钱学森先生的思维哲学和治学之道

   1956年，作为中国科学院力学研究所物理力学专业的研究生，我和钱学森先生曾有一年形影相随的师生情谊。这一年间的耳濡目染，对什么是科学研究、怎样去做科学研究、如何确立研究方向、怎样选择适合自己的研究课题、第一流的科研工作有哪些特点等，有了初步的理解。
   我从研50年，不敢一日稍怠，不仅有所发现，而且有所发明，但望这些微薄的成就，能不愧对先生对我的教诲，并允许我在先生95岁生日来临之际，对先生的学术思想谈一点粗浅的体会。
    记得在1957年李政道、杨振宁荣获诺贝尔物理学奖之后，钱先生告诉我：“世界上任何发明创造都是可及的，而不是不可及的。”又记得去年10月8日，《北京日报》记者就人才问题专访钱先生，钱先生说：“回国以后，我觉得国家对我很重视，但社会主义建设需要很多钱学森，国家才会有大发展。”这是钱先生第一次公开号召、鼓励后进尽快树立自信，追赶先进。
    先生的话令人鼓舞，但问题在于，究竟如何去做，才能达到先生这样高的学术境界？故撰写此文，望有志青年在攀登科技高峰的征途中，少一点儿迷茫、多一点儿自信。
    往事如烟
   1951年，我在清华物理系读书，听钱伟长副校长作报告，说起他和钱学森先生在美国共事时的一些往事，对先生的学术成就推赞有加，使我心仪不止。当时决难料到，五年后我能来到先生的身旁。
    第一次见到先生，是在中国物理学会听先生演讲，讲的是物理力学这一新兴学科。组织会议的是北大原副校长王竹溪老师，先生演讲的风格简洁流畅、娓娓道来，有如一泓清泉，使我终生难忘。
    50年岁月已然过去，往事如烟，叫一个童心已失的老人，回顾青年时的往事，未免令人不忍卒读。能上清华，又能在先生身边做研究生，这是我平生难得的两件快事。1957年“反右”运动还未充分展开前，我有大约不到半年时间的幸运，能有机会聆听先生宝贵的教诲，并终身受益。
    大地回春，先生归国
   1956年，周恩来总理向全国发出了“向科学进军”的号召；党的八大明确指出：“国内主要矛盾已经是人民对于建设先进工业国的要求和落后的农业国现实之间的矛盾……”同年还颁布了12年科学发展规划，给知识分子普遍增加了工资。今天，不是年过70岁的老人，很难体会到那个时代知识分子内心的激动和对祖国美好未来的无限向往。物华天宝、人杰地灵，“向科学进军”成为那个时代的最强音。正是在这样一个时刻，中国科学院副院长吴有训、钱三强和周培源，在上海港代表党中央热烈欢迎钱学森博士远渡重洋，胜利归来。
    从此，一大批海外科学家纷纷归国，开启了中国科学发展史上的新篇章。
    先生归来，吹皱中国科学界一池春水
    1956年的北京中关村，是一个书声琅琅的中关村，是一个文章至上的中关村。钱学森和郭永怀等一批海外学人归国，中国科学院力学所平地而起，高能所、电子所、自动化所也相继成立，中关村顿时成为“两弹一星”工程的大本营，中国科学事业一片生机。“技术科学”、“基础研究”等这些新名词尚未被一般科学工作者所了解，一场改变中国传统科技观念的大潮即席卷全国。
    从力学所的建制看，除保留弹性力学、塑性力学外，新建的学科有：物理力学、化学流体力学、电磁流体力学、振动力学、爆炸力学、燃烧爆轰、高温等离子体、运筹学。行家一看，就知道这个研究所将干些什么。面向国家实际需求新建学科的这种模式，极大地冲击了“为科学而科学”的传统观念，以国防建设为背景的技术科学逐渐成为主流。
    事实上，当今广为使用的“学科交叉”、“技术集成”等新名词，早在50年前已由钱先生提出的“技术科学”的内涵所包容并付诸实践，不过说法不同罢了。格物致知，学以致用，珠联璧合，科技才能转化为生产力。
    什么是技术科学？技术科学就是多学科、多技术不拘一格的综合。科学指挥技术，技术促进科学，精神变物质，物质变精神，这是科学研究和技术开发的不变法则和“老生常谈”。“两弹一星”也好，“人工胰岛素”也好，和美国的曼哈顿工程一样，在统一指挥、协同作战方面，中国也很有经验。1956年底的一天，在化学所对面的马路上，钱先生对我说：“有人说我是空气动力学家，正确地说，我是技术科学家。”从力学所近代力学的建制上看，钱先生这样自我定位，是再确切不过了。可惜在中国，懂得基础理论，擅长数学演算，又能深入到具体的技术科学的实践中去，这样文武全才的科学家，实在是太少了。
    思想的闪电是在争辩中产生的
   第一次见到先生后，我就加入了物理力学讨论班。一个团队组织一个讨论班，互教互学、轮流演讲，这是先生一贯的治学方法。这种讨论和辩论的治学方法最早源于希腊的苏格拉底和柏拉图学派，是做好学问的不二法门。
    先生告诉我，每天上午，他们这个团队在老师冯·卡门的领导下，争得面红耳赤是常有的事，下午各自回去干活儿，一干就到深夜两点。有备而来，第二天上午继续争论下去。有一次，冯·卡门清晨登门和先生说：“钱博士，你的意见是对的，我错了。”这不是说先生的才华超过他的老师，而是说明在工业文明社会，学术面前人人平等，每个人都能充分享有学术民主和探索的自由，没有官道尊严和师道尊严的桎梏。这样的科技体制，科学怎么能不迅猛发展呢！让一些才华横溢、志趣相投的青年学者组成团队，同一个问题可以有不同的观点、不同的视角，应是发展科技的有效方法。
    如今，有人把自己的研究生当“长工”，不授业、不解惑，不使学生闻道于天下，而是把他们当成制造论文的工具，大概是因为自己也不甚了了的缘故。何况，一个重大的科研课题，靠一个人去闯世界，这个世界是闯不下来的，它需要一个群策群力的团队。
    不流大汗出不了大成果
   钱学森先生的著名论文《非线性弹性力学》仅手稿就有800多页，先生告诉我：不流大汗，不受大累，仅凭一点小商小贩的小聪明，是做不出来的。
    论文涉及积分方程的求解，先生告诉我：是在文章发表后，才去学积分方程数学的。事实上，爱因斯坦广义相对论所用的数学工具也是友人提供的——这有什么不对、有什么不好吗？天下的学问什么都去学，永远学不完，永远学不够；“积压”太多，反而影响“效益”。
   先生又说：不会微积分，那就在坐标纸上画曲线、数格子，一样有结果；再复杂的数学，离不开数和形。用通俗的语言讲，数数和数黄豆是一回事——这话难道有错吗？对主攻方向不是数学的其他专业人士而言，数学只是一个非常有用的工具。所以，钱先生经常讲：“研究工作做不下去了，怀疑自己的数学功底不够，怀疑自己的理论功底不够，于是再去读书，但图书馆的书是读不完的。”
   钱先生曾说他自己在攻读气动力学时，两年内精读了两百篇有关气动力的重要文章，从而理清了这门学问的来龙去脉。这是一种读书方法，是在读历史；不知道历史，又怎能看清一门学问的发展方向呢？后来我也是这么做的，新课题到手，三个月不出图书馆。先生常讲：“有空经常到图书馆去浏览各行各业的杂志，看看别的行业有什么问题是我们力学家能帮助解决的。这样做，你就会一辈子‘吃穿不愁’。”这不就是我们经常讲的边缘学科的交叉和发展吗？50年前，先生就能说出这样具有超前意识的话，而我们到了20世纪80年代才有所理解。
    先生的经历说明，出国留学不是去学书本知识，而是要锻炼自己独特的眼界和发现机遇的能力。没有崭新的思维哲学，科学上的创新是很难实现的。
  工艺力学的命名由先生而起
    钱学森先生说：“爆炸成型是工艺力学。”是说力学可以指导生产工艺，把科学和生产工艺联系起来，Technology Sciences是科学观念上的一次飞跃。1959年到1961年“大跃进”期间，我参加了爆炸成型实验小组，用水下爆炸的冲击载荷来成型薄板。这在当时还是一门有待开发的新技术。
    二战前后，水下爆炸的理论也趋成熟，要开发爆炸成型这门新技术，需要研究水下爆炸载荷和冲压成型这两个不同学科领域的衔接和融合。我们的做法是，通过测量水下爆炸成型的过程，来研判爆炸成型参数符不符合相似律，以便能起到工艺参数放大之功效。我分工测试，自制微秒计时仪，自行设计无质量障碍的传感技术，并因此发现在水下爆炸成型的过程中，存在一个二次加载的力学现象，这是事前未曾料到的意外收获，最后以“爆炸成型模型律”上报成果，获国家科技一等奖。
    现在看来，工艺力学的提法反映了从理论发展技术、从技术发展工艺，科技才能最终转化为生产力的客观过程，这一规律是先生早在40年前就预料到的。事实上，技术科学和工艺科学这两大概念都是由先生提出的，概括了改造世界与认识世界的互动关系。可惜，我们很多开拓性的研究工作往往浅尝辄止，论文写出，一旦大奖到手，就算完成任务，距离指导生产实践，常常差之远矣。这背后是中国科技界一个至今难改的传统观念——认为只有认识世界才是科学家的本分工作。把合理的暂时分工变成永久的分家，是发展中国科技的一大瓶颈。
   1970年，我接手研制激波压力传感器，首先从科学实验出发，取得第一手资料，然后对传统理论进行证伪和修正或否定，形成自己的理论。从科学实验中总结理论，从理论到技术，从技术到工艺，十年磨一剑，达到阻尼比最高，过冲最小，反应速度最快，动静态灵敏度高度一致，批量生产性能的一致性完全达标。没有对先生提出的工艺力学概念在不断实践中加深理解、牢牢抓住理论总结和工艺实践这两头，要做到这一点是不可能的。
    一日为师，终身父母；48年阔别，48年追忆
    1956年仲夏，国家科委以聂帅的名义颁布了全国统一招考副博士的招生简章，凡自愿报考者的所在单位，一概不许阻拦。
    是这次难得的机会使我来到先生身边。17名研究生来所，适逢“反右”和“大跃进”，到1961年以后，仅3名研究生留下，淘汰率达73%。幸好，凭借强大的组织力量，“两弹一星”的工程进展基本未受影响，总算为中华人民共和国保留了一部分“普罗米修斯的火种”。
   记得在1957年一个仲夏傍晚，先生叫我随他散步，其间闲谈甚多，唯能记在心间的是先生说我只需三年就可达到博士水平，此后，再苦战五年，翅膀才能长硬。这是先生对我的第一次夸奖和鼓励。先生对我第二次的肯定，刊登在中科院《风讯台》的通讯上，在先生申请入党的发言中，有“……范良藻有才能，但不踏实，是我姑息了他……”这几句话算是临别赠言吧。从此，天涯咫尺。我就是背负着先生这样的临别赠言，走到今天，而今坦言无悔，也算表达了一位古稀老人对往事的追忆和眷念。
    这50年来，一直有个问题萦怀：撇开体制上的原因，国人不出国门留学，能不能达到先生这么高的水平，中国的科学家能不能拿到诺贝尔奖？这个问题似乎在2005年10月8日《北京日报》的访谈中已经找到了答案。今年我已经75岁，如果再给我20年时间，我一定知无不言，为国人冲击诺奖鼓与呼。
   钱学森先生的治学之道就是会看方向、出点子，为国为民，想人之不敢想，言人之不敢言，为人之不敢为，超前意识，浑然一体。正如先生所说，没有八年抗战，没有十年磨一剑的苦心孤诣，达到先生这样高的水平，是不可能的。
    也谈人体科学和特异功能
   先生治学，遍及自然科学很多门类，涉及园林艺术音乐，还有人体科学和特异功能。一个学者能涉猎如此广泛，没有哲学思维的概括能力，是不可想象的。正如爱因斯坦所说的那样：“与其说我是物理学家，不如说我是哲学家。”先生的治学之道，也是以马克思列宁主义哲学为指导。科学和哲学的根本区别，在于科学上的所有认知都必须接受科学实验的检验，哲学可以指导科学，但绝不可以取代科学；不懂哲学的科学家是渺小的，同样，不懂科学的哲学家也是渺小的。
    1979年，上海原子能所学者顾涵森女士带来两位气功师到力学所表演，我和俞鸿儒、谈洪尽一切可能用科学实验的方法来证伪，结果收效甚微。当气功师发功时，遥指薄膜压力传感器时，X-Y记录仪上不断在记录压力波形，当俞鸿儒院士在压力薄膜上涂了一层硅脂，X-Y记录仪就停止了工作，从而确定气功师发出的是红外射线，压力薄膜因受热而变形，输出的是热信号。显然，自然界有太多的未知领域挑战人类智慧，多怀一份敬畏并不见得就贬低了人类尊严。
   我曾经做过一个将压力传感器放在隔离的玻璃钟罩内，由小孩的意念发功，在示波器上也获得了类似的脉冲压力波形。可惜这篇研究报告投稿在《自然科学争鸣》杂志上，被编辑部枪毙了。不到两周，几乎同样内容的报告，在英国Nature杂志上发表了。不知道这是我个人的遗憾还是整个中国科学家群体的遗憾。
  最近，霍金先生提出虚时间的概念，如果有一天他证明“上帝”存在，曾经的反“伪科学”斗士们又该作何感想呢？
技术科学思想的形成
   钱学森的科学思想最初形成的起点，应追溯到他1935年赴美留学。那是中华民族内忧外患的年代，凡从那个时代过来的人都有刻骨铭心的记忆。在中央电视台10频道《大家》栏目为纪念开播三周年所制作的特别节目中，介绍了我国不少著名科学家（钱老也在其中）当年赴海外留学的心态，以及新中国建立后，学成名就的他们义无反顾地抛弃优越生活和所创立的事业，回国投身于祖国社会主义建设的心情和举动，几乎惊人地相似。现在的莘莘学子很难理解这些科学家们当年一去一返的眷眷报国之心。上世纪二三十年代，忧国忧民正是钱学森告别祖国的初衷。
    1935年，钱学森进入美国麻省理工学院（MIT）航空系学习，只用一年时间就获得航空硕士学位。他希望学到更高深的理论知识，成为站在科学最前沿的、有深厚理论基础的科学家，同时又是具有丰富实际经验的工程师。钱学森作了一生中重要的选择，毅然转向航空工程理论——应用力学的学习，师从加州理工学院（CIT）世界著名应用力学大师冯·卡门教授。
   冯·卡门不仅教给钱学森从工程实践中提取理论研究对象的原则，而且教会他如何把理论应用到工程实践中的方法；钱学森还从冯·卡门那里学到了高屋建瓴地分析问题、提炼观点的能力。冯·卡门的治学精神和学术思想，形成了钱学森在以后几十年的科学研究中沿袭采用、推广的基本方法。冯·卡门不仅是位科学大师，而且是一名组织能力很强的社会活动家，善于同各方面的人打交道，这为他的科学研究和工作带来极大的便利。这一点对钱学森也有深刻的影响，使得他在日后组织领导中国的国防尖端科技研究中获益匪浅。这也是国内不少从事科研的科学家，普遍不甚关注和需要加强的方面。
    从1936年至1939年攻读博士学位期间，钱学森在冯·卡门的指导下，研究了可压缩流体边界层；有倾角的回转体的超声速绕流以及应用恰普雷金变换求解二维亚声速流动等课题；并与同学马林纳合作研究了以逐次脉冲推进的探空火箭飞行的分析。1939年6月，钱学森以这四项研究成果获得航空与数学博士学位。
   1939年后，钱学森又对薄壳失稳产生了兴趣；他还研究了超声速流动、超声速流动和稀薄气体力学、火箭和喷气推进技术等。这些研究所获得的经验，为钱学森回国后从事国防尖端武器系统的研究起到了重要作用。
   20年的求学、教学、工作实践，使钱学森逐步积累和形成了自己对科学技术的理解和认识，这就是钱学森科学思想形成的第一个里程碑——技术科学。1948年和1957年，钱学森分别发表的Engineering and Engineering Sciences和《论技术科学》两篇论文，阐述了什么是“技术科学”。
   钱学森认为，技术科学与自然科学（现称基础科学）都是科学。自然科学属于基础科学层次，技术科学属于应用科学层次。技术科学的目标首先是为工程技术（广义上泛指一切应用和技术领域）服务，为工程技术提供有科学基础的工程理论，进而带动和领导产业的发展；而自然科学的核心是为了理解和认识客观世界的规律。这是技术科学不同于自然科学的另一个方面。简单地说，自然科学以认识世界为目的，而技术科学则以改造世界为目的。但两者也有广泛的共同点，那就是发展科学。
    钱学森认为技术科学也不同于工程技术，因为技术科学研究工程技术中带有共性的东西，意在使工程设计摆脱传统上依靠经验为主的局限性，从而加速工程实践中的设计原理组织成学科，以揭示不同工程实践领域的相似性和强调基本概念的强大威力。技术科学以自然科学的理论为依据，创建工程技术所需要的工程理论。钱学森首先把技术科学界定为自然科学和工程技术间的桥梁，同时指出技术科学研究也是一种富有创造性的劳动，即技术科学和工程技术实践也会导致科学上的原创性发现。他还很有预见性地提到，技术科学的贡献甚至不限于自然科学领域。
    技术科学思想的具体体现是他1954年出版的《工程控制论》。该理论充分了解和发挥诸如导航技术、控制技术等新技术的潜在力量，以更广阔的眼界和更系统的方法来观察相关问题，这不仅是解决旧问题的更有效的新方法，并且可以揭示新的前所未有的前景。钱学森在以后数十年的科学研究生涯中，在诸多科学研究领域里，都延续了研究控制论的方法和思路，并取得大量有前瞻性的丰硕成果。
    创建中国导弹航天事业及系统科学思想的形成
    钱学森清楚，创建中国的导弹航天事业是一项艰巨而复杂的工程，它的难度不在技术层面。困难是在中国这样一个特殊的环境下——薄弱的工业基础设施，没有专门的科学研究机构，专业技术人才匮乏，缺乏懂得现代国防尖端技术研究组织的管理人员等等。钱学森回国后看到，有了中国共产党的领导，中国人民被最大限度地组织起来，全民族有一种自上而下的、前所未有的建设新中国的信念和决心，这是中国发展国防尖端技术得天独厚的有利条件之一。
   在如何把成千上万的研究人员，数量众多的研究、设计、试制、试验和生产单位，难以计数的研究、设计、研制和试验设备，数量巨大的研究与研制经费，要求严格、种类繁多的物质、器材，按照导弹、火箭和航天技术发展总目标的要求，协调一致地组织起来，有序地投入到这一工程系统的研究、设计、试制、试验和生产过程中去，形成一个具有科学预见性的实施计划，建立起一个高效有序的导弹火箭工程开发组织管理体系，是钱学森通盘思考、研究的大课题……这一课题的研究，一直延续到钱学森晚年所从事的国家科学技术、宏观经济的预测与管理，现代复杂工程系统的开发管理这一世界性难题中。
   在创建我国导弹和火箭研究体系之初，钱学森就意识到：现代复杂工程系统的开发与传统工程研制有很大不同，必须建立具有宏观谋划指导与系统设计控制、管理职能的总体研究机构——这就是他提出的导弹研究院。
   钱学森在组织实施我国导弹航天工程中，成功运用了“工程控制论”的方法，并研究、制定、验证、完善了一整套中国现代工程系统开发的技术过程。他在总结我国导弹与航天工程研制实践的总体工作经验时指出：“这样复杂的总体协调任务不可能靠几个人来完成，因为他们不可能精通整个系统所涉及的全部专业知识，他们也不可能有足够的时间来完成数量惊人的技术协调工作。这就要求以一种组织、一个集体来代替先前的单个指挥者，对这种大规模的社会化劳动进行协调指挥。”这一现代工程技术“总体设计”的思想，在20世纪80年代被逐步推广到解放军各总部、军兵种建制的建设中，成立了相应的研究机构，并发挥着重要作用。
   从20世纪30年代末起，在从事火箭与喷气技术研究和中国导弹航天工程实践的近40年中，钱学森逐步跳出了控制论的局部，站在了整个系统研究的巅峰，开始形成有关发展系统科学的独特战略思想。
   1978年，钱学森、许国志、王云寿在《文汇报》发表《组织管理的技术——系统工程》一文，该文是钱学森研究系统科学的第一篇论述，它从整体性、有序性和动态观点，考察和梳理了这个领域，把它整合为一个高度有序的知识系统，并思考了整个系统研究的体系问题，即分为：工程技术、科学理论和哲学三个层次，但没有上升到系统科学的高度。经一年的研究分析后，确定了系统工程的学科归属和指导它的科学理论，并正式采纳“系统科学”一词；同时阐述了系统科学在他所研究和确立的现代科学技术体系中的地位；构建系统科学的体系结构，即：三个层次一个桥梁的框架，该框架对系统科学进一步发展有预测功能。系统科学是钱学森科学思想形成的第二个里程碑。
   按照钱学森的观点，系统科学不是一门技术，而是由众多部门组成的一大类技术。系统科学的研究延续到钱老退出一线工作后十余年，他还在为创建“系统学”这门学科寄予厚望。
    钱学森从事系统科学和思维科学研究的另一重大成果是，1990年在《自然》杂志第一期发表的钱学森、于景元、戴汝为的重要文章《一个科学新领域——开放的复杂巨系统及其方法论》，将作者20世纪80年代初对处理复杂系统所概括的“经验和专家判断力相结合的半经验半理论的方法”进一步地加以提高和系统化，提炼出“开放的复杂巨系统”的概念；并以系统论的观点，在社会系统、人体系统、人脑系统及地理系统实践的基础上，提出处理“开放的复杂巨系统”的方法论，即“从定性到定量综合集成方法”(Meta-synthesis)。
   “从定性到定量综合集成方法”，其实质是把各方面有关专家的知识及才能、各种类型的信息及数据与计算机的硬、软件三者有机地结合起来，构成一个系统，为综合使用信息提供了有效的手段。按我国传统的说法，把一个非常复杂的事物的各个方面综合起来，达到对整体的认识，称之为“集大成”。实际上，“从定性到定量的综合集成技术”，就是要把各种情报、资料、信息，把人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧统统集成起来，这就是钱学森提出的“大成智慧工程”。
    多学科思想的形成及科学技术体系的构建
   进入20世纪80年代，钱学森由于年龄的关系，辞去了国防科研一线领导职务，但他的科学思想更加活跃，驰骋在更宽泛的自然科学领域，并对社会科学产生了极大兴趣。他深入研究了马克思主义哲学，并用马克思主义哲学指导自己的研究工作，在自然科学与社会科学的结合点上，作出了许多开创性贡献。他这一时期的学术贡献包括：系统工程和系统科学、思维科学、人体科学、地理科学、军事科学、建筑科学、有关人才培养的大成智慧工程、科学技术体系与马克思主义哲学。其中，有助于我国西部大开发和促进国民经济新增长点，并取得明显经济效益的研究成果是沙产业和草产业。
   沙产业 1984年，钱学森提出“创建农业型知识密集型产业——农业、林业、海业、沙业”。在以后的十多年里，他以多种形式对“沙产业”（Deserticulture）作了多方阐述，形成了钱学森关于沙漠戈壁合理利用的科学构想。其实质是必须利用全部现代科学技术，包括物理、化学、生物学等基础科学，通过光合作用转换太阳能；利用系统工程综合开发产品和后加工；建立适合市场机制的有效管理体系。只有这样，才能在我国150万k㎡的沙漠、戈壁和沙漠化土地上，创建能“为国家提供上千亿元产值的沙产业”，“为人类开拓新的食品来源”。他认为沙产业是变不毛之地为沃土，他预期沙产业以及其他知识密集型农业型产业的建成，将是一次新的产业革命。
    农业种植生产活动的实质就是最大限度地利用光合作用固定和转换太阳能，但传统农业种植技术不能提高太阳能的利用率。钱学森的沙产业的技术路线可以通俗地表述为：多采光、少用水、新技术、高效益。目前推动沙产业的技术措施就是用新材料构筑起一个能起隔离作用的膜和壳。这种薄膜和壳有很好的透光性，且不利于水和热的逃逸散失，优选进行光合作用的主体植物或品种，也是重要方面。
   目前，在钱学森沙产业思想的指导下，甘肃张掖已建立了13个沙产业综合开发试验区，地膜保护地栽培近100万亩，其中光温室、塑料大棚3.83万亩，年产蔬菜水果能满足整个兰州市民的需要，并出口日本。
    草产业 20世纪80年代中叶，钱学森提出创立农业知识密集型产业时，就提到草业产业化的理念，其基本含义是：以草地为基础，利用日光能量合成牧草，然后用牧草通过兽畜、生物，再通过化工、机械等一切可利用的现代科技手段，建立起创造物质财富的高度综合的产业系统。他说，除草畜统一经营外，还有种植、营林、饲料、加工、开矿、狩猎、旅游、运输等经营活动。
   为探索发展草产业的具体途径，在钱学森论述的指导下，经过20多个省区40多个试点项目（每个投资千万元以上）的反复实践，创立了草业系统工程的基本理论和模式。各省市自治区运用这一理论，创造出许多不同形式的具体模式。如内蒙古西部干旱草原的达拉特旗五股地家庭牧场，新疆荒漠草原区的阜康灌溉草地牧业经济联合体，贵州高寒草山区的威宁灼圃现代草业科技合作牧场，云南红壤贫瘠草山区的曲靖种草养畜联合体等模式，都具有较高的经济效益、生态效益和社会效益。一些项目的生产力水平已接近或赶上经济发达国家同类型草地的先进水平。草业系统工程基本理论和模式的创立和应用，为具体发展知识密集型草产业探索出一条成功的道路。
   在从事多学科领域十余年的研究之后，钱学森从系统科学思想出发提出了现代科学技术的体系结构。这是钱学森科学思想形成的第三个里程碑。
   该科学技术体系从横向上看有11大科学技术部门。即：自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、行为科学、人体科学、军事科学、地理科学、建筑科学、文艺理论；这是根据现代科学技术发展到目前水平所作的划分，今后随着科学技术的进一步发展，还会产生出新的科学技术部门。所以，这个体系是动态发展的系统。从纵向上看，每一个科学技术部门里都包含着三个层次的知识：直接用来改造客观世界的应用技术(或工程技术)；为应用技术直接提供理论基础和方法的技术科学；以及再往上一个层次，揭示客观世界规律的基础理论，也就是基础科学。技术科学实际上是从基础理论到应用技术的过渡桥梁。钱学森指出，这三个层次的知识结构，对其他科学技术部门同样是适用的。这是很重要的科学划分，很有启发性。唯一例外是文艺，文艺只有理论层次，实践层次上的文艺创作，就不是科学问题，而是属于艺术范畴了。科学知识的特点是，不仅能回答是什么，还能回答为什么。但人类从实践中还获得了大量的感性知识和经验知识，这部分知识的特点是只知道是什么，还不能回答为什么，所以进入不了现代科学技术体系之中。我们把这部分知识称作前科学。前科学处于该体系结构的底层。从前科学到科学再到哲学这样三个层次的知识，就构成了人类的整个知识体系。钱学森认为，马克思主义哲学是人类对客观世界认识的最高概括，也是科学技术的最高概括，处于11类技术科学的顶部。辩证唯物主义反映了自然界、人类社会和人的思维发展的普遍规律。因此，现代科学技术的发展，应该坚持马克思主义哲学的指导作用。另一方面，现代科学技术的发展，也为马克思主义哲学进一步概括和发展提供了丰富的材料，这又推动着马克思主义哲学的发展。
    辩证唯物主义是钱学森一生从事科学研究和工程实践的指导思想
   钱学森一生自觉地运用着辩证唯物主义从事科学研究，这是他对人类现代科学体系和科学史的正确理解。他认为这不仅是哲学的核心，而且是整个科学技术体系的核心。
   关于哲学，确切说马克思主义哲学，即辩证唯物主义及其部门哲学。钱学森明确地说：“把马克思主义哲学放在科学技术体系的最高层次，也说明了马克思主义哲学的实质，它绝不是独立于现代科学技术之外，它是和现代科学技术紧密相连的。”
    关于辩证唯物主义世界观，辩证法是世界观的一部分，认识论和唯物史观是部门哲学等问题，钱学森把认识论、唯物史观与辩证唯物主义区别开来，把辩证唯物主义视作最高层次的世界观，而把认识论与唯物史观作为部门哲学，视作辩证唯物主义世界观与思维科学、社会科学联系的桥梁。这样，他所说的辩证唯物主义在内容上已不同于一般教科书所说的辩证唯物主义，而只是唯物主义的辩证的世界观。
   钱学森指出：部门哲学是辩证唯物主义与一切科学技术联系的桥梁，辩证唯物主义通过部门哲学而从科学技术汲取丰富的发展自己的营养，而各门科学技术则通过部门哲学从辩证唯物主义取得认识世界和改造世界的一般方法，即哲学的思想指导。钱学森现代科学技术体系的思路，有利于克服分门别类的研究和职业分工所带来的只分不合、孤立片面的思维方式，更有利于克服把哲学排斥于现代科学技术之外的错误倾向。
   钱学森始终认为，用辩证唯物主义的观点指导科学研究是我们社会主义国家的一大优势，不能放弃这一法宝。
    钱学森科学思想是21世纪科技强国的法宝
   钱学森的科学思想是一个知识宝库，对国家的发展、建设和安全有着极其深远、长久和潜在的战略影响。钱老晚年的许多科学研究成果已经付诸实践，并取得可观的经济和社会效益。但许多具有前瞻性的研究领域，还没有被广大科技工作者乃至各级领导所认识和理解。钱老设想建立的国家级总体设计部的愿望还没有实现，钱老用于解决复杂巨系统的以人为主、以计算机为辅，从定性到定量的综合集成研讨厅体系也还没有建成。要做的事确实很多。
   人民科学家钱学森，在诸多学术领域中形成、建立、发展了自己的科学思想，内容极其丰富、珍贵。所以说，现在应该是有组织、有计划研究、理解钱学森科学思想的时候了，这对中国成为21世纪科技强国具有深
远的战略性意义。