán)境中去考察，探索出它們在現(xiàn)實條件制約下的一般原理，這是把科學理論與工程設計相結合的動力學機制的一個典型例證。

系統(tǒng)設計能力

在建造一項工程之前，工程師必須先把它設計出來，正如愛因斯坦說的：“在我們能夠在事物中發(fā)現(xiàn)模式以前，人的心智必須首先獨立地把它們構建出來。”在實踐中，中國過去有李冰父子修建都江堰水利工程，他們把岷江的分水工程“魚嘴”、分洪排沙工程“飛沙堰”以及引水灌溉工程“寶瓶口”巧妙地結合為一個整體。三項工程的關聯(lián)關系處理十分得當，形成了一個協(xié)調運轉的工程總體。如果當時沒有樸素的系統(tǒng)觀念，就不會有這樣的水利工程。20世紀40年代，在貝塔朗菲、香農(nóng)、維納等人努力下，人們逐步將系統(tǒng)作為認識客觀世界的基本范式。系統(tǒng)工程提供了一個大容量的總體平臺，其流程清晰展示了工程行為的時間理性?，F(xiàn)代工程的復雜程度日益加深，每個大工程都需要多專業(yè)、多部門的通力合作才能完成。系統(tǒng)工程是“設計中的設計”，其方法論的精髓在于把所有理論和常識統(tǒng)籌起來，集中解決復雜環(huán)境中面臨的問題與挑戰(zhàn)。按照系統(tǒng)工程思想，無論對于機械裝備系統(tǒng)還是大型工程項目系統(tǒng)，系統(tǒng)設計的關鍵是做好規(guī)劃，而規(guī)劃本身就是一項技術，應當運用好分解、綜合與反饋的工作方法。

實踐創(chuàng)造能力

工程師的實踐創(chuàng)造能力是主體匯聚各種科學原理和常識方法后的一種涌現(xiàn)行為，他們在一系列工程實踐中必須發(fā)揮主體的創(chuàng)造性，然后從實用性和有效性的角度推動科技轉化為生產(chǎn)力。如果說科學家的創(chuàng)造能力更多建立在超常想象基礎之上，那么工程師則必須建立在求真務實的基礎上，他們要準確回答為了什么、如何做到最好？卓越工程師善于變抽象為具體，通過開發(fā)生產(chǎn)讓發(fā)明創(chuàng)造進入市場，促進經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。20世紀早期化學工程師通過整合化學、物理學和數(shù)學，創(chuàng)立了一門奠定在門類廣闊的工業(yè)化學流程基礎之上的工程科學，催生了許多基于新工藝流程的產(chǎn)業(yè)，帶動了大量人口就業(yè)。技術和產(chǎn)業(yè)不會從學術論文的設計中魔術般地“物化”，有時連最簡單的生產(chǎn)都要求有高效的作業(yè)流程，尤其當成本、產(chǎn)量與時間發(fā)生沖突之際。比如鋁是地球上含量最豐富的金屬，但是人們花費很長時間才開發(fā)出有商業(yè)價值的從礬土中提煉鋁的電解工藝?，F(xiàn)實的復雜性對于一項工程實踐所施加的約束，制約著它背后賴以支撐的科學想象和完美藍圖。因此，“為制造而設計”成為許多工程師的座右銘，這充分表明認真對待工程設計及操作流程的有效性是多么重要。

技術創(chuàng)新能力

卓越工程師的科學應用能力、系統(tǒng)設計能力和實踐創(chuàng)造能力，最后都會集中表現(xiàn)在他的技術創(chuàng)新能力上。按照復雜經(jīng)濟學的邏輯，技術是經(jīng)濟系統(tǒng)不斷進化的核心要素，現(xiàn)代化經(jīng)濟體系就是圍繞一定的技術集合而演化構建起來的。關鍵性技術創(chuàng)新會引發(fā)質量變革、效率變革、動力變革，促進資源要素高效流動和資源優(yōu)化配置，推動產(chǎn)業(yè)鏈再造和價值鏈提升，進而顯著增強一個國家的經(jīng)濟質量優(yōu)勢。工業(yè)革命時期英國擁有高超技術背后的一個因素是優(yōu)秀的工程師開發(fā)了性能精良的機床，他們用50年時間將蒸汽動力時代升級到了機器時代。但是，進入20世紀50年代美國從英國手中奪走了機床的領先地位，美國工程師發(fā)明了兩種通用機床，即銑床和轉塔車床。20世紀50年代，在航空工業(yè)界和美國空軍方面的支持下，麻省理工學院開發(fā)了數(shù)字控制技術，從而把機床自動化提高到了一個新水平?，F(xiàn)代制造業(yè)比較依賴于用金屬零件切削成形的機床，如果工具在速度、精度、可靠性、靈活性或成本效益方面比他人遜色的話，就會失去國際競爭優(yōu)勢。在世界百年未有之大變局的背景下，中國正面臨一個巨大的機會，中國的數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展、產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢以及對接先進科技的制造能力共同塑造了前所未有的創(chuàng)新環(huán)境，全面建成社會主義現(xiàn)代化強國推動大國工程師正在加速技術創(chuàng)新的步伐。

協(xié)同管理能力

卓越工程師不但要具備科學應用的實踐能力，同時也需具有較強的人際溝通能力和組織協(xié)調能力，能夠綜合運用系統(tǒng)科學、信息技術和工程方法解決實際問題的管理能力。卓越工程師一定要善于調動各方面力量、通力合作，綜合集成研究與開發(fā)的資源，從而占據(jù)工程技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點。像英國的瓦特，除了發(fā)明和改進機器之外，還組織合營公司從事生產(chǎn)和銷售，從而使各種機器有效地服務于社會。卓越工程師的工程技術水平一方面體現(xiàn)在物料使用層面，另一方面還有組織管理層面，涉及協(xié)調人與用于生產(chǎn)的物質資源之間的關系，包括企業(yè)事務與營銷管理。譬如在加工領域，基本工藝的一類是金屬成形工藝，包括鑄造、模壓、沖孔、軋制與鍛造，另一類是金屬切削工藝，包括車削、銑削、研磨、鉆孔與鏜削。每一種工藝都涉及若干工序，這些工序雖然各自單獨看起來都非常簡單，但為了完成復雜的生產(chǎn)任務，必須以復雜的方式共同協(xié)作。為了完成每一道工序，工程師已經(jīng)發(fā)明大量工具，但是最重要的技能是協(xié)調人員與各種工具使用，以產(chǎn)生預期效果。個人的力量總是有限的，卓越工程師要履行好自己的職責，善于把各種工程要素的積極性調動起來，依靠整體力量攻堅克難。

建設世界科技強國呼喚卓越工程師脫穎而出，而且新時代也一定能夠成就一批卓越工程師。我們需要營造良好創(chuàng)新環(huán)境，加快形成有利于卓越工程師成長和發(fā)展的體制機制，培植好卓越工程師的成長沃土，讓這支人才隊伍的根系更加發(fā)達，一茬接一茬茁壯成長。