林宝军,北斗三号卫星总设计师

近日,上海市科学学研究所举办“科技发展规划与科学文化”主题沙龙,参与讨论的专家学者有:陈敬全(东华大学科学哲学教授)、褚君浩(中国科学院院士)、杜德斌(华东师范大学城市与区域科学学院院长、教授)、黄庆桥(上海交通大学科学史副教授)、江晓原(上海交通大学讲席教授、科学史学院首任院长)、李广良(励讯集团中国区总监,《科学文化译丛》策划人)、林宝军(新一代北斗导航卫星首发星总设计师)、朱承(华东师范大学哲学系教授)、朱春奎(复旦大学国际关系与公共事务学院教授)(按姓氏拼音排序)。

本期三思派整理了林宝军总设计师的发言,以飨读者。

现在提创新,就是想把技术搞上去,把技术做的更精更尖,这是第一位的。但是我觉得这不是第一位,第一位应该是理念创新和观念创新,这比技术本身还重要。

为什么这么说?曾经有人问我,怎么研制北斗导航?我讲了九个字。第一,有担当,我们做航天所面临的风险极大,如果没有担当,我们不可能超越别人;第二,真创新,实实在在创新,在理念上、观念上、技术上创新,而不是小打小闹;第三,谋跨越,我们要思考怎么超越目前所有的东西,而不是拘泥于现在日子过得不错就不想跨越了。

我们做北斗的时候面临一个问题,原来一百四十号人,每年再招一百个人,到现在六百个人。当时那帮年轻人别说做卫星了,连工程都没有做过,所有人都认为当时干的事不可能做出来。当时的想法是当这帮年轻人老的时候,能够把北斗做出来,做成和GPS相当,那这辈子就没白活。

但是现在回过头来理理,我们取得十几项世界第一。当时并不是为了世界第一,只是遇到一系列瓶颈,却又没有人教你,连国内都没人教,国外更不用说。我们是81个人,平均年龄31岁,用了三年零三个月的时间,做了美国人从GPS2到GPS3共二十年完成的事,并且现在超过了他们,产生了一堆创新。

我先说理念创新,我们一开始遇到最大的难题是,三四吨的卫星,要做到一箭多星,要不然就密集发射。原来卫星说是最多可用七八年,但有颗卫星发射上去两个月就坏了,一年中断六万多分钟,系统没法用。当时提出一个功能链的理念,原来的卫星按分系统划分,有结构分系统、热控分系统、控制分系统,一堆分系统,每个分系统干自己的事,每一个分系统只能把自己的东西做小,但是同类中没有办法合并,这是管理问题。

为什么说理念创新?一个卫星上24台计算机,热控系统只需采集温度并控制加热片加热就行,但也需要一台计算机,二十多台计算机,哪台计算机故障,卫星也就完蛋了。后来提出功能链理念,用一台计算机干24台计算机的事,一台计算机刚好有问题的概率比起24台任意一台出毛病的概率要小,重量减到原来1/8,功耗减到原来1/8,但是性能提高N倍。原来三四吨的首发卫星缩减到874.6公斤,当时有领导同事看到那个卫星说,林总当时你说做到八百多公斤,我不相信能做出来,你们本来没有做过,现在不仅做成了,而且比三四吨星的能力更强。其实说起来很简单,把一个一个分系统,化成几个功能链,这个功能链保证给卫星提供好的环境。电子学功能链都是由电软件专业的人干,控制功能链交给研究控制行当的人。原来神舟的电子学、软件、控制方案,所有都是一个人管,而且也不专业,结果弄的筋疲力尽。一方面让专业人人士干专业的事,另一方面合并同类项,就这么简单的事,现在只有在北斗里实施了,其他领域还是原样,卫星还是那么大。理念的创新比观念创新还重要。

再来说观念创新,当时有一个不成文规定,新技术不能超过30%,超过30%,这个系统不可控,肯定不可靠。对于国内来讲,导航星70%是新技术,对团队来说百分之百是新技术,谁都没有做过北斗。尽管这样,首发星在国内新技术仍超过70%,解决了不创新就没有办法往前走、别人不卖给你等等一系列的困难。当时我提了一个观点,新技术不等于不可靠,有时候我们要讲道理。

实际上,如果在开始的时候遇到一个问题,然后准备攻关,但是攻关的周期要十几年,卫星的寿命是10-12年,卫星寿命终结的时候攻关成果已经是二十年前的技术。怎么提高长寿命高可靠产品的持续先进性,这在当时是一个问题。按照通常的做法,短板理论,一个木桶的盛水量取决于最短的板,这个观念在哪儿都是成立的。我做北斗的过程中,我一直按照长板理论做这个事,用长板理论好在哪儿?得益于现在技术发展非常快,现在年代跟以前不一样,所有技术、指标、产品都不是按现在能达到的做。比如华为手机,不是说五百个用户想用什么手机,定什么指标,我照做就行。当年我做北斗,上场就要踢球进球,要做到世界第一,怎么做到世界第一,要老百姓愿意用,要耐用,要好用,这种情况下不单是单项指标。所以我们一开始就不定很低的目标。创新不等于不可靠,某种意义上讲,符合客观规律本质需求的、靠谱的技术创新,就是对的,不能把创新和不成功,和失败绑在一起。这是担当的问题。

再来说担当。像我们做的这些事,假设那堆创新有一个错,卫星上天出毛病了,我这个总师职位就没了,副院长职位也没了。如果做的也还行,没毛病,全世界也 都有这么做,但最后没人用,即使卫星在天上也是废品,对人民不负责任,对国家不负责任,对自己也不负责任。某种意义上,没有担当是无法创新的。为了解决它,比如上海台氢钟,为了让它上太空,为了让它好使,让铷钟也上去,又发明了钟的无缝切换,即使钟坏了,可以无缝切过去,用户没感觉。如果这个技术成了,就赢了。靠谱的、符合客观规律的新技术加上成熟工艺、加上地面实验,就可以成功。现在成功了可以吹牛,其实当时不敢。用长板理论代替短板理论这是观念的突破,说出来容易,但是没有人敢做。

现在所有科研课题,往往是先调研中国人做什么,欧洲人做什么,美国人做什么,调研完了之后,查出和美国的差距是什么,之后确定攻关项目,攻关完就缩短了和美国的差距。所有科学研究、带学生都是这个思维方法技术路径。如果美国人的目标错了咱们就被领到沟里了。为什么一定要以美国人的目标作为目标?这是观念的事,应当以什么作为目标?以客观、规律、本质、需求,为目标才对,而不是以美国人的目标或者欧洲人的目标为目标。当年美国柯达胶卷做的多漂亮,中国人可以把胶卷颗粒做的更细致更好。我们可以这么做,但是照相的本质是什么?不是把胶卷怎么做好,而是把客观事物的图像照清楚,所以华为没走胶卷的路,没有走美国日本人的路,而是直接去做数码。华为手机就是比苹果手机照相照的好,这也可以叫弯道超车。它没有以美国的目标作为目标。我跟年轻人说一句话,不走别人走过的可行的但没必要走的路。走胶卷这条路肯定是可行,也没有人说你,如果继续跟着别人走,最后中国人会落后。美国人都这么做,我们也这么做没什么,这也是不担当的表现,从某种意义上讲,你想超越,要真正的学会思考,要有担当。

再来讲一下谋超越。大家现在提匠人精神。我个人的看法是,不能片面的看待匠人精神。现在做的载人航天的文化,几十年来得到的最重要经验是工程文化,工程文化和匠人精神是如出一辙。匠人精神说的是什么?我的理解是师傅带徒弟的文化,你不用问为什么,师傅告诉你怎么做就怎么做,你只要坚持天天按师傅说的认认真真做,几十年之后,你就能做出精品,就能成为大师。

工程文化的实质是什么?现在航天做了几十年,总结出很多经验很多规范,只要按规范做,只要有一定的学问,就能做出好的产品,就能可靠,这是工程文化的本质,工程文化本质是规范的文化,也是师傅带徒弟的文化一样。

但是我们不能一味的追求匠人文化。现在中国人愿意用日本人的东西,愿意用德国人的东西,都是匠人文化产生的结果。比如让日本人德国人擦玻璃,一周擦三遍,打三遍玻璃水,他连问都不问,直接打三遍擦三遍。让中国人一看,这时候没有下雨,玻璃挺干净的,可以不擦,或者擦一遍。但是过二十年之后,你会发现德国人日本的玻璃跟新的一样,中国人的玻璃有的就擦不出来了。这就是匠人精神工程文化和不按这个文化做产生的后果,这都是讲文化的积极作用,其实这在中国一直发挥很重要的作用。但它现在最独立的作用是什么?为什么像东芝、飞利浦,被华为、海尔这些公司打败了?这个文化是他们成功的要素,也是导致他们失落的原因。

现在是知识大爆炸年代,更新太快,日本人德国人一辈子二十年如一日干一件事,他以这个为荣,他不想这个事有没有改进余地,怎么更好。真正应当做的是创新,创新要干的是什么。刚才说工程文化匠人精神,我们不能片面的追求,造成只是知其然,而不知其所以然。为什么这么干?师傅不要求你知道。现在技术快速迭代,几十年不变的文化不适合当代的技术发展,从这个角度来说,那种匠人精神要吸收,要变成变通,同时真正创新驱动。我们现在做的是什么?要超越它,包括做北斗卫星也一样。现在做的所有工程是怎么达到要求,然而你要做出一流的东西,绝不是简简单单的满足需求,应当创造需求、引领需求,让消费者感觉到离不开,感到满意,这才是我们做一切事情的出发点和落脚点,让群众满意,让社会满意,让用户满意,而不是提出一堆满足用户的指标。我们要敢于突破传统的观念,追求客观实实在在的东西,这才是我们该做的。

林宝军,中国科学院微小卫星创新研究院副院长、研究员,博士生导师,载人航天工程应用系统副总设计师。本文有删减,未经原作者审阅。文章观点不代表主办机构立场。