张聚恩/文
应北航冯如书院之邀、为航空航天大类（航空航天方向，未分具体专业）的学子们讲授《航空航天科技与工程》通识讲座。我力图通过史实回顾、案例分析、未来前瞻等，使学生能从科技与工程的视角，来认识航空航天事业，引导他们开展批判性思维，导出对重大理论与实践问题的认识，使这一通识教育形成特色，补缺出新，融合交叉，博雅普适，也帮助学生们通过这样的学习，更为理性地认识专业与职业等现实问题。
我把讲座的风格定义为：思贤堂——故事会——风暴眼，即追思颂扬航空航天先驱，介绍有趣、有教益的史实，刮起思索和研讨的头脑风暴。在课件里，我尝试着提出并让学生们思考若干问题，经过面对面的发言与交流，探讨这些问题蕴含的那些科学、技术、工程、系统、产品、产业等概念与实践、经验与教训，从中学习与领悟航空航天科学原理、工程科技知识与深刻泛在的哲理。
我将陆续把我的讲述及思考，梳理并分篇写出，以便与大家交流。本篇是第一问：为什么不是我们？
人类在地球上出现伊始，就显示出远超其他生物的品性与智慧，充满好奇心，不安分，能走还想跑，能在地面上自由驰骋，还想像鸟儿一样凌空飞翔。古代中华民族亦然，而且在飞天的憧憬与奋斗中，展现出非凡的创造力。
人们都知道传统的四大发明——指南针、火药、印刷术、造纸术。殊不知，在航空航天领域，也有四大发明——风筝、竹蜻蜓、孔明灯、爆竹（古代火箭）。而且这四大发明恰好映射着现代航空航天的四大类产品：固定翼飞行器、旋翼飞行器、浮空器和现代火箭。其中内在的学理对应关系，令人称奇。
此外，在与现代航空航天事业关系密切的天文学领域，古代中国也有辉煌的成就，集中体现在天象观察、仪器制作和编订历法这三个方面。例如，对哈雷彗星的观测与记录，土圭（圭表）、浑仪、浑象、简仪、高表、仰仪等天文仪器的研制，郭守敬于1280年编订《授时历》，确定365.2425日作为一个回归年长度，与现今世界通用的格里高利公历值相同，但却早了300年。
遗憾的的是，这些灿烂的中国科技，未能持续发展与进步。以致于在给人类生活带来巨大变革和福祉的现代航空航天事业的丰碑上，几乎没有中国人的名字。我们有着那么辉煌的过去，为什么创立航空航天科技体系和成为这个朝阳产业诞生发展主要驱动者的，却不是我们？
由此，联想到著名的“李约瑟之问”。英国学者李约瑟（Joseph Needham，1900-1995）曾提出：公元前2世纪至公元15世纪，在自然科学及其运用方面，中国远胜欧洲。但为什么近代科学不是从处于世界领先地位的中国文明中发展出来，而是在文明程度相对落后的15世纪的欧洲产生的呢？
在航空航天领域，李约瑟之问同样存在。究其原因，相通甚或相同。抛开战乱频仍、异族杀戮、封建专制、重农轻商、重文轻技等社会、文化原因与影响，在思维范式和方法论层面上，缺乏科学逻辑与技术思维是基本原因。我们有了精妙的发现，制作出令人叹为观止的器具，却不去深究它们的原理，不去建立模型和寻求数学表达，不会或不屑于进行逻辑推理，使得这些发现发明的科学意义得不到提取和提升，而只能停留在经验和技艺的层次上。
譬如，由中国爆竹、到古代火箭，再到成为航天事业最重要基础的现代火箭，从古至今，其物理形态几乎没有改变。我们虽占尽先机，却没有推演出“火箭推进原理”，没有建立“火箭推进公式”。作为古代火箭中推进剂的火药，我们也只停留在经验配方上，而未深入研究其组分的科学表征，以及精细地定量化各组分作用及其不同比例的影响。
再比如，我们始创的风筝、竹蜻蜓和孔明灯等，在长达千年的进程里，或作为玩具，停留于雕虫小技，或满足于十分有限的用途，却鲜见深入研究与扩展应用。但在传入西方后，却引发了一系列潜心探究与变革。如：对升力面、翼型翼面的研究，从单体、平面发展出多体、载人风筝，从热气球到气艇，直至创制出大型商用飞艇。
一个不争的事实是，我们的文明发育与发展中，缺少演绎推理的严格框架与程序，科学逻辑与技术思维能力不足。那么，什么是科学逻辑？什么是技术思维呢？
让我们从科学说起。科学按其固有含义，包括自然科学（Natural Science）、社会科学（Social Science）和形式科学（Formal Science）三类。自然科学研究物质世界。社会科学研究人与社会。形式科学研究逻辑与数学等，通过提供用于描述世界的结构的信息以及可能对其进行推论的方式，来帮助自然科学和社会科学。形式科学，作为一种既作用于自然科学、又作用于社会科学的通用工具，因其不依赖于经验观察，而独立存在。
形式逻辑（Formal logic）是形式科学的核心。形式逻辑的任务是研究前提和结论之间的关系，研究演绎推理及其规律。它通过对人的思维形式的抽象，把人的认识和判断，抽象成逻辑命题，然后研究这些命题可以有哪些形式，这些形式之间有怎样的关系，以及怎样从现有命题推理出新的命题。
自然科学与形式科学、特别是形式逻辑的联姻，就产生科学逻辑。在科学技术的漫长发展进程中，以可测试的解释和预测的形式构建与组织知识体系，通过推理和归纳而得到新知，强调实验和不同程度的量化，以及以实证法为核心的方法论，这些科学研究的一般性原则被广泛接受，使得自然科学研究的面貌为之大变。
关于科学逻辑与技术思维，以及培养和强化科学逻辑与技术思维能力，我的学习心得与基本认知如下：
第一，科学逻辑是指，找到并区别称为科学知识及科学理论的方法体系，包括科学方法和科学精神。逻辑（logic）是在形象思维和直觉顿悟思维基础上对客观世界的进一步的抽象，抽象是舍弃非本质属性、抽出本质属性的过程，是形成概念的必要手段。
第二，技术思维是指，思维主体按照实际需要，综合运用知识、信息和各种工具与方法，达成目标和解决问题的过程。其主要特征是：目的性、程式性、实践性。技术思维的理论工具有：系统论、信息论、控制论等；操作方法主要有：假设与验证、建构与分解、分析与综合、权衡与优化等。
第三，科学素养的核心，是拥有并自觉应用科学逻辑与技术思维能力。科学逻辑与技术思维，应深深融入民族文化中。对于每个个体而言，这种能力不会自发产生，需要经过学习和接受教育。提高全民族的科学素养，需由此入手。
第四，科学精神在本质上是怀疑与批判、自由与创造之精神。所谓批判性思维，就是凡事要问一个为什么，学会把问题从复杂的事物中抽取出来，设立和解释个中的不同假设，从不同的分析视角，去评估可能方案及其真伪优劣，从而抓住问题的本质，解决问题。更为重要的是，这一切，要形成习惯。
第五，高等教育的目，是强化学生们的问题意识，鼓励他们观察与提问，并寻根求底，找到答案。长此以往，渐成自觉，则批判性思维能力必会建树，并得以不断提升。一般说来，若教育方法得当，受教育程度越高，在这方面的能力应该越强。
第六，鉴于在中国文明发展史上，未曾形成对近现代科学的自发培育，科学方法论尚未广泛而深入地融入我们的文化中，高举“五四”运动倡导的“赛”（科学精神）大旗，在学校教育、特别是高等教育中，切实加强科学逻辑与技术思维精神与方法的培养，使之成为终生自觉应用的工具，进而对全人类科学技术发展做出我们应有的民族贡献，是我们的神圣历史使命。
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