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钟万勰:“独复”“从道”以求“辛”
来源:中国科学报      作者:吕东光      2015年08月10日       
摘要:不久前,当中国科学院院士、大连理工大学教授钟万勰看到《人民日报》头版刊登的一篇题为《我国航天发动机技术多变量控制获重大突破》的文章时,这位82岁老人的脸上露出了会心的微笑。
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不久前,当中国科学院院士、大连理工大学教授钟万勰看到《人民日报》头版刊登的一篇题为《我国航天发动机技术多变量控制获重大突破》的文章时,这位82岁老人的脸上露出了会心的微笑。

“我们理论的算法是可能运用于这套技术的。”他指着新闻报道说。这一把持在“洋人”手中的核心技术,被称为“自控专业禁区”的H∞鲁棒多变量控制的工程化应用是一次原始创新,是航天发动机拥有“中国魂”的关键所在,而钟万勰在这一领域已经探索了近30年。对此,他用《易经》中“中行独复,以从道也”来自勉。

秉承先生之嘱托

上世纪50年代,在中国科学院给著名科学家钱伟长做助手时,钟万勰便开始对由法国数学大师圣维南提出的弹性力学半逆法,即圣维南问题凑合法产生了质疑。对已盛行100多年的经典弹性力学理论产生质疑,可谓是在“太岁头上动土”。

1959年,著名科学家钱学森指派他去中国科技大学讲授理论力学、分析力学,钟万勰理解钱学森的深刻用意,希望通过他的潜心钻研,突破前人的困难。但随之而来的“反右”“文革”却让钟万勰饱受冲击。不幸中的万幸,当时大连理工大学校长钱令希院士以“一个专心搞学问的人不可能有什么坏思想”的质朴情怀,拨开重重阻力,热情邀请钟万勰来到大工,演绎了一段令人称羡的“伯乐识千里马”的动人故事。

然而,这一没有完成的世界难题一直在钟万勰脑海中缠绕,梗在心中30年。这期间,钟万勰利用他的数学功底,将数学与应用力学相结合,消化了大数学家赫尔曼·韦尔1939年从分析力学问题提出的辛数学概念,在国际上首次建立了离散的辛数学体系。

“行成于思,毁于随,随了多少年了,岂能总是随着别人转?该反客为主,走自己的路了。”钟万勰看到了传统辛数学的局限性,他立志进行“辛破茧”,让辛数学走下神坛,以更好的形式、更大的适应性广泛应用于科技领域中去。

践行振兴民族之责任

经过不懈的研究,钟万勰创建了结构力学与控制理论的模拟关系,证明了数学与力学、物理学之间存在着一致性,他把这一理论应用到振动理论、波的传播和最优控制理论中,都取得了意想不到的效果。于是,力学中各门学科之间相互关联的公共理论体系初步形成,“只要换成辛对偶变量体系,就可建立起这个公共理论体系的道”。从此,钟万勰的研究跨入了一个新阶段。

在建立了结构力学与控制理论的模拟关系后,钟万勰用交叉学科的视角看问题,用状态空间法来解决问题,又取得了新的突破,诞生了我国自己研究出来的鲁棒控制H∞理论。

在现代状态空间控制理论与计算方法问世后,钟万勰又鼓励团队开发出最优控制系统设计与仿真工具箱PIMCSD Toolbox。

“这些高端成果外国人是禁运的。”具有强烈民族自尊心的钟万勰从来不迷信“洋人”。为了追赶世界科技前沿,他亲自率队,将科研成果应用于实践,与多个我国高端制造业重大重点工程单位开展紧密合作。自2008年始,他们多次到中国航天科技和科工集团作鲁棒控制H∞等理论的报告,对科技工作者进行理论指导和技术交流,并把他们开发的有关数值仿真软件系统介绍给中国航天科工集团,让中国控制算法早日摆脱受制于人的困境,为中国人争气。

矢志一生的追求

无论是身处逆境蹲“牛棚”时,还是在改革开放、快速发展的信息社会,钟万勰从来都是以一名闯将的姿态,冲锋在科学发展的最前沿。

在计算机刚在中国大地上兴起时,在钱令希的建议下,一支由钟万勰为首的小分队便来到上海,在国内率先发展计算力学,他们用当时国内很少人应用的计算机高级语言编制出多种程序,使我国在计算力学领域与国际水平的巨大差距缩短了许多。

“钟先生眼界高远,我们都跟不上,往往开辟出一个方向后,就留给我们做,他马上又找寻新的研究方向。”曾是钟万勰的博士生、现已留在钟万勰身边工作的副教授高强由衷敬佩地说。

曾经跟随钟万勰做博士后的吴承伟教授,至今仍记得十几年前他在窗下看到钟万勰身居45平方米小屋,大夏天光着膀子在计算机旁工作的感人一幕。他说,“那一刻,让我对钟先生肃然起敬。”钟万勰几十年来一直住在学校如今快要动迁的东山红楼里,后来学校盖新楼分给他新房,他不去,说嫌吵,怕影响搞科研。于是,学校就把对面的另一套同样面积的房间打通让他住,这就让他很满足,笑谈“雅室何须大”。

82岁高龄的他至今天天坚持上班,午间和大家一道吃食堂,办公室里放一张小床,累了稍作休息,然后接着工作。目前,他正抖擞精神与信息学科进行交叉合作。

“机会来了,就得抓住!”钟万勰说。