相对论、量子力学以及控制论被认为是20世纪的三项伟大科学成就。1948年美国科学家维纳发表专著提出了控制论(Cybernetics)。1954年,钱学森在美国出版《工程控制论》(Engineering cybernetics),把控制论发展为一门技术科学―工程控制论,成为推动控制论科学思想的代表人物之一。
此后,俄文译本于1956年,德文译本于1957年,中文译本于1958年相继出版。书中所阐明的基本理论和观点,一方面奠定了工程控制论这门技术科学的技术基础,另一方面指出了进一步研究的方向,对自动化科学技术理论的进展起了重要作用。原书的中、英、德、俄等各种文版为世界各国科学技术工作者所引证和参考。
戴汝为院士接受本刊记者访问
今年正值第一版《工程控制论》出版50周年,了解到此书对中国乃至世界自动化界的重大意义,本站记者特别走访了戴汝为院士。戴院士是我国著名的自动化和控制论专家,早年曾作为老一辈科学家钱学森的助手在钱老身边工作和学习。他曾于1956年聆听过钱老亲自讲授他的最新著作《工程控制论》并整理笔记,更参与把英文版《工程控制论》译成中文于1958年在国内出版。
提起《工程控制论》,戴院士神采飞扬,与记者滔滔不绝地讲起了当年跟在钱学森身边整理《工程控制论》笔记的点点滴滴。
出版始末
《工程控制论》第一版是英文版,于1954年在美国出版。当时钱学森在加州理工学院担任教授,也是喷气推进实验室(JPL,如书中扉页所写,当时称为“Jet Propulsion Center”)的负责人。那段时期钱学森在美国受到迫害,被迫离开了国防尖端技术的研究,受困达5年之久。在困境中,他转向了工程控制论的研究,并出版了此书。
《工程控制论》第一版(1954年)
麦克罗?希尔(MeGraw-hill)图书公司出版
戴院士回忆说:“1955年,钱老回国后的第一件事就是讲工程控制论。那时候力学所没地方,是在现在化学所的礼堂。讲课的地点在中关村,当时有200多人听课。我跟何善育同志(中文译本的另一位译者)整理笔记,整理完笔记再发给大家。后来要出中文版,我们就把讲义整理完了给钱老看,当时的讲义是油印的。有些看了钱老没有意见的,就不需要再改动;有些需要再改动的,那么改了以后再看。就是通过这样一个过程,《工程控制论》的中文版是在1958年出版的,这是完全按照原书翻译的。”
在中文版出版之前,《工程控制论》的德文译本和俄文译本已于1956年和1957年出版。俄文版组织翻译的是宋健的老师费德包姆,在其中还增加了一些俄文的文献,更在书中提到“工程控制论是中国的科学家钱学森首先提出来的”。
由于年代比较久远,《工程控制论》第一版的原版及各个译本在国内已是极为罕见,尤其是英文原版。记者有幸在戴院士处见到一本,同时也见到了中文和俄文译本,以及1948年维纳所著《控制论》。这几本书都保存得非常完好。
《工程控制论》中文译本(1958年)
钱学森著,戴汝为、何善育译
据戴院士介绍,钱老回国的时候只带了两本原版的《工程控制论》。一本在讲课那段时间因为影印的需要给拆散了,之后就遗失了;另一本则由钱老借给一位国家领导人,最后不知所踪。
戴院士现在保存的英文原版,还是戴院士在美国的一位朋友帮忙。他也知道今年是《工程控制论》出版50周年,同时也了解到钱老当年带回的两本原版都遗失了。有一次他在美国的旧书店看到有七八本,就都买了回来,一本就到了戴院士手中。
意义深远
戴院士提及《工程控制论》,自豪之情溢于言表,不单单因为作者是自己的老师、自己参与翻译了中文译本,也因为这本世所公认的工程控制论经典著作是中国人完成的。《工程控制论》从技术角度出发对各种工程控制系统的自动控制原理作了全面总结和探讨,奠定了工程控制论的基础,指出了工程控制论的发展方向,推动了自动化技术在工程中的广泛应用。此书于1956年获中国科学院自然科学一等奖。
得到老师“青出于蓝”的评价
1991年国务院、中央军委、国务院授予钱学森“国家杰出贡献科学家”荣誉称号,有记者采访钱学森得到这么大的奖你激动么?钱学森回答:“我这辈子激动过三次。”第一次是1955年,他写的《工程控制论》出版了,在回国之前,他带着刚出版的《工程控制论》和他在加州理工学院的一本物理学讲义(戴院士告诉记者,这本物理学讲义涉及到了纳米的技术)去送给他的老师冯?卡门并和他告别。冯?卡门把书翻了翻,对他说:“你现在在科学技术上已超过我了!”听到这样的评价,钱学森激动极了。冯 卡门是全世界公认的工程力学和航空技术权威啊!他觉得在美国呆了20年,能在科学技术方面得到了老师如此肯定的评价,非常激动。钱老的这次激动也被戴院士津津乐道。
扭转一个学科的命运
控制论的出现,通常都认为从维纳1948年出版《控制论》一书开始的,但维纳的《控制论》发表后,在哲学界曾引起轩然大波。此书的副标题是“动物和机器中的控制和通信”。人也是动物,把人和机器并列,甚至等同起来,有亵渎人类尊严之嫌,所以惹怒了不少哲学家。前苏联的哲学界首先发起攻击,称控制论是一种反动的伪科学,是现代机械论的一种新形式。还有更严重的批评说,控制论是为帝国主义服务的战争工具等。这位科学家在前苏联和东欧被视为反动的伪科学家和帝国主义的帮凶。
《控制论》(1948年),维纳著
1954年《工程控制论》出版,并迅速地被译成德、俄、中文版。书中系统地揭示了控制论对自动化、航空、航天、电子、通信等科学技术的意义和深远影响,写的全是技术科学,并未触及到人类这种动物的尊严。包括前苏联在内的世界各国科学界立即接受了这一新学科,从而吸引了大批数学家、工程技术学家从事控制论的研究,推动了五六十年代该学科发展的高潮。在这种形势下,原持批判态度的哲学家们只好放下武器,悄悄修改了各辞书中的词条,肯定控制论是一门“研究信息和控制一般规律的新兴科学”。
戴院士又说起充分体现这一转变的国际会议。1960年9月在莫斯科举行了IFAC(国际自控联,代表着国际自动控制界的最高水平)第一届世界代表大会。当时在国内找了钱学森先生作为国际自控联的成员。他是中国自动化学会的第一、第二任理事长,代表参加一些国际活动。但1960年的会议,钱老没有去,是别人代表他参加的。在那次会上,全世界控制论科学家咸集于莫斯科大学礼堂。而《控制论》的作者维纳受到英雄般的接待,进入大厅时,大家都起立欢迎。
影响许多人改变专业
戴院士便是其中之一。戴院士是在1951年考入清华大学的数学系,经过1952年的院系调整,于1955年在北大的数学力学系毕业,毕业之后被分配到了力学所。所里给每个大学生安排一个导师,由于戴院士要整理《工程控制论》的笔记,所以就跟着钱老。正因为当时做的一系列与《工程控制论》相关的工作,戴院士后来就进了自动化所,直到现在。许多人认识戴院士,也是因为《工程控制论》中文译本的出版。戴院士笑称,翻译中文译本的时候自己才大学毕业没几年,但是许多人以为自己是位老先生。
据戴院士说,就他了解的,西北工业大学校长戴冠中教授和总装部科学技术委员会主任、前国防科技大学校长郭桂蓉中将,也都是受了《工程控制论》的影响,改变了他们最初的专业。
高瞻远瞩
作为一个科学家,能够预见数年后的问题甚至对其提出解决的方法,这是科学家水平的一个体现。而钱老的《工程控制论》在这点上尤其突出。
《工程控制论》全书共有18章,后12章都是出版数年乃至数十年后自动控制发展的部分,是自动控制论研究的热点问题。
美国斯坦福大学的控制论专家伦伯格说:《工程控制论》一书的学术思想在国际上超前5年。已故自动控制专家高为炳院士曾做过一个统计,凡是当时自动控制的书和杂志,没有不引用《工程控制论》的。
直到2000年,国际著名的自动控制理论专家Astrom在美国出版《Control of Complex Systems》(控制系统的复杂性),一开始就引用了工程控制论“序言”中的一段话:“这门新科学的一个非常突出的特点就是完全不考虑能量、热量和效率等因素,可是在其它各门自然科学中这些因素都是十分重要的。控制论所讨论的主要问题是一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质以及整个系统的总的运动状态。”这是50年前就提出的,钱老在50年前就看到信息与系统的作用。
许多思想直到现在还应用在控制理论上,如自适应等。而书中的最后一章也提出了用不可靠的元件构造可靠的系统,也就是容错的思想。
赤子之心
从与戴院士的交谈中可以听出,戴院士对钱老崇高的爱国之情,严谨、细致的工作作风,学术上的远见卓识都极为推崇。他特别提到了一件小事。
钱老在美国呆了20年,在美国东部的麻省理工学院取得硕士学位,在西部的加州理工学院取得博士学位,又在麻省理工学院获得了最年轻的教授职称。在讲工程控制论的时候,大家都是很惊喜的。因为钱老用的完全是北京话,没有一句英文。戴院士回忆说:“我知道他在语言上是花了很大工夫的。他在国外那么多年,对中文的翻译并不是很清楚。他多次问别人某一个英文在汉语中究竟是什么意思。比如说‘random’这个词,另外一个人就告诉他‘random’在国内叫‘随机’,他为这个单词问了好些人。最后他讲课的时候一个英文也没有,令大家都很感动。”
戴院士又讲起了钱老拒绝美国要给他院士称号的事情。1985年,美国总统科学顾问基沃思访华,他表示:钱老在美工作过20年,对美国的科学技术进步特别是军事科学的发展,做出过很大贡献。美愿邀请钱学森访美,并由政府和有关学术机构表彰他对科学的重要贡献,将授予他美国科学院院士和美国工程院院士荣誉称号。如钱不去美访问,美方可派美国科学院院长普雷斯来华,授予钱学森“国家勋章”,表彰他的贡献。当钱老正式接到国防科工委、国家科委和外交部三家的联合请示件以后,他明确表示:“当年我离开美国,是被驱逐(deport)出境的,按美国法律规定,我是不能再去美国的。美国政府如果不公开给我平反,今生今世绝不再踏上美国国土。”所以,美国人给他再高的荣誉,钱老也不稀罕。钱老说:“如果中国人民说我钱学森为国家,为民族做了点事,那就是最高的奖赏,我不稀罕那些外国荣誉头衔!”
控制论与中国的渊源
控制论的发端在清华大学
梁诚瑞在“维纳的控制论和清华大学”一文中考证说:“控制论并非如人们所知道的那样产生于美国,它的发端在中国的清华大学。”梁先生引用维纳1954年出版的回顾科学生涯的书《我是一个数学家》中的自述,他宁愿选择在清华大学任客座教授的1935年作为创立控制论的起点。他在清华大学与李郁荣教授合作研制滤波器时,开始了对控制论的研究。正是在清华大学,维纳实现了从纯数学领域向电机工程和技术科学的转变。
1960年在莫斯科举行IFAC第一届世界代表大会时,维纳应邀参加了《哲学问题》杂志编辑部举行的有关控制论的座谈会。当被问到:“创立控制论时,是否出现过某些哲学思想的影响?”维纳回答说:“在哲学家中有一个人,如果他活到今天,毫无疑问,他将研究控制论。这个人就是莱布尼茨。”德国数学、哲学家莱布尼茨最早试图用数学形式建立逻辑推理体系,发明过二元算术计算方法。据查莱布尼茨于1697年通过耶稣会理士白晋得到过中国的《易经》,研究过“圆圆方位图和六十四卦次序图”,受到启发。白晋当时是康熙宫内的法国传教士,受命返回欧洲,系统地向莱布尼茨介绍了中国的古代哲学。在《莱布尼茨全集》第四卷第一期上有他给友人的一封长信,其中有对《易经》的评论,他还写过《论中国人的自然哲学》长篇论文。梁诚瑞的结论是:“控制论的直系祖先是欧洲的莱布尼茨,其哲学基础来自《易经》。”
《工程控制论》出版后的中国自动化的发展
问及《工程控制论》给中国的自动化领域发展带来何种作用时,戴院士表示肯定,但是也谦虚地称自己当时还年轻,只能说一同经历了那段时间。
1956年国家规划要在科学院新建立四个研究所,有计算机所、电子所、半导体所、自动化所。钱老参加了整体规划的综合组。由于当时的国际形势,成立自动化所在很大程度上还是军事方面的意义。后来一做规划,又请了一些苏联的专家,结果是把“自动化”的定位在了“工业自动化”上。