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我们的典范——纪念钱学森
2011-03-31 09:58 自动化与信息工程学院自085 王越仟 

 

    “你在一个清朗的夏夜,望着繁密的闪闪群星,有一种可望不可及的失望吧。我们真的如此可怜吗?不,决不!我们必须征服宇宙。”
                                               ——钱学森

 

    第一次看到上面这段话,是在中央电视台新近拍的重大理论文献影视片——《钱学森》上。说出这话的人,当时是位年仅24岁的青年,仅凭这样的豪言壮志,便可成为年轻人敬佩的对象。而愈使人震撼的是,他不仅仅是个敢于理想的有志者,更是一位了不起的实践者。日后他取得的成就,光闪闪地撑起自己年轻的梦想,丹青留名。


    2009年10月31日,北京城大雪纷飞。上午8时零6分,阜成路航天部大院四单元二楼屋子里的一位老人走完了自己98年的人生旅程。真是京城十月早飞雪,应是苍天长叹息!先生百年一生唯报国,实为炎黄学子百代师。


    钱学森去世已近两年了,近期参观了西安交通大学西迁历史纪念馆,又正在学习《系统工程》与钱学森的《工程控制论》,实为经典,令人拍案,便觉得有写一点东西的冲动了。


    我曾对钱氏家族名人做过了解与调查,钱家满门俊秀,大师辈出,著名人士几乎涉及政治、外交、科学、艺术等各个领域。追忆纪念钱学森的书籍、文章已卷帙繁浩,对他的研究与他家族的考证,也大著煌煌,赞美他卓越功勋与不凡成就的话语更是浩若星海,不胜枚举。而对于这样一位伟大而平凡的人民科学家,我只想从自己的切身所学所感出发,谈一些只言片语,略表对同行前辈的敬意与景仰。


    钱学森第一版《工程控制论》是用英文写的,1954年问世,紧接着出版俄文版(1956年)、德文版(1957年)、中文版(1958年)。我手上的本子,是由宋健等人带头组织、写作定稿的1980年版。开卷有益,钱学森亲自为新版作序,态度谦虚诚恳,文笔朴实精确,信息量极大。要是辅之阅读“系统三论”:《信息论》、《控制论》、《一般系统论》,便是理工科专业学生的一个经典入门教材体系,可以极大地提高科学视野,认识上产生质变的感觉,高屋建瓴,一览众山小。


    控制的思想,起源于生物神经学科,维纳提出后,被第一、第二次世界大战等军事行动迅速推动发展,符合工程学科的一般发展规律。后来,经过“第二次工业革命”和“科学技术革命”,“控制论”的思想不断闪烁出她更加夺目耀眼的光辉,被广泛应用于各门技术工程、其他自然科学和社会科学中来。随着该知识的普及与深化研究,“控制论”必将体现在更大的社会领域。在生产力的发展,人类认识世界的征途上,在人文、艺术、管理、经济等其他学科中,越来越显示出她蓬勃旺盛的生命力。


    钱学森战略性地概括了“核能技术”、“电子数字计算机”、“航天技术”对现代生产和现代科学技术发生深远影响的三项技术革命,并深入浅出地阐述了各种技术的复杂内涵与曲折发展史;他把控制论与相对论和量子论并列为人类认识客观世界的三大飞跃,并难能可贵地提出了制约控制论进一步发展的必要原因,鞭辟入里,旁征博引,这一努力是很有意义的。


    书中从常系数线性系统入手,一直扩展到变系数线性系统、非线性系统和工程近似、拉氏变换法、输入/输出和传递函数、反馈伺服系统、不互相影响的控制等问题,涉及了反馈伺服系统、采样伺服系统、有时滞的线性系统、分布参数控制系统等。现仅以钱氏分析讲解Laplace Transfer为例,我们窥一斑以知全豹,可对该书的智慧与气魄有个大概的印象。


    初次接触拉氏变换(Laplace Transfer),是在复变函数中,当它与傅立叶变换(Fourier Transfer)一起出现,让我不知所云,一头雾水。说实话,经过“信号与系统”、“现代控制理论”等多门课程的不断使用与学习,也未必能使初学者对该变换有深入的理解,只是记得一些公式罢了。


    首先,钱学森写到:“随着研究工作的深入,人们逐渐发现多项式等简单代数方法有很大弱点和局限性,为了对控制过程了解得更深刻,才建立和使用了新的工具以及新的概念,主要是多维空间中的运算和算子理论。”这样,时域、频域、空间域、状态域内才实现了和谐自由的转化。


    接着,钱学森宏观指出:“拉氏变换本身只是一个‘翻译’的手续,它把一个用时间变数t所描述的物理过程翻译成用变数s所描述的过程,这样的手续并不影响物理过程本身的性质,只不过是把这个过程的描述从‘t的语言’翻译成‘s的语言’而已。在t的语言里用分析运算(Differential and Integral calculus)所描述的过程,用s的语言来叙述就只要用简单的代数运算(Multiplication and Division method)就可以了;t的语言中的微分方程,用s的语言来表示就简化为代数方程,从而也就可以简化计算的手续和表达的方式。”这样清晰地论述,犹如把一座高楼大厦迅速拆解为砖瓦;通过这样的比喻,很容易让人理解看似高深的拉氏变换,印象深刻清晰。重新咀嚼拉氏变换中的公式,已没有初学时的味道。需要注意的是,这种概括看似容易,创造它确殊为不易。现在的理工科教师倘若能更多地掌握和使用这种高超的讲解艺术,实在是一件值得让人兴奋的好事!


    钱学森的一生,概括起来主要有以下突出贡献:


    早年在西方世界参与高级机密军事工作,推动了世界科学与军事的发展,如:与Theodore von Karman一同提出著名的“卡门-钱”近似公式 (Kármán-Tsien formula),与郭永怀合作最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念等;回到红色中国后,为新中国培养了一大批重量级科学家,如:宋健、王永志等;关心中国的国防、科技、教育、文化等多领域建设,并为之做出了巨大贡献,如:组建中国科学院力学研究所,晚年提出“钱学森之问”等;创建“复杂系统论”等学科及其他思维理论,将目光投向建筑、艺术、美学、文学等更多学科并有相应建树,如:他是人体生命科学的开创者和奠基人之一,还提出“人类知识十二大门类”体系等。


    回顾钱学森的一生,是辉煌的一生,是奋斗与创新的一生,是不断学习与进步的一生。诚然,他是幸运的,无论是中国还是美国,都曾给他提供了汲取知识和展示智慧的舞台;诚然,他是伟大的,他的一切成就来源于他对真理与祖国的无限热爱。按钱学森自己所说,他的一切成就归于人民。


    让我们再次回到本文开篇引用的那句名言吧,对钱学森的学习才刚刚起步,方兴未艾,并承载着对未来的责任。看看这个中国与世界的骄傲,人类与自然的礼物:大千宇宙,浩瀚长空,全纳入赤子心胸。惊世两弹,冲霄一星,尽凝铸中华豪情,在他心里,国为重,家为轻;科学最重,名利最轻。五年归国路,十年两弹成。开创祖国航天,他是先行人,披荆斩棘,把智慧锻造成阶梯,留给后来的攀登者。他是知识的宝藏,是科学的旗帜,是中华民族知识分子学习的典范。

    

 

 

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