馬兆遠(yuǎn)稱自己為世界二流科學(xué)家，但更認(rèn)為自己是個(gè)工程師。他談道，好的科學(xué)家應(yīng)該是工程師，好的工程師應(yīng)該是科學(xué)家。他的自述是這樣的：在我走上工程之路很多年之后，終于也成為一個(gè)“有身份”的人了，可以自由地宣稱自己是個(gè)物理學(xué)家。

作為南方科技大學(xué)和英國謝菲爾德大學(xué)智能制造專業(yè)教授、英國物理學(xué)會會士，馬兆遠(yuǎn)曾任清華大學(xué)未來實(shí)驗(yàn)室首席研究員兼數(shù)字化先進(jìn)制造研究中心主任，是深圳兩化融合的首席科學(xué)家。他參與設(shè)計(jì)了“天宮四號”空間站的世界第一個(gè)微重力超冷原子實(shí)驗(yàn)平臺。

馬兆遠(yuǎn)在北京大學(xué)本科畢業(yè)后，前往牛津大學(xué)物理系攻讀博士學(xué)位，導(dǎo)師為英國皇家學(xué)院院士、現(xiàn)任謝菲爾德大學(xué)校長基思·伯內(nèi)特，后在美國國家標(biāo)準(zhǔn)局和加州大學(xué)伯克利分校做博士后研究，師從諾貝爾獎(jiǎng)獲得者William Philips。馬兆遠(yuǎn)的學(xué)習(xí)及研究經(jīng)歷讓他對中國智造有著相對獨(dú)立的思考，近日，本刊記者就工程教育采訪了他。訪談中許多觀點(diǎn)的生成，都與他讀書和工作實(shí)踐相聯(lián)結(jié)，這或許來自他穿梭不同文化的寬視野，以及曾經(jīng)在“暗無天日”的實(shí)驗(yàn)里療傷式實(shí)驗(yàn)?zāi)挸龅男木场?/span>

南方科技大學(xué)教授 馬兆遠(yuǎn)

大學(xué)應(yīng)該負(fù)責(zé)地告訴社會，

未來需要什么樣的人才

《教育家》：馬老師，隨著第四次工業(yè)革命的深度推進(jìn)，新的產(chǎn)業(yè)形態(tài)也在不斷涌現(xiàn)，新的秩序不斷產(chǎn)生。新的變化勢必要催生新的學(xué)科組織方式和新的人才培養(yǎng)路徑，大學(xué)教育應(yīng)該有哪些調(diào)整來面對變化的不確定性？

馬兆遠(yuǎn)：全球進(jìn)入后工業(yè)時(shí)代，中國應(yīng)該盡早參與高端制造業(yè)的升級，參與工業(yè)4.0，提升高端制造業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)水平。需要說明的是，當(dāng)下新舊動能轉(zhuǎn)換，中間需要建立切換和黏合作用的產(chǎn)業(yè)升級運(yùn)行機(jī)制。這不是與舊產(chǎn)能完全脫鉤，不是替代，不是簡單的“騰籠換鳥”，而是如何迭代升級，需要大力培育與其相適應(yīng)的工程人才。

這些年，我越發(fā)意識到實(shí)業(yè)的重要，越發(fā)覺得國家不僅需要科學(xué)精神，還需要工程精神。好的工程師應(yīng)是博學(xué)的人，需要具備創(chuàng)意、學(xué)術(shù)研究、科學(xué)及實(shí)踐等多方面的知識，我們的教育系統(tǒng)必須發(fā)揮各種優(yōu)勢，以滿足社會對人才不同的要求。大學(xué)必然要與企業(yè)以及投資者合作，利用世界領(lǐng)先的研究能力，完成科技創(chuàng)意工程化，進(jìn)而商業(yè)化這一任務(wù)。但是，從今天的現(xiàn)實(shí)看，純粹的基礎(chǔ)研究是不夠的，大學(xué)還應(yīng)該負(fù)責(zé)地告訴社會，未來需要什么樣的人才，而不是按照社會今日的需求來批量生產(chǎn)工人。負(fù)責(zé)任的大學(xué)應(yīng)該交給學(xué)生更多的工具，而不是把學(xué)生變成工具。大學(xué)應(yīng)該是一個(gè)知識分子的起點(diǎn)而不是終點(diǎn)。

科學(xué)家解決可能性問題，

而工程師解決可行性問題

《教育家》：您強(qiáng)調(diào)純粹的基礎(chǔ)研究是不夠的，科學(xué)精神應(yīng)該和工程精神并存。在科學(xué)與工程之間并不是一馬平川的坦途，兩者之間的聯(lián)系我們該怎樣理解？

馬兆遠(yuǎn)：科學(xué)文明和工程文明是人類現(xiàn)代歷史的基礎(chǔ)。

科學(xué)需要大量工程沉淀，在充分的工程文明基礎(chǔ)上，科學(xué)文明自然地發(fā)生。在工程文明中，我們需要合適的工程人才?？茖W(xué)家解決可能性問題，而工程師解決可行性問題。我們現(xiàn)在非常推崇0到1的原始創(chuàng)新，這固然重要，但是1到100也是一個(gè)充滿創(chuàng)新的過程，我們對科學(xué)家的要求可能是千分之一的成功率，但對工業(yè)產(chǎn)品的要求是千分之一的失敗率，兩個(gè)千分之一中間漫長的過程，是創(chuàng)造、探索和不斷改進(jìn)，需要也存在大量的創(chuàng)新。每一步改進(jìn)都意味著大量的選擇和優(yōu)化，而這是在實(shí)踐中大量開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和工程訓(xùn)練積累而成的能力。如果說科學(xué)精神是從無到有的探索，那工程精神就是“日拱一卒”的堅(jiān)持。

我一直認(rèn)為科學(xué)是第二性的，工程是第一性的。近些年我越發(fā)感覺科學(xué)并不是第一生產(chǎn)力，能夠帶來社會變化的反而是技術(shù)。有了科學(xué)，工程不至于走偏，不至于原地打轉(zhuǎn)，但工程實(shí)現(xiàn)一定是科學(xué)的不二法門，沒有工程實(shí)現(xiàn)，科學(xué)只停留在想法上。脫離技術(shù)支撐的科學(xué)就像空中花園，而科學(xué)往往需要通過工程來支撐，才能真正對社會有用，才能真正推動社會的進(jìn)步。

到現(xiàn)在將近200年的工業(yè)文明沉淀中，在我看來，其實(shí)是工業(yè)文明發(fā)展了之后順便把科學(xué)也發(fā)展了，至少在工業(yè)文明早期，科學(xué)其實(shí)不是所有人都能掌握的東西，它并不是必需品，在一定意義上很多工程師在解決實(shí)際問題的時(shí)候，是不以科學(xué)為導(dǎo)向，反而是問題解決了之后，我們才用科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)來歸納總結(jié)，然后形成了科學(xué)知識體系，最初的時(shí)候大家就是在為了解決問題而找方法。我總開玩笑說，科學(xué)永遠(yuǎn)是工業(yè)文明的附屬品。

一個(gè)社會的主體應(yīng)該是工程師，科學(xué)家占極少一部分。對中國現(xiàn)在來說，缺的是好工程師，我們應(yīng)該在工程師強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)上，去做好的科學(xué)研究，脫離制造業(yè)的基礎(chǔ)追求科學(xué)進(jìn)步，事實(shí)上行不通。我曾經(jīng)說過，好的科學(xué)家應(yīng)該是工程師，好的工程師應(yīng)該是科學(xué)家，科學(xué)研究也要講務(wù)實(shí)，科學(xué)家其實(shí)也是個(gè)“手藝人”，或者說是科學(xué)行業(yè)的工程師，因?yàn)樗趯?shí)驗(yàn)過程中，也是要?jiǎng)邮肿龉ぞ邅碇螌?shí)驗(yàn)的。

我在牛津讀博士，以及在加州大學(xué)伯克利分校做博士后研究期間，收獲最大的是在車間實(shí)踐，那些動手的技能讓我知道東西是怎么做出來的。當(dāng)時(shí)，我在暗無天日的地下室調(diào)試激光，動手的過程與其說是做科學(xué)研究，不如說是修煉心性。所以，工程師應(yīng)該是會動手的科學(xué)家，而科學(xué)家應(yīng)該是會動腦的工程師。

缺乏系統(tǒng)工程教育的老師去教工科學(xué)生，

其實(shí)是不匹配的

《教育家》：作為制造大國，產(chǎn)業(yè)的技術(shù)迭代需要具有體系化、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性思維的工程人才作支撐，目前我國的工程教育還面臨哪些問題，如何解決？

馬兆遠(yuǎn)：這個(gè)問題，我想談幾個(gè)層面，首先是職業(yè)教育問題；其次是工程教育的教師問題；最后是工科理科化問題。我們現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)的工程和應(yīng)用技術(shù)教育，許多放到了職業(yè)學(xué)校去做，實(shí)際上從學(xué)生層面來看，我們用各種考試的機(jī)制，把這些考試成績不太好的學(xué)生放到了職業(yè)學(xué)校去；從教師層面看，我們并沒有認(rèn)真地為職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)老師。職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)出來的學(xué)生，是要從事對國家最重要的制造業(yè)工作，我們沒有把最好的資源和更強(qiáng)的師資配給職業(yè)教育，這個(gè)問題值得思考。

現(xiàn)在我們很多做科研的老師在大學(xué)任教，他們完全沒有學(xué)過怎樣去做工程，缺乏系統(tǒng)的工程教育，然后又去教工科學(xué)生，其實(shí)是不匹配的。當(dāng)我們討論工程教育的時(shí)候，我們會驚訝地發(fā)現(xiàn)，理科和文科課程中一大部分內(nèi)容可以批量復(fù)制，一個(gè)教授可以給幾百人上課，甚至可以給幾萬人在線上課。但工科強(qiáng)調(diào)動手，是不能批量復(fù)制的。比如操作車床，即使是從最簡單、最重要的安全課程入手，也需要一個(gè)師傅帶幾個(gè)徒弟，工科有太多的技能知識不能形成說明書來批量復(fù)制。我們?nèi)绻囵B(yǎng)太多可以批量復(fù)制的讀書人，再來強(qiáng)調(diào)工程教育的時(shí)候，老師們在哪兒？哪里來這么多可以“手把手”教工程專業(yè)的老師？

過去幾十年我們大學(xué)開始做基礎(chǔ)研究，積極追求雙一流和世界排名，導(dǎo)致一系列的學(xué)校都存在工科理科化傾向。大學(xué)不應(yīng)該只關(guān)注自己在世界上的排名，因?yàn)槭澜缗琶蠖嗍潜状笥诶?/span>工程不像科研，科研可以發(fā)發(fā)文章，但工程是沒法搞排名、發(fā)文章的，因?yàn)楣こ探鉀Q的是客觀具體問題，比如修路架橋，而Nature的文章解決的是人類第一次，也就是剛提到的0—1的原始創(chuàng)新。

如果說，Nature的文章告訴人類第一次怎么蓋房子，你會發(fā)現(xiàn)誰也不敢往里住。而工程是解決穩(wěn)定性和可操作性，解決國計(jì)民生的重大問題。最好的大學(xué)應(yīng)該培養(yǎng)什么樣的人，應(yīng)該培養(yǎng)一部分做科研的人，去發(fā)現(xiàn)人類第一次；一部分做工程師，去解決工程中遇到的“卡脖子”問題。

我們看到，綜合性大學(xué)為了搞國內(nèi)、國際排名，越來越側(cè)重于理科基礎(chǔ)研究，因?yàn)檫@最容易發(fā)文章，從排名上講更好量化，為國家完成了什么重大工程項(xiàng)目，是沒法列入排名體系的，因?yàn)楦揪蜎]有這一項(xiàng)。在這種現(xiàn)象下，很多工科學(xué)校開始聚焦于國際排名，對真正意義上的工程教育是重視不足的。

問題清楚了，解決問題的方法成千上萬，大學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)意識到了這些問題，也正在調(diào)整，國家層面也出臺了系列政策推進(jìn)新工科建設(shè)。我們有理由相信，中國制造成就了今日中國，也終將創(chuàng)造出中國智造的好圖景。

工程師的培養(yǎng)要關(guān)注基礎(chǔ)學(xué)科的掌握，

更要關(guān)注學(xué)習(xí)能力和工程思維的培養(yǎng)

《教育家》：支撐中國制造業(yè)走向高端化、全球化，需要淬煉具有創(chuàng)造力的技能大軍，基于現(xiàn)實(shí)考慮，我們是否需要重新定義工程教育？

馬兆遠(yuǎn)：我對新工程教育的定義，并不是培養(yǎng)生產(chǎn)線上的操作工，而是培養(yǎng)了解科學(xué)、懂得技術(shù)，并能把構(gòu)想和創(chuàng)意造出來的新型工作者。我對工程師的定義從傳統(tǒng)意義上講，就是能夠掌握把創(chuàng)意落地成產(chǎn)品、科學(xué)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的技能人才。他們需要了解科學(xué)前沿正在發(fā)生什么，也需要熟悉工業(yè)生產(chǎn)流程。他們應(yīng)該是中國最好的大學(xué)培養(yǎng)出來的，并不是職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)的。從人才培養(yǎng)到人才發(fā)展的深度、廣度以及現(xiàn)狀來看，職業(yè)學(xué)校培養(yǎng)不出真正能解決“卡脖子”問題的人才?，F(xiàn)在中國進(jìn)入制造業(yè)深水區(qū)，需要培養(yǎng)人的創(chuàng)造力和動手能力。

工程人才的培養(yǎng)對社會進(jìn)步發(fā)揮著重要作用，我們討論“頂天立地”，往往忽略了作為銜接的“身子”的工程人才培養(yǎng)。工程人才既要理解底層研究，又要對接產(chǎn)業(yè)落地，是制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型過程中的主要力量。個(gè)人認(rèn)為，從工程教育的人才儲備上來講，大學(xué)要找到自己的核心任務(wù)，就是為國家重大工程起支撐作用。國內(nèi)的幾家高校做得不錯(cuò)，比如北京航空航天大學(xué)就很好地維持了不錯(cuò)的工程傳統(tǒng)。

德國工程教育的方式也可以借鑒，德國采用的是雙元制職業(yè)教育，他們職業(yè)教育的學(xué)校里也有世界級的教授，學(xué)生接觸的是全世界的資源，所以培養(yǎng)出來的學(xué)生是具有全球競爭力的，德國保證了高端制造業(yè)的工程師可以接受最好的教育。

學(xué)生畢業(yè)后到實(shí)際工作中，很難在一個(gè)工程問題里遇到科學(xué)問題，所遇到的幾乎都是工程問題。在培養(yǎng)工程師這件事上，其實(shí)更要求他們對基礎(chǔ)學(xué)科的掌握，要關(guān)注他們學(xué)習(xí)能力和工程思維的培養(yǎng)。在這樣的培養(yǎng)下，待他們真的碰到問題時(shí)，知道怎么學(xué)習(xí)新知識、尋找新資源去解決問題。

數(shù)理化是人類創(chuàng)造最重要的思維工具，

也是人類跟自然界對話的基本工具

《教育家》：您剛才談了工程人才培養(yǎng)除了動手能力和工程思維培養(yǎng)外，基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)習(xí)同樣重要，很多人認(rèn)為，“學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕”是典型的實(shí)用主義，您怎么認(rèn)為？

馬兆遠(yuǎn)：這里面會涉及專業(yè)教授和通識教育的話題，我更愿意從素質(zhì)教育和職業(yè)教育兩個(gè)層面來談。素質(zhì)教育是對人獲得基礎(chǔ)知識能力的訓(xùn)練，而職業(yè)教育是在此基礎(chǔ)上精專某項(xiàng)技能，使人為成為某一行業(yè)的合格從業(yè)者做準(zhǔn)備。大學(xué)的學(xué)科設(shè)置詳細(xì)劃分之后，素質(zhì)教育和職業(yè)教育就混在了一起，這直接導(dǎo)致了素質(zhì)教育也成了職業(yè)教育。

在我看來，本科教育是素質(zhì)教育，研究生教育是職業(yè)教育。哪些專業(yè)是面向職業(yè)的，哪些教育是面向人的素質(zhì)的，大致可以劃分出來。數(shù)學(xué)、中文、藝術(shù)、物理、歷史，最多再加上計(jì)算機(jī)，這些學(xué)問告訴學(xué)生怎樣與人交流、與自己交流，怎樣梳理自己的思維，可以使學(xué)生具備基本的現(xiàn)代人的素養(yǎng)。

今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了量子糾纏，驗(yàn)證了愛因斯坦在該方面的觀點(diǎn)是錯(cuò)的，這說明一切理論都是會變化的，但是實(shí)證主義學(xué)派的方法是沉淀下來的，所以數(shù)理化的內(nèi)容還是要認(rèn)真學(xué)好。學(xué)習(xí)數(shù)理化的過程可以體現(xiàn)人類理性思維的方法和結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)數(shù)理化不是學(xué)習(xí)它的結(jié)論，而是學(xué)習(xí)它的論證過程，數(shù)理化可以培養(yǎng)人的思維方式和解決問題的能力。我認(rèn)為數(shù)理化是人類創(chuàng)造最重要的思維工具，也是人類跟自然界對話的基本工具和邏輯體系。

數(shù)理化之外，語文、英語除了對學(xué)生人文情懷的培養(yǎng)，還能讓學(xué)生有非常強(qiáng)的表達(dá)能力，有助于人與人之間的溝通。在智能時(shí)代，計(jì)算機(jī)是人類跟新物種對話的工具。所以說，學(xué)好數(shù)理化，我們可以與自然溝通；學(xué)好語文，我們可以很好地與人交流；學(xué)好計(jì)算機(jī)，我們可以與機(jī)器人對話。

我個(gè)人認(rèn)為，這些是未來人類應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)技能，在這些基礎(chǔ)上，再去延伸到學(xué)習(xí)某個(gè)專業(yè)，然后在具體職業(yè)中解決問題和學(xué)習(xí)一些新東西。不管將來從事科學(xué)研究，還是從事工程師工作，這些基本認(rèn)識都是通用的，應(yīng)該形成共識，應(yīng)該在這些基礎(chǔ)上建筑起更高層面的新的科學(xué)知識和新的工程技術(shù)。