經(jīng)濟觀察報 記者 沈怡然 楊軍是一位科學家,也是一位工程師。在他身上,科學家與工程師的角色界限模糊。今天他還在利用計算流體動力學軟件進行翼型的優(yōu)化設計,明天就站在飛行器的旁邊,動手進行螺旋槳的平衡校準工作。
楊軍是加拿大工程院院士、電子科技大學(深圳)高等研究院教授、深思實驗室主任。他在加拿大、美國、德國學習和工作了近20年,學科背景涉及機械工程、材料工程和生物醫(yī)學工程。楊軍曾在加拿大西安大略大學擔任教授多年,并兼任加拿大工業(yè)4.0研發(fā)項目(WIN4.0—Western’sIndustry4.0Network)的中心主任。
楊軍的名片上除了印有教授、深思實驗室主任職務,還特別標明了“注冊工程師”的職業(yè)資格。這一資格認證是他在加拿大學術(shù)生涯中考取的。
楊軍說,科學與工業(yè)之間存在著密不可分的關系。歷史上每一次工業(yè)革命都根植于堅實的科學基礎,而當今世界所經(jīng)歷的第四次工業(yè)革命,正是由人工智能領域的深度學習、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等前沿技術(shù)所驅(qū)動。反之也如此,來自企業(yè)和工業(yè)界的龐大算力,為處理大規(guī)模的科學計算和數(shù)據(jù)分析提供了可能,這直接推動了像ChatGPT(OpenAI研發(fā)的一款聊天機器人程序)、AlphaFold(由DeepMind開發(fā)的一種深度學習神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng))這樣的科技成果的誕生。
2021年,楊軍回到中國落戶深圳,將這里作為自己科研旅程的新起點。他依托電子科技大學深圳高等研究院建立了深思實驗室,這是一個從零起步,由毛坯房和車間發(fā)展起來的科研機構(gòu)。
這座實驗室的特殊之處在于,它實現(xiàn)了機械工程、材料科學、航空動力學、能源技術(shù)與計算機科學的交叉融合,匯聚了30名來自不同專業(yè)背景的核心研究人員。因為現(xiàn)實世界中的工程挑戰(zhàn)往往超越單一學科的范疇。
在這里,科學家、工程師和企業(yè)家的身份常常相互交織,他們能夠在不同的角色間靈活轉(zhuǎn)換。科研人員被鼓勵積極參與企業(yè)實踐中,有的人后來辭去了高校職位,全職加入企業(yè);有的科研人員則在滿足單位規(guī)定的情況下選擇兼職。
目前,深思實驗室已經(jīng)匯集了300名科研及工程人員,其中包括多名博士后和在讀博士、碩士研究生。深思實驗室的橫向經(jīng)費與縱向經(jīng)費幾乎各占一半,來自企業(yè)的橫向經(jīng)費成為實驗室科研資金的重要來源。楊軍認為,這種經(jīng)費結(jié)構(gòu)有助于實驗室在保持科研活力的同時,也能夠?qū)崿F(xiàn)科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化和應用。
香港科技大學李澤湘教授孵化出了大疆創(chuàng)新;中國科學院的兩名科研人員憑借對人工智能芯片的技術(shù)研究創(chuàng)立了寒武紀。這些展現(xiàn)了學術(shù)與工程的融合,但即便如此,實現(xiàn)科研與產(chǎn)業(yè)之間的自由流動,仍然是一個理想中的愿景。
楊軍稱,在更廣泛的社會環(huán)境中,企業(yè)家與工程師之間的界限往往被嚴格的機制和體系所劃分,這種角色分離在一定程度上阻礙了工業(yè)與科學的深度融合。
他期望實驗室能夠培養(yǎng)出像馬斯克這樣的人物——既是科學家,又是工程師,最終成為一個能夠改變世界的企業(yè)家。
“毛坯房”實驗室
2021年,楊軍離開了加拿大熟悉的環(huán)境,回到了中國。
回國之前,楊軍已經(jīng)收到了多個地區(qū)的邀請。這些地區(qū)看重他豐富的智能制造技術(shù)經(jīng)驗,并希望他能在當?shù)芈涞貙嶒炇摇=?jīng)過一番考慮,他最終選擇了深圳,一個在他眼里創(chuàng)新活躍、氛圍公平、市場機制更完善的城市。
截至2021年,深圳已有各類創(chuàng)新載體2693家,其中國家級創(chuàng)新載體129家。并且,圍繞第三代半導體、人工智能、腦科學等前沿領域,設立了13家基礎研究機構(gòu)。
深圳不僅孕育了眾多世界級科技公司,還誕生了許多高科技獨角獸企業(yè)。這些企業(yè)的領導者和管理者中,不少是從實驗室走出來的。同時,許多實驗室的科學家也走出實驗室,創(chuàng)立了自己的公司。
當時,他得知電子科技大學在深圳籌備的一所高等研究院正在引進人才,特別是能夠擔任實驗室主任的關鍵人物。楊軍稱,盡管當時他對這所高校并不熟悉,但雙方的愿景不謀而合。
這座實驗室是由一間間毛坯房和大車間組成的。剛開始,實驗室只有8位年輕的科研人員,他們和楊軍一樣愿意從零開始建設一個全新的研究機構(gòu)。
站在那個空空如也的空間里,楊軍已經(jīng)構(gòu)思好了實驗室的未來框架。他設想,這是一個集多學科融合、應用驅(qū)動研究和高水平成果轉(zhuǎn)化于一體的創(chuàng)新高地。
楊軍回憶起當時的情景,“一切都需要從最基本的裝修和設備購置開始。實驗室起步時條件艱苦,在別人眼里是困難,在我眼里是希望”。他需要的是能施展才華的空間和環(huán)境。
楊軍希望實驗室能夠成為不同學科人才相互啟發(fā)、合作的平臺。每個人都懷著改變世界的濃厚興趣,超越對職稱的追求,希望成為具有科學精神的工程師和具有工程思維的科學家。實驗室的科研人員可以根據(jù)興趣愛好自由發(fā)展,在未來的某一天可以成為企業(yè)家,而企業(yè)家也能參與這里的科研工作。
楊軍引用錢學森的導師馮·卡門的話稱:“科學家研究已有的世界,工程師則創(chuàng)造未有的世界。”
楊軍說,這一構(gòu)想源自他在加拿大工業(yè)4.0中心的經(jīng)歷。當時,作為中心主任,他領導的是一個多學科交叉的研究機構(gòu),涵蓋了工程學科的各個方面,甚至包括商學院和醫(yī)學院的教授。研究者們聚在一起探討工業(yè)革命、能源革命、醫(yī)學革命等重要議題,他們不僅需要具備科研能力,還應該有工業(yè)經(jīng)驗,最好能夠?qū)嶋H案例和經(jīng)驗帶入課堂教學。
賣出一條生產(chǎn)線
深思實驗室“賣出”了一條新能源汽車零部件生產(chǎn)線。
這條生產(chǎn)線采用的是等材制造工藝,用于生產(chǎn)新能源汽車鋼帶產(chǎn)品。楊軍說,這條產(chǎn)線具有較高的材料利用率和較低的成本。這種工藝在確保生產(chǎn)效率的同時,也兼顧了環(huán)保和成本效益。
在生產(chǎn)線的構(gòu)建上,雖然高端制造設備通常依賴進口,但楊軍和團隊利用深圳周邊的供應鏈資源,推動了生產(chǎn)線的國產(chǎn)化進程。楊軍稱,除了ABB的機械臂之外,整條生產(chǎn)線的其他部分都是基于自研技術(shù)和國產(chǎn)零部件搭建的。
最終,這條產(chǎn)線面向多家汽車和新能源頭部企業(yè)提供了服務,讓實驗室獲得了更多經(jīng)費。
2018年,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《高端智能再制造行動計劃(2018—2020年)》,旨在加快發(fā)展高端智能再制造產(chǎn)業(yè)。在全球化的大背景下,中國制造業(yè)正面臨著激烈的國際競爭,尤其是在高端制造領域。
楊軍稱,2016年AlphaGo(一款圍棋人工智能程序)戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍李世石之時,第四次工業(yè)革命就撲面而來了,這一輪工業(yè)革命是由人工智能領域的深度學習、人工神經(jīng)網(wǎng)絡等前沿技術(shù)所驅(qū)動的。
中國經(jīng)濟發(fā)展70年以來,工業(yè)領域已展現(xiàn)出顯著的規(guī)模性與完整性。中國制造業(yè)已經(jīng)歷了從勞動密集型到資本密集型,再到技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)型,未來將邁向智能密集型。
當前,中國需抓住第四次工業(yè)革命的機遇,推進新型工業(yè)化。中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型歷程顯示,未來必須轉(zhuǎn)型為智能密集型,以抓住工業(yè)革命的機遇。
在這一轉(zhuǎn)型和提升的過程中,中國在科技創(chuàng)新上不能僅僅滿足于跟隨,而應致力于成為行業(yè)的領導者和創(chuàng)新的策源地。
楊軍說,推進科學與工業(yè)的深度融合至關重要,這在全球經(jīng)濟中占據(jù)有利地位。
電動航空愿景
在加拿大工業(yè)4.0中心的工作經(jīng)歷中,楊軍曾參與了與一些航空企業(yè)的合作研究項目,了解電動航空器從設計到制造的全過程,并解決過一些相關的工程問題。
回國后,楊軍決定投身電動航空領域的研發(fā)。
空中出租車、飛行汽車、空中版的Uber……盡管這些事物的落地和商業(yè)化還有一段路要走,但如特斯拉、奧迪、保時捷、現(xiàn)代和吉利等汽車制造商已經(jīng)開始在相關領域進行預研。楊軍預計,繼新能源汽車之后,電動航空將成為新的戰(zhàn)略競爭領域,預計形成一個10萬億美元級別的市場,這個規(guī)模甚至大于現(xiàn)在的汽車產(chǎn)業(yè),或許還能孕育出下一個特斯拉級別的企業(yè)巨頭。
楊軍說:“想象一下,未來中國的中產(chǎn)家庭出門就能直接坐上自己的飛機,無論是上班通勤還是日常出行,都能點對點地快速抵達目的地。這樣的便捷不僅極大地縮短了旅途時間,也徹底顛覆了人們對市區(qū)與郊區(qū)的傳統(tǒng)劃分。”
楊軍認為,電動航空領域相對較新,尚未有國家地區(qū)確立絕對的領先地位,這為中國提供了巨大的發(fā)展空間和機遇。“中國在科技創(chuàng)新上不能僅僅滿足于跟隨,而應致力于成為行業(yè)的領導者和創(chuàng)新的策源地。”楊軍稱。
為實現(xiàn)這一目標,楊軍選擇了從最底層的技術(shù)做起:建設針對低空飛行器研發(fā)的三維風洞科學裝置,并將此作為研發(fā)低空飛行器的關鍵性因素,這也被認為是低空經(jīng)濟領域的一個關鍵基礎設施。他認為,風洞試驗在航空器研發(fā)中具有無比的重要性。三維風洞能夠提供低空對流層更為全面和真實的測試環(huán)境,模擬飛行器在實際飛行中遇到的復雜氣流條件,為電動航空器的設計和性能優(yōu)化提供關鍵數(shù)據(jù)。
選擇研發(fā)這一領域,也體現(xiàn)了楊軍對實驗室角色的考慮。他說,風洞設施將開放給所有有需求的科研單位和企業(yè),為他們提供專業(yè)的測試和咨詢服務。這不僅能夠為實驗室?guī)矸€(wěn)定的收入來源,還能夠促進實驗室與企業(yè)的交流與合作,也有助于構(gòu)建一個健康、合作的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
另一條科研路徑
楊軍在加拿大、美國和德國有二十多年的留學和海外工作經(jīng)歷,和出國前,自己在國內(nèi)學習生活的時間相仿。盡管已經(jīng)回國發(fā)展事業(yè)三年,但他仍然感覺偶爾“水土不服”。
楊軍的深思實驗室屬于新型研發(fā)機構(gòu),從管理機制、科研目標上,與傳統(tǒng)的科研機構(gòu)有一定區(qū)別。楊軍說,實驗室的很多科研人員沒有傳統(tǒng)意義上的“編制”。由于缺乏編制,科研人員難以通過傳統(tǒng)途徑獲得教授或副教授等行政職務的晉升,這在一定程度上限制了他們在學術(shù)職業(yè)道路上的發(fā)展。“編制”“論文”“非升即走”是中國青年科研者不得不面臨的問題。
但楊軍盡量將外部壓力隔絕在團隊之外,他希望實驗室的工作和成果能夠體現(xiàn)科研人員的價值,而不是僅僅依賴于傳統(tǒng)的職稱體系。
楊軍說,通過充分信任團隊成員的專業(yè)能力和自我驅(qū)動力,可以激發(fā)他們的創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。這種管理理念部分源自他在加拿大的學術(shù)經(jīng)歷:新教師在經(jīng)過嚴格的選拔后,會得到充分的支持和自由來進行科研工作,直到第五年才會進行嚴格的考核。通過考核后,教師將獲得終身教職,這為他們提供了更大的自由度去做自己感興趣的科研。
楊軍說:“如果有更多像華為這樣的企業(yè)提供有吸引力的職業(yè)前景,包括高薪、穩(wěn)定的工作機會和持續(xù)的希望,那么人們可能會更愿意放棄編制,去追求那些更具挑戰(zhàn)性的職業(yè)道路。”
在楊軍看來,工業(yè)與科學之間融合得不夠,也有這方面的原因,當科研人員不得不過分關注職稱和編制時,他們對于實際問題的關注也會受到限制。
不過另一方面,企業(yè)本身研發(fā)體系的不完善,也讓其和科研界合作時,面臨更多挑戰(zhàn)。
楊軍說:“雖然企業(yè)常常抱怨學界的研究成果難以應用,但如果企業(yè)自身的科研體系不夠完善,同樣無法與學界的研究成果有效對接。”