吳宏鑫,中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )特聘顧問(wèn),控制理論與控制工程專(zhuān)家,中國科學(xué)院院士,北京控制工程研究所研究員、資深技術(shù)顧問(wèn),中國空間技術(shù)研究院技術(shù)顧問(wèn),中國航天科技集團有限公司科技委顧問(wèn)、博士生導師。主要從事航天和工業(yè)領(lǐng)域的自適應控制和智能控制理論與應用研究,先后承擔了衛星型號任務(wù)、國家“863”課題、部重點(diǎn)預研課題、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目和工業(yè)控制等10多項國家任務(wù)和工程項目。1965年畢業(yè)于清華大學(xué)自動(dòng)控制系。2003年當選為中國科學(xué)院院士。獲得了多項研究成果,其中獲國家發(fā)明三等獎和二等獎各1項,部級科技進(jìn)步一等獎1項、二等獎5項,全國優(yōu)秀科技圖書(shū)二等獎1項,獲國家發(fā)明專(zhuān)利多項。
1 艱難困苦玉汝于成,駕馭命運的舵是奮斗
吳宏鑫出生在江蘇省丹徒區的一個(gè)農村家庭,父親在他剛滿(mǎn)10個(gè)月的時(shí)候就去世了,他由爺爺一手帶大。爺爺是私塾教師,年幼時(shí)吳宏鑫便常常在放牛間隙去聽(tīng)爺爺在私塾里講四書(shū)五經(jīng)。當時(shí)誰(shuí)也不會(huì )想到,這個(gè)整天騎在牛背上的放牛娃,日后竟會(huì )成為一位科學(xué)家。當爺爺把吳宏鑫送進(jìn)新式學(xué)校時(shí),他已到了該讀四年級的年紀,只接觸過(guò)四書(shū)五經(jīng)的他和四年級的孩子們一起學(xué)習,可想而知會(huì )有多么吃力。但聰明聽(tīng)話(huà)的吳宏鑫十分要強,經(jīng)過(guò)一年的努力成績(jì)便追趕了上來(lái),一舉奪得了班上的第一名。上小學(xué)的時(shí)候,老師就告訴吳宏鑫,他的家庭出身不好,要想成功,成績(jì)就必須遠遠超過(guò)別人,這句話(huà)對他產(chǎn)生了很深的影響,所以從那時(shí)起直到高中,吳宏鑫的成績(jì)一直名列前茅,是老師們喜歡的好學(xué)生。他初中的語(yǔ)文老師還在他畢業(yè)時(shí)贈送過(guò)他一副題詞,內容不像一般祝福一帆風(fēng)順、事業(yè)有成之類(lèi)的話(huà),而是告訴他“要有乘風(fēng)破浪的勇氣,有逆水行舟的精神”,這句話(huà)讓吳宏鑫在今后的學(xué)習和工作中都很受用。
吳宏鑫高考時(shí),正值前蘇聯(lián)第一顆人造衛星成功發(fā)射不久,他十分向往航天技術(shù),一心想報考清華大學(xué)自動(dòng)控制系,但由于出身不好,錄取幾率不高,吳宏鑫的班主任建議他報考清華大學(xué)其他專(zhuān)業(yè)。就這樣,吳宏鑫考上了清華大學(xué)其他專(zhuān)業(yè),經(jīng)調劑后最終進(jìn)入了自動(dòng)控制系。當吳宏鑫如愿以?xún)?,最終踏入清華自動(dòng)控制系的大門(mén)時(shí),他非常珍惜這個(gè)學(xué)習機會(huì ),全心地投入到他所喜愛(ài)的課程之中。
1965年大學(xué)畢業(yè)后,吳宏鑫被分配到中國科學(xué)院自動(dòng)化所工作。1968年,中國科學(xué)院自動(dòng)化所進(jìn)行專(zhuān)業(yè)調整,一部分要劃歸航天部門(mén)管理,成為北京控制工程研究所。吳宏鑫才就此加入了航天的隊伍。
2 禍兮福所倚,審查室中的人生轉折
吳宏鑫進(jìn)入北京控制工程研究所后,“文化大革命”席卷全國,吳宏鑫也受到了沖擊,被隔離審查。但就是這次被審查的經(jīng)歷,成為了他一生的轉折點(diǎn)。當時(shí)與吳宏鑫同屋的“難友”是美國歸來(lái)的著(zhù)名專(zhuān)家——北京控制工程研究所副所長(cháng)楊嘉墀先生。平白無(wú)故被關(guān)起來(lái)審查,吳宏鑫十分不服氣,一直想著(zhù)要爭個(gè)清白。但是楊嘉墀先生的表現卻讓他甚為疑惑。遭受更大冤屈的楊先生異常平靜,每次交代問(wèn)題時(shí),楊先生都會(huì )帶上寫(xiě)好的材料,如果審查的人告知材料不合格,也會(huì )立即修改。挨了多次批斗的楊先生,沒(méi)有義憤填膺、憤憤不平,反而特別想得開(kāi)。更出乎吳宏鑫意料的是,雖然在隔離審查,屢屢遭受批斗,楊先生卻一直堅持做衛星方案。面對吳宏鑫的暴跳如雷和怨聲載道,楊先生對吳宏鑫說(shuō)了一句話(huà):“只要你自己認為自己沒(méi)有錯,別的就不要去管他,該做什么就做什么?!边@句話(huà)讓吳宏鑫深受觸動(dòng),他心想,像楊先生這樣有名的專(zhuān)家,遭受莫名冤屈都仍舊心懷科研,自己有什么理由去消沉呢?于是,吳宏鑫變得坦然起來(lái),他利用這段難得的清靜時(shí)光自學(xué)了英語(yǔ)和日語(yǔ)兩門(mén)語(yǔ)言,學(xué)習了現代控制理論和計算機控制等知識,將關(guān)自己的小屋變成了自習室。
期間,一次偶然的機會(huì )讓吳宏鑫的才華得以施展。一次,衛星發(fā)射任務(wù)需要到基地出差,原本安排出差的人因突發(fā)情況而未能出行,領(lǐng)導就找到吳宏鑫問(wèn)他能不能去。吳宏鑫以為自己聽(tīng)錯了,自己還沒(méi)有平反,竟然還會(huì )有去基地發(fā)射衛星的機會(huì )。在這次發(fā)射任務(wù)中,吳宏鑫表現出色,當時(shí)的發(fā)射隊領(lǐng)導、后任五院副院長(cháng)的張國富研究員說(shuō):“我發(fā)現了一個(gè)人才”,此后他一直很關(guān)心和支持吳宏鑫。
3 潛心鉆研,勇涉自適應控制新領(lǐng)域
1978年,吳宏鑫終于恢復了正常的工作,而此時(shí)的他也面臨著(zhù)工作崗位的抉擇?!拔母铩敝?,吳宏鑫就職在衛星方案總體組,是否仍舊回去擔任類(lèi)似工作呢?面對工作上的疑惑,楊嘉墀先生建議他研究航天器自適應控制這一國內無(wú)人涉足的新領(lǐng)域。
什么是自適應控制呢?吳宏鑫當時(shí)也摸不著(zhù)門(mén)道,但就是這個(gè)無(wú)人涉足的新領(lǐng)域引起了他更強烈的興趣。聽(tīng)說(shuō)上海有一位高校教師王家聲對此有所了解,吳宏鑫便跑到上海,請人家“科普”?;貋?lái)之后,他向楊先生作了匯報。楊先生又向他提出了兩點(diǎn)要面臨的問(wèn)題,讓他做好充分的心理準備。一是我國衛星發(fā)展起點(diǎn)較低,發(fā)展緩慢,可能一時(shí)半會(huì )兒還用不上自適應控制技術(shù),所以想要取得研究成果比較困難,至少要準備坐10年冷板凳;第二,這方面研究主要是未來(lái)航天控制所需要的,可能會(huì )得不到認同,航天工程領(lǐng)域的人會(huì )認為這側重理論層面,而數學(xué)理論的學(xué)者又會(huì )認為這側重工程應用。當時(shí)的吳宏鑫對自適應控制已經(jīng)有了初步的輪廓,做好了心理準備,便義無(wú)反顧地踏上了自適應控制的研究之路,成為航天部門(mén)里研究領(lǐng)域獨特的“冷板凳”學(xué)者。
自適應控制理論和方法是控制領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn),它可以廣泛地應用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制、航天地面工程控制和航天器控制等方面。自適應控制研究開(kāi)展之初受到了很多航天工程領(lǐng)域學(xué)者的質(zhì)疑,但楊嘉墀先生在20世紀70年代末力主開(kāi)展此項研究,他說(shuō):現在的衛星沒(méi)那么復雜,用不到這些東西,但將來(lái)的衛星一定會(huì )用得到。
正當吳宏鑫為自適應控制研究和應用進(jìn)行籌劃,并開(kāi)展初步研究時(shí),又一個(gè)機會(huì )降臨了。1980年,一位歐洲學(xué)者來(lái)北京作有關(guān)自適應控制的學(xué)術(shù)報告,邀請楊嘉墀先生參加。吳宏鑫得知后很想參加但苦于既沒(méi)有請柬也拿不出會(huì )議費用,正在發(fā)愁時(shí),楊先生將請柬給了吳宏鑫,并為他繳了費用,讓他代替自己參加。吳宏鑫懷著(zhù)感激的心情參加了報告會(huì ),學(xué)到了很多東西,并在這次學(xué)術(shù)交流中大膽發(fā)出了自己的聲音,與歐洲的學(xué)者進(jìn)行了充分溝通,得到了一定程度的認可。
此后一段時(shí)間,吳宏鑫在“空間環(huán)境模擬器控制系統”中,針對參數未知、參數緩慢變化的情況,明確提出了一種“全系數自適應控制方法”。1981年,有關(guān)論文在所內刊物上發(fā)表,引起了國內理論界的轟動(dòng)。1982年召開(kāi)部級鑒定會(huì ),宋健院士連續三天參加了鑒定會(huì ),并親自前往現場(chǎng)查看實(shí)驗結果。這件事讓吳宏鑫更加堅定了繼續研究下去的信念。1984年,吳宏鑫在自適應控制方面的發(fā)明“系數之和等于1的全系數自適應控制工程設計新方法及應用”,因其原始創(chuàng )新性獲國家發(fā)明獎。隨之,他也成為當時(shí)航天系統青年科技人員中的佼佼者。當時(shí)的航天部評出了最初的一批研究員,吳宏鑫以他突出的科研成果躋身這一行列,成為當時(shí)航天部系統最年輕的研究員之一。1985年,他的論文在《自動(dòng)化學(xué)報》發(fā)表。
吳宏鑫在全國各地尋找“試驗田”,在天津、河北等省市的煉油廠(chǎng)、啤酒廠(chǎng)、制藥廠(chǎng)等企業(yè)開(kāi)展了自適應控制技術(shù)研究和推廣,成果顯著(zhù)。有一次,吳宏鑫到石家莊一家已經(jīng)應用了這種控制方法的啤酒廠(chǎng)去,偶然碰到一位工人,這位工人悄悄對他評價(jià)道:“你不知道,這是北京一個(gè)姓吳的教授給我們搞的,特別管用?!眳呛牿萎敃r(shí)聽(tīng)了,心里非常開(kāi)心,沒(méi)有說(shuō)話(huà)。
吳宏鑫的“全系數自適應控制理論和方法”,在此后20多年的應用與研究中不斷完善,系統性和實(shí)用性均得到加強,形成了一套完整的自適應控制理論和方法,并在航天與工業(yè)過(guò)程控制中得到了廣泛應用。
吳宏鑫另外的研究重點(diǎn)是智能控制領(lǐng)域,提出了特征建模理論并寫(xiě)了兩本專(zhuān)著(zhù),一本為《基于特征模型的智能自適應控制》,另一本為《特征建模理論、方法和應用》。在航天方面,他與學(xué)生們研究的“基于對象特征模型描述的黃金分割智能控制方法”等項目,達到了國際先進(jìn)水平,獲得了兩項國家發(fā)明專(zhuān)利。在工業(yè)控制方面,針對鋁電解項目提出的“基于智能特征模型的智能控制方法”,已使貴州鋁廠(chǎng)年增效益百多萬(wàn)元,在鋁行業(yè)屬于國內外首創(chuàng ),并不斷向其它企業(yè)推廣應用。
“神舟五號”載人飛行圓滿(mǎn)成功后,中國空間站的發(fā)展得到了廣泛關(guān)注?!敖粫?huì )對接”這個(gè)名詞被越來(lái)越多地提及。其實(shí)早在1989年,航天專(zhuān)家屠善澄先生就提出要開(kāi)展交會(huì )對接的預先研究。吳宏鑫參與了預研,針對交會(huì )對接預研項目與他人合作提出了“非線(xiàn)性黃金分割自適應控制”方法,得到了“863計劃”空間站技術(shù)專(zhuān)家組的褒揚。
4 為人謙虛,諄諄教誨育后人
現如今吳宏鑫已年逾八旬,為我國自適應控制領(lǐng)域作出了卓越的貢獻,也培養了領(lǐng)域內諸多人才。但在談及他本人所取得的成就及巨大貢獻時(shí),吳老卻用“趨近于零”來(lái)概括,他認為自己所取得的研究成果非常渺小,與當前及未來(lái)需要研究的和已知的領(lǐng)域相比,甚至是趨近于零的。同時(shí),吳老表示,自己能夠獲得一些成長(cháng)和進(jìn)步,離不開(kāi)楊嘉墀、屠善澄、宋健等前輩的提攜和指導。
吳老為人謙虛和無(wú)私奉獻的精神感染了在場(chǎng)的所有人。在采訪(fǎng)中,吳老還提及自己畢生的幾句座右銘,無(wú)不讓人肅然起敬、受益匪淺。一是相信黨,相信群眾;二是老老實(shí)實(shí)做人,踏踏實(shí)實(shí)做事;三是專(zhuān)心致志、持之以恒、實(shí)事求是、無(wú)私無(wú)畏;四是一身正氣,善誠待人。
2021年是中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )成立60周年,在歷屆理事會(huì )的領(lǐng)導和推動(dòng)下,中國自動(dòng)化學(xué)會(huì )發(fā)生了翻天覆地的變化。吳老作為學(xué)會(huì )的特聘顧問(wèn),見(jiàn)證了學(xué)會(huì )新時(shí)代的蓬勃發(fā)展。在談及自動(dòng)化未來(lái)發(fā)展時(shí),吳老表示自動(dòng)化的發(fā)展可以學(xué)習外國的經(jīng)驗,但要始終堅持理論聯(lián)系實(shí)際;自動(dòng)化要提倡埋頭苦干的精神;最重要的是,中國人一定要有一套自己的控制理論和控制系統.
摘自《自動(dòng)化博覽》2021年10月刊