简介

        院士口述故事是通过院士口述、组织访谈、史料编纂等方式,以挖掘整理广大院士在科研生涯中亲身经历的中国科技界的重要事件、所承担的重大创新成果以及为国家科技事业作出的贡献为重点,以“小故事”的呈现方式,通过多媒体相结合的传播形式,面向公众传播,弘扬科学精神,展示科学家风范,扩大中国科学院和学部的社会影响。

陈翰馥:关肇直引领系统控制在中国的发展


1979年3月,关肇直在华南工学院讲课

图片来源:中国科学院院士文库


在20世纪50年代末到60年代初国际上航天、航空、航海技术飞跃发展伴随着出现了极大值原理动态规划Kalman滤波这些数学家和应用数学家的杰作凭着对新学术动态的敏感关肇直意识到现代控制理论对国防现代化的重要意义钱学森的倡议和支持1962年关肇直在中院数学研究所建立了我国第一个控制理论研究室并且把自己有生之年的主要精力投身到系统控制和系统科学研究中

关肇直任控制室主任并聘五院的宋健为兼职副主任五院的何国伟也常来合作指导记得五院先后有唐志强、武礼廉、邱淦兴嵇兆衡长驻在数学所和控制理论室合作关肇直把控制理论室分为三个组一是常微组实际上是研究用常微分方程描述的控制系统这组有秦化淑、韩京清、金维言、张鄂堂宋健经常参加这个组的活动他和韩京清合作发表过快速控制方面的研究成果另一组研究用偏微分方程描述的控制系统我们叫它偏微组王康宁是这个组的组长关肇直除了领导全室外参加这个组的活动较多宋健也参加这个组的工作控制理论室的第三个组研究随机控制系统叫随机组是三个组中研究力量最弱的一个组它包括陈翰馥、安万福、五院的嵇兆衡何国伟来时就会来随机组

关肇直把控制理论室分为这样三个组反映出他的学术视野和洞察力他还看到研究系统控制离不开实际应用和计算所以我们的合作单位五院是作为应用对象单位另有一个合作单位是计算所三室徐钟济带了几位年轻人也来参与合作

他主持控制理论室讨论班及时报告国外有关现代控制理论的最新成果当时的许多新的研究成果都是在这个讨论班上孕育和发展起来的弹性振动控制的研究就是一个突出的例子关肇直和宋健在讨论班上提出了细长飞行器弹性振动的闭环控制模型开创了分布参数系统控制理论的一个新的研究方向1974年他和合作者在《中国科学》上发表论文“弹性振动的镇定问题”以娴熟的数学技巧把弹性振动闭环控制模型写成抽象空间中的二阶发展方程然后讨论相关的二次本征值问题他应用线性算子紧扰动的方法成功地得到了系统能控性的条件并给出了系统能镇定的充分条件在此之前美国数学家D.L.Russell曾用别的方法讨论过与此类似的问题但Russell自己对所得结果并不完全满意因为他所用的方法带来了增益系数必须很小的缺陷关肇直用算子紧扰动的方法摆脱了增益系数要很小的限制得到了更符合工程意义的合理结论受到国际同行的高度评价钱学森在关肇直的纪念会上指出“我必须说这一项工作仅从题目的字面上好像看不出它的全部的作用实际上它现在已经是导弹运载火箭必不可少的一个设计理沦”还应该指出的是关肇直在60年代就提出了结构阻尼振动模型直到80年代国际上才开始重视这类模型的研究

关肇直是创新能力很强、高瞻远瞩的科学家除了他自己投身到系统控制的研究外他又是系统科学方向引领者和学术活动的组织者

关肇直十分重视提高室里年轻成员的学术水平除了邀请一些学有所长的专家来做学术报告还特邀一些知名专家长驻所里做系列讲座印象特别深的是张学铭教授的“最优控制”讲座和张嗣瀛教授的“微分对策”讲座我们随机组没有资深一点的研究人员领路关肇直就请了北大数学系江泽培教授每周来指导一次江先生1955到1958年间在莫斯科大学雅格龙Яглом教授指导下研究随机场预测及随机过程统计推断是国内首屈一指的专家他给我们陈翰馥、安万福、嵇兆衡三人自己编写的油印的平稳过程讲义我们自学然后他听我们报告并指导和安万福合作的第一篇学术论文“多项式迭加平稳随机信号的预报和滤波问题”发表在1966年的自动化学报就得益于江先生的课程

在“文革”中研究工作受到很大的干扰和冲击但关肇直仍然坚持尽可能开展一些工作早在1969年他就以“抓革命促生产”为契机提出“每周二、三为数学所业务时间”使科研工作得到部分恢复他尽量使控制理论的研究与当时受冲击较小的军工及国防科研相结合使研究室的工作得以继续和发展有一段时间他和我两人一起在王安送的台式计算机上进行模拟阿波罗登月舱的末制导计算

数学所在1971年就正式恢复业务工作了正因为关肇直已查阅了大量现代控制论的文献掌握了国际上的发展情况所以恢复业务工作后关肇直就组织现代控制论的讨论班由他自己主讲介绍现代控制理论的各种概念最新成果使年轻人尽快走上研究轨道

改革开放之初中国和外界学术交流已停顿了十多年国际学术交流几乎为零关肇直早就注意到必须改变这种情形从1978年起关肇直要求控制理论研究室每年用外文撰写活动报告向国外同行散发开始几年都是他亲笔起草的这个传统几十年来沿续至今关肇直不仅自己以各种形式介绍国际上最新学术进展还鼓励和帮助年轻人用外文撰写论文投到国际刊物

关肇直从1978年起邀请了国际顶尖系统控制科学家来访问他们包括Wonham、Åström、Kailath、Kalman等以及包括何毓琦、谈自忠在内的许多海外华人科学家他鼓励年轻人到国外合作研究还自己出访欧洲建立学术联系

为了发展我国对现代控制理论的研究在国内创建这样一支队伍同时联系实际把控制理论应用到工业领域特别是国防领域他并没把自己的目标局限在自己创建的控制理论室,而是把目光放到全国国防科研单位及高等院校的自动化专业为此他走访国内许多高校及国防科研单位进行关于现代控制理论的系列讲座

他在任中国自动化学会副理事长时亲任控制理论专业委员会主任并从1979年起组织每年一次的系列学术会议“全国控制理论与应用学术年会”从1994年后改名为“中国控制会议”)。他还创办了学术期刊《系统科学与数学》并与华南工学院(现华南理工大学合办期刊《控制理论与应用》

1978年召开了全国科学大会接着又召开了科学规划会关肇直和冯康、程民德等先生一起提出理论要抓应用也要抓但不可否认在原有机构设置下交叉学科的发展遇到了阻力

关肇直非常重视交叉科学的发展很早注意到生物数学、生态数学及其它学科与数学交叉的边缘学科即系统科学的重要性他的想法得到许国志的支持中国科学院党组在1979年决定成立系统科学研究所

钱学森回忆说“1979年中国科学院的领导决定成立系统科学所当时我们都很高兴关肇直同志也是为了开创这方面的工作作出了很大努力我想也是在这个时候他可能过度劳累所以不幸受到病魔袭击从那个时候起他一直没有恢复健康在1980年终的时候中国系统工程学会开成立大会他也没有能够参加但他是众望所归的所以他当选为系统工程学会第一任理事长”

中国科学院系统科学所三位创始人关肇直(右一)、吴文俊(左二)、许国志(左一)和美国学者凯莱斯(Kailath,右二合影图片来源:中国科学院院士文库


关肇直把自己的一腔热血倾注于祖国的建设事业梦寐以求的是祖国科学事业的发展他亲手建立的系统科学研究所40年来茁壮成长成果累累人才辈出成为一个生机勃勃的系统科学的前沿阵地他所推动的系统控制在国内蓬勃发展这从他开创的中国控制会议的参会人数可以看出1979年参会为125人到最近五年每年都在2000人以上无论是数学界、控制理论界、还是系统工程界都不会忘记关肇直对我国科学事业发展所作的巨大贡献

(节选自《系统科学与数学》,201939(02)146-152

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