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继承钱学森老师遗志,把生命科学的研究推上蓝天

2025-02-13 学习 评论 阅读

继承钱学森老师遗志,把生命科学的研究推上蓝天  

  ——写在举国怀念钱学森同志的日子里

  胡宗翰 二零零九年十一月七日 成都

钱学森的《工程控制论》我是精读过的,后来我又花费一年时间精读了绪方胜彦的《现代控制工程》。我精读到怎样的程度呢?所有的定理和公式,全部自己从头推导一遍。经常是书上一句话,我写一整页的注记。为了一个公式,我写几大篇的推导。书被我读烂,一本书被我读成几本。这样的学术专著,只要有一本就足够对人类起巨大作用。  

在怀念和赞颂钱学森同志的汪洋大海的文章和言论中,只见笼统的赞颂,不见对他学术水平的具体介绍。这方面的文章至今没有人写。我这里也只能从一个小小侧面谈一下。  

我在对机械系统研究到山穷水尽,而且有过丰富的实践经验包括自行设计研制的机械系统(例如大型落地车床和推土机发动机启动速度转接系统和新型凿岩机)之后,开始钻研液压传动,并且在芙蓉矿务局成功设计研制了一台以我独创的小油泵拖动两个大油缸而并不因此需要长时间等待充油过程(我发明的真空补油装置保证了这一点)的油压机,以及液压传动的闪光电焊机。于是我对液压传动也搞到山穷水尽了。  

然后我就开始钻研最高峰——液压伺服控制系统。我全文翻译了英国塞塞克斯大学的研究生教材《液压伺服控制》,然后就是精读钱学森的《工程控制论》,又花费一年时间精读了绪方胜彦的《现代控制工程》。这一切都是我念研究生以前的事情。  

这里还没有谈到我在金属学和钢铁热处理方面的理论研究和大量的实践。我翻译的俄文的《热处理工作者手册》油印出来曾经被许多单位作为热处理教材,并且为中国科学技术情报研究所收为馆藏资料,那是在科技资料几乎一片空白的时代。那也是在我念研究生以前的事情。  

我说那些恢复高考以后大学毕业就念研究生的人们和我的距离至少在十五年以上。这十五年里面是一些什么内容,上面仅仅是不全面的举例而已。  

可以说我那十五年把大多数大学毕业生和研究生一辈子的事情做完了。  

我有足够的资本骄傲地面对全中国和我的专业有关的全体大学教授和专家学者。  

但是在钱学森同志面前,我不能这样骄傲。    

      

周国平曾经论述天才的标志是厌倦。四川省丝绸科学研究院党委办公室主任在和我谈心的时候说他代表多数人对我的看法是:胡宗翰这个人是进攻型人才,但不是防御型人才,把天下打下来他就不管了。很多人说胡宗翰的知识和成果随便拿一点零头出来就够一个人当教授而且躺在上面吃一辈子。我后来念研究生的时候,我的导师就说过胡宗翰光吃老本也足够了。  

我总是指向新的领域新的世界。每当我征服一个领域马上就感到厌倦。总是把我占领的地盘当成向新的领土出征的起点。我的能源汪洋恣肆,我需要舒张,我需要释放,我溢出,我挥霍,井喷,狂泻,春水泛滥,绿满人间,天女散花,荒原走马,兴之所至,纵情天涯。我穷尽一个领域又一个领域,没有一个领域能够让我酣畅淋漓。我去过一个地方又一个地方,没有一个地方能够让我信马由缰。  

终于我来到自动调节系统的空间,它容得下我的全部热情、智慧和渴望研究的无限。  

自然界、人体和各种人造系统例如各种机器,初级的研究是对状态的研究,主要是对静态的描述和研究。这种研究固然是必要的,但是不够深入而且不能涵盖更多的范畴。高级的研究是对过程的研究,主要是对动态的描述和研究。  

所谓静态不能理解为简单的静止,而包括速度恒定的运动。按照牛顿定律,凡是没有加速度的运动就是说凡是均匀的运动都属于静态。例如一台机器当它处于正常的匀速运行时,是被视为静态的。而它的启动过程和制动过程则是动态。迄今为止,人们对各种机器的正常的匀速运行已经研究得很深入透彻,但是对各种机器的启动过程和制动过程,仍然存在很多疑难问题有待继续研究。  

对状态的研究,对静态的描述和研究,归结为物理量之间的代数关系。可以用代数方程进行描述。  

对过程的研究,对动态的描述和研究,归结为物理量之间的函数关系。可以用微分方程进行描述。  

但是直接求解微分方程得到的结果也就是描述动态过程的那些函数,在工程应用中显得很不方便。用人们爱说的一句话,就是:你说了半天头头是道,到底我们该怎么做啊?这么一问,那些函数就很难回答了。因为工程问题非常现实和具体,有许多设计参数的选取问题和各种指标需要满足的问题。而描述动态过程的函数本身并不直接回答这些问题。  

为了解决面向工程的动态过程问题,人们打开的第一个缺口就是拉普拉斯变换。人们不再去解微分方程,而把微分方程(时域)映射到由拉普拉斯算子来表示的空间,在这里,本质上的动态关系在形式上呈现为代数关系。但是要注意它并不是本来那些物理量之间的代数关系,而是代表动态关系的拉普拉斯算子之间的代数关系。  

把微分方程(时域)映射到由拉普拉斯算子描述的代数关系,对于各种复杂的动态过程可以方便地进行面向工程实用的处理,尤其是对于各种脉冲波形(非周期性函数)的变化之研究有了得心应手的理论工具。  

进一步,对于工程上特别普遍的基于正弦波的那些周期性动态过程,人们把微分方程(时域)映射到频域,把拉普拉斯算子s改为jw算子(w是希腊字母阿米咖),采用富里叶变换可以把任何复杂的周期函数以有限个不同频率和初相角的正弦波的叠加来代替。  

经过这样的映射,原来的微分方程隐藏到幕后,呈现在人们面前的是拉普拉斯算子s或者jw算子描述的形式上的代数关系了。  

对于这样的一些关系,人们从两个大的方面建立起一系列的理论。这两个方面是动态过程的稳定性(动态是否收敛)和动态结束时的精度。由此而提出了许多判据,例如劳斯判据,奈奎斯特判据,以及很多和工程指标能够对应的动态结束精度的控制方法。这一切新的方法都能够和工程系统中那些很现实的具体的设计参数挂钩,能够和工程系统要求的那些指标挂钩。  

这样一来,一种完全面向工程应用而又以极其深厚的理论基础为背景的学科就建立起来。  

在我上大学的那些时代,这样的理论只限于国防尖端领域,主要就是以钱学森同志为代表的导弹和航天飞行器的研究方面。在国外这些理论也被应用于液压伺服系统的研究中。  

如此高超的自然科学和工程技术的尖端理论,当然还是并非只有钱学森同志在研究和有论著,但是在他那个时代,他的研究和著作《工程控制论》是达到了最高水平的。  

一九八六年夏天我曾经在长沙,国防科技大学(以前的哈尔滨军事工程学院)三系的负责人带我参观过他们的导弹研究室,他告诉我我国的战术导弹还是采用经典的自动调节理论研究的。二十多年过去了,他的这句话也不需要保密了。  

下面再说说我为什么又离开了一切科学技术的领域一头栽到舞蹈的世界来。  

一句话:我要拿自己的身体作为研究对象。我的实验室就是我的身体。我其实仍然在继续研究我热爱的动态过程,钱学森的那些理论仍然继续在指导着我的研究工作。  

有人说钱学森晚年支持对人体特异功能的研究助长了这方面的歪风邪气。我不这么看。正如很多人都理解的中医,真正的好中医为什么总是罕见,而大多数中医很平庸甚至是庸医?那是因为所谓的“道”并不是随便什么人都可以掌握的。它固然是知识,但是又不能停留在知识的层面。大多数人只能停留在知识的层面,终生不能悟道,这种局面并不因此就成为“道”本身不正确的证据。  

而且即使以知识而论,从上面我的介绍也可以看出,有不同深度不同层次的知识,大多数人毕生勤奋学习也只能掌握较为肤浅的知识。层次不同,你把肤浅层次的知识掌握得再多也没有意义的,你上不到那个高度,你在山脚和山腰就算把每一寸土地都吃了一个遍,你仍然不知道山顶上是什么风光。  

之所以钱学森会支持对人体特异功能的研究,就是因为他毕生致力于动态过程的研究而且在这样的层次达到过国际领先水平。人体就是一个最复杂的动态过程,对人体动态的研究除了艺术方面心理学方面美学方面,说到科学技术的方面,正是需要应用钱学森同志最拿手的那些理论。别人支持中医,支持研究人体特异功能,无非是一种道义上鼓励,惟有钱学森的支持,才是具有深厚学术力量的真正推不翻驳不倒的支持。  

钱学森还说过人类医学的真正突破只能在中医研究领域。但是他强调对中医的研究不能是过去那样庸俗化表面化的中西医结合,而是要以我前面介绍的那些对动态过程进行研究的理论工具去研究中医。  

钱学森还说过生命科学是一切科学的最前沿。他的种种说法,在我看来正是基于我前面介绍的那些对动态过程的研究理论。  

别人这么说,力量不够。钱学森这么说,是真正具有指导意义的,那是科学技术领域的遵义会议一样的“拨正船头,升起风帆,带领我们胜利向前,向前”。

终于我来到摩登舞的战场,这儿的天空够高,这儿的大地够宽,这儿的海水够深,这儿的鲜花够艳。我的双翅终于舒展,我的灵肉飞向蓝天。我问青天,谁能伴我?青天无语。我问大地,谁可跟我?大地不言。于是我带领一群大雁,在空中盘旋。  

胡宗翰接过钱学森的理论,继承钱学森的遗志,必将在舞蹈的研究领域,通过动态过程的研究把生命科学推向一个崭新的阶段,为人类幸福开启一个光辉灿烂的明天。  

人体就是一个最复杂的动态过程,对人体动态的研究除了艺术方面心理学方面美学方面,说到科学技术的方面,正是需要应用钱学森同志最拿手的那些理论。  

一个非常简单却很说明问题的例子就是华尔兹的高位“站稳”的问题。大多数人包括以路卡为代表的黑池权威在内,由于知识的贫乏,总是把高位站稳错误地理解为静态站稳,因而提出许多错误的技术,什么半重心,什么重心的吸收“夹过去”,什么压胯,什么重心低沉,误人子弟许多年流毒全世界。胡宗翰正是应用钱学森研究到最深入的动态理论,揭开了笼罩在华尔兹高位的重重迷雾,指出那不是静态而是动态过程,是重心不断进行微调的带有反馈的自动调节过程,是传感器敏感元件和大功率执行元件合而为一的自动控制系统,为了高位站稳就必须在身体主线条最大限度延伸的基础上把重心向上提升,尽量减小脚下和地板的接触面积,并且提出谁压胯我枪毙谁!我的这一理论在实践中收到了极为明显的成效,相信我的这种理论和技术的人们也越来越多。  

胡宗翰学派舞蹈模型的提出,是牛顿经典力学和拉格朗日分析力学与弹性力学以及动态调节理论的具体应用和大综合的结晶,而且是这些科学理论和人文理论特别是心理学美学的大综合大融合的结晶。  

钱学森老师,您安息吧,您到生命最后一息还在念念不忘中国杰出人才的问题,我不能说别人怎样和国家怎样,我可以当仁不让的告慰于您的灵前的是:您的学生宗翰已经接过你的理论,继承您的遗愿,在以自己的身体为实验室的舞蹈研究中把您指引的生命科学的方向推上蓝天,我会在今后的某一天再来告慰于您的灵前。  

标签:研究   动态   过程   理论

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