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錢(qián)學(xué)森和工程控制論:對(duì)我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)
在我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的過(guò)程中,戰(zhàn)略科學(xué)家錢(qián)學(xué)森所做出的貢獻(xiàn)也不可磨滅。20世紀(jì)50年代初,錢(qián)學(xué)森將控制論發(fā)展成為一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)——工程控制論,為導(dǎo)彈與航天器的制導(dǎo)理論奠定了基礎(chǔ),對(duì)中國(guó)的火箭導(dǎo)彈和航天事業(yè)的迅速發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
培養(yǎng)了新中國(guó)第一代自動(dòng)控制理論人才
1956年,錢(qián)學(xué)森在中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所舉辦工程控制論培訓(xùn)班,向?qū)W生傳授他在美國(guó)的最新研究成果。培訓(xùn)班的教材就是他的名著《工程控制論》,每周集中講課一次,整整堅(jiān)持了一年全部講完。
綠色為《工程控制論》影印本,藍(lán)色為英文《工程控制論》首版
自動(dòng)控制理論是自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的分支學(xué)科,自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)滲透到人類(lèi)生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,自動(dòng)化程度已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
自動(dòng)化技術(shù)早在上世紀(jì)40年代就被引入我國(guó),但一直到50年代中期才真正開(kāi)始走上發(fā)展之路。
當(dāng)時(shí),由錢(qián)學(xué)森等一批海外歸來(lái)的專(zhuān)家?guī)Щ亓讼冗M(jìn)的理論和技術(shù),其中最著名的就是錢(qián)學(xué)森的《工程控制論》一書(shū),它不僅是工程控制理論的重要奠基石,也為自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展指明方向。
《工程控制論》中文版
在錢(qián)學(xué)森等科學(xué)家的推動(dòng)下,1956年制定的《十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》,將自動(dòng)化列為重點(diǎn)新興學(xué)科,并在此基礎(chǔ)上建立了一批研究機(jī)構(gòu),培養(yǎng)了新一代的研究人才。
當(dāng)時(shí),一方面積極開(kāi)展元件、儀表、遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)技術(shù)研制,同時(shí)也不失時(shí)機(jī)地組織新理論和新技術(shù)的跟蹤,并作出了許多重要貢獻(xiàn)。
錢(qián)學(xué)森的工程控制論首先解決了一批工程實(shí)際中的控制論問(wèn)題,并在不斷探索各種復(fù)雜性層次系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,提出和解決了大系統(tǒng)、復(fù)雜系統(tǒng)和復(fù)雜巨系統(tǒng)的組織管理和控制中的大量理論和實(shí)踐問(wèn)題。
錢(qián)學(xué)森的《工程控制論》一書(shū)1954年在美國(guó)出版,1958年出了中文版。這本書(shū)為中國(guó)培養(yǎng)了一代自動(dòng)控制理論的人才。
1956年9月,科學(xué)普及出版社出版了錢(qián)學(xué)森編著《從飛機(jī)導(dǎo)彈說(shuō)到生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化》小冊(cè)子,向人民群眾廣泛普及自動(dòng)化知識(shí)。
《從飛機(jī)導(dǎo)彈說(shuō)到生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化》首版
創(chuàng)建了中國(guó)特色的系統(tǒng)與控制學(xué)科體系
1957年5月,錢(qián)學(xué)森和沈尚賢、鐘士模、陸元九、郎世俊等科學(xué)家發(fā)起成立中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)。1957年,錢(qián)學(xué)森在籌備成立中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)的同時(shí)就創(chuàng)辦了會(huì)刊《自動(dòng)化》雜志,國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行,1961年改刊名為《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》。半個(gè)世紀(jì)以來(lái),《自動(dòng)化學(xué)報(bào)》為普及自動(dòng)化知識(shí)和促進(jìn)自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流作出了重要的貢獻(xiàn)。
1963年,國(guó)際控制聯(lián)合會(huì)(IFAC)第二屆世界代表大會(huì)舉行,錢(qián)學(xué)森推薦年輕學(xué)者宋健和韓京青撰寫(xiě)論文參加國(guó)際學(xué)術(shù)交流。我國(guó)是IFAC的第一批成員國(guó)和發(fā)起者之一。錢(qián)學(xué)森當(dāng)選IFAC第一屆理事會(huì)理事。
上世紀(jì)80年由宋健主持修訂錢(qián)學(xué)森《工程控制論》
上世紀(jì)50年代后期到60年代前期,在絕大多數(shù)經(jīng)典控制專(zhuān)家們還未意識(shí)到現(xiàn)代控制理論已在悄然發(fā)展的時(shí)候,錢(qián)學(xué)森看到了現(xiàn)代控制理論正在形成的發(fā)展趨勢(shì),看到了它的發(fā)展對(duì)制導(dǎo)和導(dǎo)航的重要作用,并且認(rèn)識(shí)到這個(gè)新的發(fā)展方向是自動(dòng)控制與數(shù)學(xué)的交叉。
他提出要有一支中國(guó)自己的控制論與工程結(jié)合的隊(duì)伍,必須建立一個(gè)研究室,發(fā)展控制理論。
1961年錢(qián)學(xué)森提出由國(guó)防部五院與中國(guó)科學(xué)院共建一個(gè)控制理論研究室,設(shè)在中科院數(shù)學(xué)研究所??刂评碚撗芯渴页闪⒉痪茫阱X(qián)學(xué)森的建議下,由關(guān)肇直、宋健共同發(fā)起,于1962年11月27日至12月3日在天津召開(kāi)了全國(guó)第一次現(xiàn)代控制理論學(xué)術(shù)研討班。
錢(qián)學(xué)森出席了會(huì)議并發(fā)表講話。他提醒大家,密切注意國(guó)際上控制理論發(fā)展的同時(shí),要研究我們導(dǎo)彈研制中提出的控制理論問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)研究理論者要了解實(shí)際問(wèn)題,并形象地指出“只站在水邊不夠,要敢于‘下水’,善于‘下水’”。
隨后,還召開(kāi)了自動(dòng)控制理論專(zhuān)業(yè)、模擬技術(shù)及遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)等學(xué)術(shù)會(huì)議。
錢(qián)學(xué)森部分系統(tǒng)與控制學(xué)科著作
大系統(tǒng)理論是系統(tǒng)工程學(xué)發(fā)展的一個(gè)新階段。1985年,錢(qián)學(xué)森在《大系統(tǒng)理論要?jiǎng)?chuàng)新》的講話中指出,大系統(tǒng)理論屬于技術(shù)科學(xué),要注意利用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),并接受基礎(chǔ)層次的系統(tǒng)學(xué)的指導(dǎo)。此外,還建議結(jié)合國(guó)家宏觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題組織交叉學(xué)科合作研究。
半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),錢(qián)學(xué)森組織指導(dǎo)我國(guó)新一代工程控制論研究人員,在工程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,發(fā)展了多變量控制理論、最佳控制理論、自適應(yīng)控制理論、研究了自學(xué)習(xí)、自組織系統(tǒng)。
在工程控制技術(shù)方面,促進(jìn)了電子計(jì)算機(jī)在國(guó)防和國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)的廣泛采用,促使生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化向多機(jī)、機(jī)組自動(dòng)化以及綜合自動(dòng)化發(fā)展。
當(dāng)時(shí)很少有人知曉的現(xiàn)代控制理論,在錢(qián)學(xué)森的推動(dòng)下,在國(guó)內(nèi)已成為生機(jī)勃勃、并向多學(xué)科滲透的主導(dǎo)學(xué)科。
而由錢(qián)學(xué)森建議和推動(dòng)下創(chuàng)建的控制理論研究室,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為中國(guó)科學(xué)院系統(tǒng)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,屬于數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究的系統(tǒng)科學(xué)研究所。