為了原子能科學(xué)發(fā)展的需要,他研究了中子遷移理論,在1963年首次給出研究這個問題的重要方法的理論基礎(chǔ)。
六十年代,為了軍工和航天等事業(yè)的發(fā)展,他全身心地投入到現(xiàn)代控制理論的開創(chuàng)研究和推廣工作。他在人造衛(wèi)星測軌,導(dǎo)彈制導(dǎo),潛艇控制等項目中作出一系列重要貢獻。1978年獲全國科技大會獎,1982年獲國防科工委特等獎,1982年獲國家自然科學(xué)二等獎。
一、祖國的需要就是命令
關(guān)肇直是這樣一個科學(xué)家:每當(dāng)人們提起他,就不僅想到他的學(xué)術(shù)成就,也會想到飽含哲學(xué)思想的他。他是一個數(shù)學(xué)家、系統(tǒng)科學(xué)家,也是一個思想家和愛國者。
從學(xué)生時代起,他就充滿了救國的抱負(fù)。早年參加愛國運動,于一九四七年入黨。一九四九年,新中國剛成立,正在法國留學(xué)的他,欣喜若狂,毅然回到了祖國的懷抱。從此,他就把自己的命運同祖國緊緊地聯(lián)系到一起了。他對發(fā)展國家的科學(xué)事業(yè)有很強的責(zé)任感,始終將祖國的需要放在第一位。
五十年代中國正開展原子能事業(yè)。原子能科學(xué)中的一個重要問題
——中子遷移,引起他很大的注意。當(dāng)時研究這個問題的一個重要方法——case方法還缺乏理論基礎(chǔ),引起許多理論工作者的重視。他用算子本征值的理論,首先給出了嚴(yán)格的證明。這比國際上類似的工作早了10年。
六十年代開始,國際上出現(xiàn)了現(xiàn)代控制理論。在錢學(xué)森的倡導(dǎo)和支持下,他在中國首先引入、推廣并研究現(xiàn)代控制理論。由于泛函分析方面的造詣,他在分布參數(shù)系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)方面做了許多工作。他對細(xì)長體彈性振動,提出用線性算子譜的緊擾動的方法進行鎮(zhèn)定控制,得出開創(chuàng)性的結(jié)果,并用于導(dǎo)彈制導(dǎo)。他用微分方程、泛函分析等工具,研究實際工程的量化誤差、諧波平衡法等理論,并將其用于衛(wèi)星測軌、飛行器導(dǎo)航及其他控制工程問題中。這些工作多數(shù)不能發(fā)表,但它們卻為國防現(xiàn)代化作出了不朽的貢獻。
曾經(jīng)教過他課程的劍橋大學(xué)Ralph Lapwood教授評價說“他是一個最聰明的學(xué)生”(Guan Zhao-Chi was the
most brilliant of them all), “他對數(shù)學(xué)科學(xué)與中國科學(xué)發(fā)展作出了巨大貢獻”(He achieved a
great contribution to mathematical knowledge and to China’s
scientific progress),“他是一個真正的愛國者,用自己的行動表達(dá)了他對自己祖國的愛”(He was a true
patriot who demonstrated his love of his country by action.)[1]。
二、勇于開拓的創(chuàng)新精神
關(guān)肇直不是一個墨守成規(guī)的學(xué)者,由于他的秉性和遠(yuǎn)見卓識,他的責(zé)任感和開拓精神,他在科學(xué)的王國中不斷地開疆拓土而不滿足于一域一邑的治理。他對新學(xué)科和國際上新的學(xué)術(shù)動向十分敏感。1958年,他在北大開課并寫出國內(nèi)第一本泛函分析教程,將當(dāng)時十分前沿的算子半群理論、非線性泛函、半序空間、正算子譜理論等都作了本質(zhì)而精煉的介紹,表現(xiàn)出很高的學(xué)術(shù)水平和很強的前瞻性。他的這本講義影響了中國幾代泛函分析工作者。正是由于他的功力和勤奮,他總能站到國際的前沿。
關(guān)肇直強調(diào)數(shù)學(xué)是個整體,不是分散的,理論與應(yīng)用不可分割。他對計算數(shù)學(xué)十分重視,曾著文[2]專門論述它的重要性,以及它與計算機科學(xué)及整個數(shù)學(xué)學(xué)科的關(guān)系。他身體力行,從解非線性函數(shù)的最速下降法研究算法收斂,從而導(dǎo)致了單調(diào)算子概念的產(chǎn)生。
關(guān)肇直重視交叉學(xué)科的發(fā)展。他很早就注意到生物數(shù)學(xué)、生態(tài)數(shù)學(xué)及其他學(xué)科與數(shù)學(xué)交叉的邊緣學(xué)科,強調(diào)要重視其發(fā)展[3]。今天,這些學(xué)科的發(fā)展證明了他的遠(yuǎn)見卓識。
上世紀(jì)六十年代初,他發(fā)現(xiàn)國際上現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)與發(fā)展,敏感地意識到它對國家,特別是國防現(xiàn)代化的重要性。在錢學(xué)森等的支持下,他開始鉆研現(xiàn)代控制理論,并一手創(chuàng)辦了控制理論研究室。
七十年代末,意識到系統(tǒng)科學(xué)對國民經(jīng)濟及科學(xué)發(fā)展的重要性,他與吳文俊、許國志等先生共同創(chuàng)建了中國科學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)研究所。為了帶出一支控制理論的研究團隊,關(guān)肇直閱讀了大量文獻,了解國際前沿和動向。然后,在研究室組織討論班,講課。
文革后,他發(fā)現(xiàn)室里一位年輕同志做了一項有意義的工作。為了讓文章能用英文發(fā)表,他親自動手,幫助翻譯。這篇文章后來在第七屆IFAC世界大會(1978)上宣讀,是文革后我國最早在IFAC大會上發(fā)表的文章。系統(tǒng)控制室的成長,是從他的拓荒耕耘開始的。
為了系統(tǒng)與控制理論的傳播,他走遍了祖國的山山水水,親自編講義,到三線給科研人員授課,終于帶出了一支以青年科研人員為骨干的高水平的系統(tǒng)與控制理論研究隊伍。他的名字永遠(yuǎn)與中國的系統(tǒng)科學(xué)與現(xiàn)代控制理論融成一體。
三、理論與應(yīng)用的辯證思索與實踐
關(guān)肇直是一個思想家,他刻苦鉆研哲學(xué)與馬克思主義理論,形成了自己的一套對理論與實踐的辯證關(guān)系的哲學(xué)理念,特別是他對純粹數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)的關(guān)系做過長期認(rèn)真的思考,真正認(rèn)識了它們間的辯證統(tǒng)一關(guān)系,并以此種觀念指導(dǎo)自己的科研實踐。
他強調(diào)理論聯(lián)系實際,并指出正因為與實際聯(lián)系,才更需要加強理論研究。他說過:沒有理論拿什么聯(lián)系實際?
他對基礎(chǔ)研究的重視不僅表現(xiàn)在他自己終生不渝地耕耘在泛函分析這塊理論的園地里,也表現(xiàn)在他對理論工作的重視,對理論工作的支持和正確評價。
五七年夏天以后,當(dāng)時極左的壓力很強。關(guān)肇直頂住壓力,到北大講授泛函分析,給學(xué)生鼓了氣。由于他的威望,使學(xué)生們敢于理直氣壯地去學(xué)習(xí)和鉆研理論。
陳景潤完成他的關(guān)于哥德巴赫猜想“1+2”的證明后,已是文化大革命前夕。關(guān)肇直頂住當(dāng)時的極左思潮,堅決支持這項工作的發(fā)表,說:這是一項世界冠軍,同乒乓球世界冠軍一樣重要。
有人一講純粹數(shù)學(xué)就把應(yīng)用數(shù)學(xué)貶得一錢不值,一強調(diào)應(yīng)用時,又什么數(shù)學(xué)理論都不要了,甚至連建立數(shù)學(xué)模型都反對。關(guān)肇直不同意這個觀點,他始終堅持要建模,要在應(yīng)用數(shù)學(xué)中使用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法。
現(xiàn)在建模的重要性受到了普遍的重視。國際數(shù)學(xué)家聯(lián)盟(IMU)前主席、Fields獎獲得者David Mumford寫道:創(chuàng)建好的模型正如證明深刻的定理一樣有意義。我想,承認(rèn)這一點,數(shù)學(xué)會從中受益。(I
think mathematics can benefit by acknowledging that the creation of
good models is just as significant as proving deep theorems.)
七八年的全國科學(xué)大會標(biāo)志著科學(xué)春天的到來,接著召開了科學(xué)規(guī)劃會。當(dāng)時有些人片面強調(diào)理論研究,而把搞應(yīng)用和“左”聯(lián)系起來。針對這一情況,關(guān)肇直和馮康、程民德等一起提出:理論要抓,應(yīng)用也要抓。
吳文俊先生曾多次談到,他到系統(tǒng)所乃至后來開展數(shù)學(xué)機械化研究,受了關(guān)肇直理論聯(lián)系實際的辯證思想,特別是強調(diào)和重視應(yīng)用研究的思想的影響。
關(guān)肇直把純粹數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)看作一個整體。他形象地解釋說,這有如經(jīng)緯交織,相輔相成,偏廢哪一方面都是錯誤的。
20年前,關(guān)肇直帶著他的思想,他對發(fā)展系統(tǒng)科學(xué)的藍(lán)圖,離開了人世。
20年后,他開創(chuàng)的中國系統(tǒng)科學(xué)與控制理論事業(yè)已根深莖壯,枝繁葉茂。實踐的考驗,歲月的蕩滌,證明了他對數(shù)學(xué)乃至自然科學(xué)發(fā)展的高瞻遠(yuǎn)矚的正確觀念和身體力行的開拓精神。是他,把正了理論與應(yīng)用之舵!
參考文獻:
[1] 關(guān)肇直同志紀(jì)念專集,1982
[2] 關(guān)肇直,發(fā)展我國的計算數(shù)學(xué),科學(xué)通報,3月號(1959),31-34
[3] 關(guān)肇直,數(shù)理科學(xué),光明日報,1980.4.11
撰稿人:中國科學(xué)院院士、數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員 陳翰馥
中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授 張恭慶
數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員 秦化淑 馮德興 程代展
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