眼前這位個(gè)子不高的中年人，便是中科院院士郭雷?？床怀鲇卸嗌?ldquo;控制欲”的他，卻在國際控制科學(xué)領(lǐng)域帶出了一支奇兵，這支奇兵以一個(gè)個(gè)讓世界矚目的原創(chuàng )性成果，站到了世界前沿。

    “正是基金的培育，凝聚了研究隊伍，穩定了研究環(huán)境，催生了重要成果，推動(dòng)了我國系統控制科學(xué)的發(fā)展，贏(yíng)得國際同行的認同。”郭雷說(shuō)。

    何謂控制科學(xué)？控制科學(xué)是研究各種系統的共同控制規律的科學(xué)，是數學(xué)與工程學(xué)的交叉科學(xué)，是自動(dòng)化系統的核心理論，也是人類(lèi)改造世界的重要方法。通俗地說(shuō)，從現代汽車(chē)到航天飛機，都離不開(kāi)控制理論。隨著(zhù)計算機和其他高技術(shù)的急劇發(fā)展，人類(lèi)需要處理越來(lái)越復雜的動(dòng)態(tài)系統，而保持技術(shù)和經(jīng)濟競爭優(yōu)勢不斷地刺激著(zhù)追求控制系統的精確性、有效性和可靠性。航空航天、工業(yè)過(guò)程、生物醫學(xué)，社會(huì )經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域出現了大量復雜系統控制問(wèn)題，對控制科學(xué)提出了前所未有的挑戰。

    先進(jìn)的控制理論對一個(gè)國家的基礎研究水平、相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國防安全等都有至關(guān)重要的作用。因而，2003年，郭雷及其團隊申請開(kāi)展“控制科學(xué)中若干關(guān)鍵基礎問(wèn)題的研究”，并得到國家自然科學(xué)基金委創(chuàng )新研究群體的支持。迄今為止，該團隊共獲得3期、長(cháng)達9年的創(chuàng )新群體基金資助。

    幾年來(lái)，他們開(kāi)啟了“反饋機制的最大能力與局限”的定量研究，并針對幾類(lèi)典型非線(xiàn)性不確定系統，首次發(fā)現并證明了反饋機制最大能力的“臨界值”或“不可能性定理”等一系列根本性結果，對定量理解人類(lèi)和機器中普遍存在的反饋行為的最大能力，以及智能反饋設計中的根本性局限具有重要科學(xué)意義。這一工作被國際同行評價(jià)為“具有根本的重要性”“是過(guò)去10年控制領(lǐng)域最有意義和最重要的研究方向之一”。

    此外，該群體關(guān)于“分布參數系統控制的幾何方法”“矩陣的半張量積及其應用”“多自主體系統的同步性理論”“網(wǎng)絡(luò )信息論與大型無(wú)線(xiàn)通訊系統”等方面的研究均具有很強的原創(chuàng )性和突破性。

    在郭雷看來(lái)，傲人的成績(jì)是“副產(chǎn)品”，整個(gè)群體的根基是人才隊伍的成長(cháng)壯大。

    “某種意義上，我自己就是在科學(xué)基金的資助下成長(cháng)起來(lái)的。”如今不必再擔心科研經(jīng)費的郭雷，依然對20年前的8000元經(jīng)費記憶猶新。1989年，27歲的郭雷在澳大利亞完成博士后研究后，回到中科院系統科學(xué)所，彼時(shí)，他已被國際同行譽(yù)為“隨機適應控制領(lǐng)域國際學(xué)術(shù)帶頭人之一”?；貒?，他的月工資只有100多元，一家人擠在12平方米的招待所小屋里，甚至連從國外帶回來(lái)的計算機都無(wú)處安放。就在他最困難的時(shí)候，基金委數理科學(xué)部“雪中送炭”——資助他8000元的主任基金，“支持了我最基本的科研需求”。

    不久，他在自適應控制領(lǐng)域長(cháng)期懸而未決的核心難題“自校正調節器的穩定性與收斂性”研究上取得重大突破，并在國際上獲獎。此后的1994年和1997年，他先后獲得國家杰出青年科學(xué)基金的支持和延續支持。2001年，39歲的他當選為中科院院士，成為當時(shí)中國大陸最年輕的院士之一。

    這期間，自然科學(xué)基金是郭雷最重要的科研經(jīng)費來(lái)源。為了靜心做科研，他至今沒(méi)有主持其他類(lèi)型的“大項目”。“因為這些項目大部分需要頻繁的評估，規定在什么時(shí)間內必須取得什么樣的成果，這會(huì )浪費大量時(shí)間精力，也不太符合基礎研究的特點(diǎn)。” 

    創(chuàng )新群體基金寬松的“土壤”里成長(cháng)起來(lái)的不只是一個(gè)學(xué)術(shù)帶頭人。群體成員姚鵬飛在博士生期間關(guān)于彈性算子平方根表示方面的研究成果，曾獲得國際同行贊譽(yù)。但隨后，他瞄準了更有意義及挑戰性的變系數波動(dòng)方程的邊界能控性研究。為了解決這一國際公開(kāi)難題，姚鵬飛默默耕耘，幾年都沒(méi)有發(fā)表論文，最終他獨立提出分布參數系統邊界控制的黎曼幾何方法，取得了變系數波動(dòng)方程邊界能控性研究的關(guān)鍵突破，研究成果被國際同行稱(chēng)為“姚定理”。2002年，在獲得國家杰出青年基金贊助后，他立即中斷國外為期3年的學(xué)術(shù)訪(fǎng)問(wèn)，毅然回國。

    事實(shí)上，創(chuàng )新群體的人才成長(cháng)和不斷開(kāi)拓的學(xué)科領(lǐng)域相輔相成。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，郭雷意識到，量子控制理論在微觀(guān)世界的調控中將具有重要意義和作用，時(shí)不待我，必須立即部署這一重要領(lǐng)域的研究。2005年，團隊決定啟動(dòng)量子控制這個(gè)新研究方向。但當時(shí)，群體里沒(méi)有現成人選，重擔便落到了已與英國某大學(xué)簽了3年合同的席在榮身上。

    “我本身也不是學(xué)這個(gè)的，但是研究群體需要有人來(lái)做這個(gè)事情，我就回來(lái)了。”席在榮說(shuō)，“回國的第一年，我都是在院里聽(tīng)課，從頭開(kāi)始學(xué)，沒(méi)有做任何研究。”而現在，在群體支持下，已在糾纏動(dòng)力學(xué)、量子系統糾纏度優(yōu)化、量子系統控制等方面取得了一系列重要成果。

    如今，該團隊中擁有2位中科院院士、3位國際電子電氣工程師協(xié)會(huì )（IEEE）會(huì )士，以及7位國家杰出青年基金獲得者，先后獲得30多項國內外重要學(xué)術(shù)獎勵和榮譽(yù), 多位群體成員在國際學(xué)術(shù)界擔任重要職位。

    ■群體名片

    “控制科學(xué)中若干關(guān)鍵基礎問(wèn)題的研究”創(chuàng )新群體：郭雷、陳翰馥、程代展、張紀峰、姚鵬飛、洪奕光、郭寶珠、張旭、黃一、方海濤、席在榮、韓靖、呂金虎。該團隊在控制科學(xué)若干關(guān)鍵基礎問(wèn)題的研究中取得一系列突破，如反饋機制最大能力、非均勻材料彈性系統建模與控制、多自主體系統同步性等；并在推進(jìn)控制理論與量子系統、網(wǎng)絡(luò )通信、動(dòng)態(tài)博弈及生物系統的交叉研究中，提出了新問(wèn)題、新方法，建立了新理論；在面向國家戰略需求，特別是在高性能飛行器姿態(tài)控制等領(lǐng)域應用研究也取得重要成果。