PDF《科学人物》

二、动乱岁月 文化大革命 期间,教学和科研受到极 大的冲击.整整十年,理论研究几乎完全陷于

2015 No.1 All About Systems and Control

37 停顿.不过,李训经在这段动乱岁月中并没有做 逍遥派 .他响应 理论联系实际 的号召, 开始了工业应用数学方面的科研工作.1966年至 1967年,李训经带领团队在上海炼油厂搞反馈软 件,使其进一步加深了对工程控制论的理解. 1970年代,李训经带领学生和同事们在上海炼油 厂、金山石油化工厂、上海矽钢片厂、上海第十 玻璃瓶厂、上海味精厂等单位深入实际,从实际 问题中研究控制理论应用,以典型课题带动教 学.1979年初在宝山钢铁公司举办《宝钢数学模 型班》,消化日本设备的有关技术,为宝钢培养 了大批骨干人才.20世纪70年代末,李训经还到 浙江衢州化工厂,为石油化工部办短期培训班, 推广上海炼油厂的一套经验.李训经还曾与当年 浙江大学工程控制论方面的著名学者吕勇哉合作 搞常压蒸馏塔自动控制,融合不同的学科,带领 具有不同背景的人员一起开展理论研究和技术革 新.李训经主持完成的 常压蒸馏航空煤油质量 控制的数学模型 项目获得1977年 上海市重大 科学技术优秀成果奖 .该项目是我国自行研制 的用于大工业生产控制的第一个数学模型. 这段经历对李训经在动乱结束后重新从事创 造性研究工作、恢复学术青春、特别是升华他的 学术品位发挥了一定的作用.他经常对他的学生 或同事们说,好的数学往往能解释物理学家或工 程师们认为是正确的现象.所以他特别强调,应 用数学研究要讲清背景,不能 无病呻吟 .其实,历史上截至19世纪末,一个有成就的数学家 往往在应用方面也有相当的造诣.那时的数学家 除了数学的抽象世界之外,他们的脑海中还有一 个充满了各种自然现象的真实世界.大家知道, 为了解释观察到的大量天体运行的资料,解释天 体运行的基本规律(开普勒三大定律),牛顿建 立起天体运行的数学模型,提出了划时代的三大 力学定律和万有引力定律.但是,力学定律的内 涵超越了那个时代传统数学的范围,牛顿不得不 开拓新的领域,发明了微积分,然后再用微积 分、力学定律和万有引力,求得了行星运行的规 律.可以说,牛顿同时是现代纯粹数学和应用数 学的鼻祖.

三、艰难起步 1976年深秋,持续十年的 文化大革命 终 于结束了.这场浩劫全面拉开了中国同世界主要 国家在经济、文化特别是科学技术等各个方面的 巨大差距.然而,没有哪一次巨大的历史灾难不 是以历史的进步为补偿的.人心思定,大乱后必 大治! 文化大革命 结束时,李训经已年逾四 旬.孔子曰: 四十而不惑 .可是,数学界的 普遍看法是,对绝大多数数学家而言年过四十岁 则意味着从事创造性数学工作的黄金年龄已经过 去.不过,人有少年得志也有大器晚成,机缘时 运不同而已.天道酬勤,上天会眷顾每一个努力 上进的人,命运也会垂青那些永不放弃的人们. 1977年恢复高考,高等学校的科研和教学重 新兴旺起来.面临十年停顿带来的落后,当时还 是讲师的李训经思考新的科研起点.首先,他仍 然觉得最优控制理论是他的长项和兴趣所在;

然而,通过查阅文献,他发现有限维系统最优控制 理论已经比较完善,要作出有意义的创新成果, 必须选择新的方向.根据自己的特点,他选择了 无限维系统最优控制问题的研究作为出发点. 今天回过头来看,李训经当年的选择的确是 审时度势、深思熟虑的.下面从控制论的发展历 史来反思一下他的正确选择.熟知,控制论是由 杰出的数学家诺伯特・维纳(Norbert Wiener) 在20世纪40年代创立的,被公认为是20世纪最伟 大的科学成就之一.控制论诞生后,得到了广泛 系统与控制纵横 2015年第1期38 的应用与迅猛的发展.20世纪40-50年代是古典 控制论时期.除维纳的经典工作外,这个时期的 代表性成果还有我国著名科学家钱学森创立的的 工程控制论.在20世纪50年代中期,迅速兴起的 空间技术的发展迫切要求建立新的控制理论,以 解决诸如把人造卫星用运载火箭以最少燃料或最 短时间准确地发射到预定轨道之类的控制问题. 这类控制问题十分复杂,采用古典控制论难以解 决.1958年,庞特里亚金提出了被称为最大值原 理的最优控制的新方法.在这之前,理查德・贝 尔曼(Richard Bellman)于1954年创立了动态规划 方法,并在1956年应用于控制过程.他们的研究 成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题,并 开拓了控制理论中最优控制理论这一新的分支. 1960年,鲁道夫・卡尔曼(Rudolf E. Kalman)等 建立了Kalman滤波理论.这样,在20世纪60-70年代,一套以状态空间方法为基础,用以分析和设 计控制系统的新的原理和方法已经确立,这标志 着现代控制理论的形成.遗憾的是,由于 文化 大革命 的原因,李训经错过了这段控制理论发 展的黄金时代.但现代控制理论的经典结果主要 是针对较为简单的确定性有限维系统.随着应用 背景的进一步扩大,人们迫切需要建立无限维系 统、随机系统等诸多更为复杂系统的控制理论. 自20世纪70年代以来,控制理论得到更为迅速的 发展,其中新结果、新方法和新思想层出........