【系友感言】我爱我的母校清华大学——吴宏鑫

我爱我的母校清华大学

吴宏鑫* 1965届 自503班

我于1959年如愿以偿地考取了清华大学自动控制系。为什么说是“如愿以偿”呢?我参加高考前,正值苏联发射第一颗人造卫星不久。“航天热”在世界范围内兴起。我也十分向往航天技术,一心报考清华大学自动控制系。经过努力,这个心愿终于实现了!考上清华后,由于家庭经济困难,我依靠国家的助学金,精打细算地生活,把全部精力都投入到自己喜爱的课程中。大学六年,前三年是基础课,后三年是专业课。我很幸运,1965年毕业后分配到中国科学院自动化所,1968年又调到北京控制工程研究所从事航天控制工作。也就是说,从1959年开始学习自动控制专业,直到今天四十多年,我一直从事航天和工业领域的自动控制理论与应用研究,先后提出了“全系数自适应控制理论和方法”;“基于特征模型的智能自适应控制理论和方法”(特别是其中的“黄金分割自适应控制”和“特征建模”)。上述理论和方法已成功地应用于航天、国防和工业过程等多个实际控制工程。特别使我感到欣慰的是,近20年来,我培养了一大批研究生,其中博士生28名,硕士生29名,博士后21名。他们已经成为我国航天事业的栋梁。我发表了专著一部,论文70多篇,获国家发明奖、部级科技进步奖多项。这些成绩既是在我国改革开放、科技兴国的大环境下,各级领导和同事支持的结果,又与清华大学六年的培养是分不开的。我个人的专业成果包含着清华老师们的教导和帮助,凝聚着他们的心血,清华大学坚持社会主义教育方向,培养又红又专的高质量建设人才,切实抓好“为人民服务”、为建设社会主义新中国服务的思想教育;狠抓基础理论和专业知识的课堂教学;抓理论联系实际,刻苦学习攀登科学高峰和“为祖国健康工作五十年”的教育。这些都为我四十多年的工作打下了牢固的基础。六年大学生活在人生长路上只是短短的一段,却给我留下了终身的影响。

一、宽厚的基础理论和系统的专业课

清华大学名师荟萃,课程门类丰富,真是科学的殿堂!当时的课程丰富多彩,如:高等数学、物理、化学、力学、理论力学、电机、电工基础、电子技术、自动控制系统、自动调节原理、过渡过程、远动学、不变性原理等等。很多课都是大师给我们讲授,让我们深感自豪!在与中学同学聊天时,我总是情不自禁地脱口而出:“某某大师又给我们上课啦!”这些课我都由衷地喜欢,恨不得全装在自己的脑子里。其中最使我感兴趣的,并且学得较好的是钟士模先生的自动控制系统课和过渡过程课,吴麒先生的自动调节原理课、童诗白先生的电子技术课。40多年过去了,这些老师上课的情景至今仍历历在目!钟先生讲过渡过程,讲合电闸中0-到0+变化,电机转动控制中如何最快到达又不超调等例子,深入浅出,给我的印象颇深。吴麒先生教学态度一丝不苟。他写的板书,从黑板左上角写到右下角,整板写满,工整美观,有条不紊;他不借助任何工具一笔就能画出一个非常规范的圆,那娴熟的教学技巧让我赞叹不已!他讲调节原理的基本概念,丝丝入扣,清晰、透彻。所以调节原理课我今天都记得很牢。吴先生除严肃认真之外,还有另一个特点---不露声色的风趣和幽默,如:有一次布置下周的考试,要求大家做好考前准备。他表情严肃地说:“请同学们参加考试时,一定要带好灌满墨水的钢笔;铅笔要削尖;橡皮要擦干净,不要一擦就把好端端的白纸擦成黑的。”听他这番话,使我感到像听相声一样有趣!我回到宿舍,在同学面前模仿他的冷面幽默。一个同学说:“这不稀奇!吴先生在当学生时就说过相声呢!”没想到,一位如此严谨的学者还喜爱和精通笑的艺术!他虽然看似严肃,可是一经接触,人们就会觉得他是那么平易近人!他的谦逊好学更让我佩服。我大学毕业后回校听郑大钟老师的现代控制理论课。当我交作业时,我发现吴先生也笔直地站在郑老师身边,看郑老师批改我的作业,低头倾听郑老师的话语。他那恭敬的神态,我至今记忆犹新。我想:一个早已成为清华名师的教授竟还这样尊师重教,学而不厌,真是我学习的榜样啊!

清华的学生们上课紧张,课后的自习更紧张。每天吃完晚饭,同学们就争分夺秒地赶往自修教室。那时,自修教室座位紧缺,稍晚一步,好座位就没了。同学们如饥似渴地吸取知识。清华的所有自修教室即使在节日之夜也是灯火通明。“自习”对我们每个学生来说太重要了,因为当时往往没有现成的教科书,老师传授给我们的有许多是教科书上所没有的新知识,所以上课听讲记笔记很重要,稍稍走神就有内容记不下来,必须在上自习时找同学补记。所以每天晚上补笔记、做作业,虽然忙忙碌碌,然而也非常兴奋!现在回想起来,那时的我们,多像一群在知识的百花园里采粉酿蜜的小蜜蜂啊!

二、生产实习与真刀真枪的毕业设计

在加深课程学习的同时,花一定时间去对口工厂实习,对工科大学生的培养是极其有利的。我记得有一次到东北吉林化工厂实习,一进工厂,亲眼目睹现代工业复杂的生产线,我真是看得眼花缭乱!我一边跟随工人师傅检查、调试仪表,一边想:这样一个生产线的数学模型怎么写呢?仪表工调试仪表,也不从频率特性设计校正网络,他们是怎样保证整个生产线进行平稳的自动控制的呢?这些问题是在那次生产实习中产生的,而且没有在实习中解决,引起我的长久思考。我们学自动控制的人,必须学会如何把学到的理论与生产实践相结合,以解决生产中的自动控制问题。参加工作后,我带领学生去造纸厂做项目。一进厂,我的学生也和我当年一样提出了相似的问题:“这个生产过程,对象模型怎么建,控制器怎么设计?”我说:“对呀!这正是我们这个专业的人必须要学会的基本功。从书本上找一个数学方程作对象模型,当然重要,但更重要的是从实际生产过程中提炼出模型,设计出实际可用的控制器。”

大学毕业设计是大学学习成果的大检验。我的毕业设计论文是在孙全康老师的指导下,做快速笔绘记录仪和快速扫描控制系统的设计及部分硬件的研制。但在整机调试时,出现了一个问题,即过渡过程性能特别差。孙老师安抚我们,鼓励我们,和我们一起讨论疑难。在孙老师的耐心指导下,我们认识到:自动控制系统设计好坏的关键是过渡过程阶段的稳定性与动态性能。参加工作后,我曾得过一个发明奖。那项工作的一部分内容就是从孙老师引导我们认识的这个关键点入手,经过两年的奋斗完成的。

三、多种形式的思想教育

入学后学校组织各种形式的思想教育,使我受益匪浅。我最喜欢听的是刘冰(学校党委第一副书记)关于人生观的报告、艾知生(学校党委副书记)的哲学课。听他们的报告和讲课让我有一种茅塞顿开的感觉。许多课题都是青年学生乐于思考的,如:人生的目标是什么?为什么要上大学?怎么看待我们周围的世界和各种人生问题?这些教育活动使我的人生观有了更坚实的基础:我这一生要为建设新中国努力学习,为人民、为他人做有益的事。

我们班每次政治学习讨论气氛都很活跃。清华大学坚持党委领导直接到学生中做工作,在大学的后三年中,艾知生经常到我们班参加讨论。讨论时,同学们思想活跃,提的问题五花八门,如:有人提出我们为什么要学习唯物辩证法?艾知生和大家一起分析讨论这个问题。有些问题一时是说不清楚的,但民主讨论的风气本身就是一种良好的教育。给我印象深刻的是,艾知生说:“要学点唯物辩证法。那样,我们在任何情况下都能坚持真理,不怕打击和孤立。”当时我就想,在中国共产党、毛主席领导下,怎么可能有打击、孤立坚持真理者的事出现呢?直到经历了“文革”动乱才使我恍然大悟,原来艾知生同志说的那种情况真的会发生!

在清华大学的六年学生生活中,还有一件平凡而又难忘的事。我从班的生活干事干到系学生会副主席,长达五年,一直负责群众生活。开始,我不太喜欢管这些打扫卫生、分发粮票等婆婆妈妈的生活琐事。但各级领导每次给生活干部开会都强调:此工作是培养我们为人民服务思想的一种实习。的确,在这些具体工作中,遇到的许多点滴小事,使我的思想有了转变。三年困难时期,党员每月要节省2斤粮票,准备接济那些不到月底,定量的粮食就吃光的同学。组织上让我负责这个工作。党员们节衣缩食,扶危济困的行动使我看到了榜样,慢慢热爱起生活组的工作来。每逢国庆游行前一天,我都要赶到北京市中心的东四附近(游行队伍的出发地点)做一些准备工作,如:给气球充气等。等游行队伍到了,我又马上带上同学们换下的衣服,乘车到西四国务院参事办公室所在地,准备为参加游行的同学提供后勤服务。在北京秋日的骄阳下长时间地步行、喊口号,同学们都是满头大汗,又渴又累。当我把水烧开、晾凉,一杯杯送到同学们手中时,大家都连声说:“谢谢!”我这时真是亲身感受到为别人做一点好事的快乐!真是“莫以善小而不为”!

清华大学成功的思想教育为我参加工作之后的人生道路指明了方向,使我在遇到各种困难时,能正确对待。“文革”中,我受到了冲击,被关起来审查。谁知和我同屋受审的“难友”竟是留美归国的著名专家、502所副所长杨嘉樨先生。他一边坦然地接受审查和批斗,一边设计卫星方案。我在他的激励下,凭借清华赋予我的正确的人生观,把“苦难”当作学校,把囚室当作课堂,利用这段难得的清静时光,学习英语、日语和现代控制理论、计算控制控制等新知识,为将来报效祖国做好准备。我给自己立了一个座右铭:“专心致志,持之以恒,实事求是,无私无畏”。当然,我还是幸运的。在单位领导和同事们的保护下,即使是在“文革”期间,我也为卫星地面检测设备等科研项目做了许多事。我甚至还在受审期间被派往卫星发射基地执行任务。“文革”后,我又可以从事心爱的自动控制工作了!经过这番磨砺,我深深感到:只要能做自己喜爱的又是国家需要的工作,我心足矣!人生无它求!

四、清华大学是我终身的大学

除了在校期间的学习使我终身受益之外,毕业后清华的老师们仍一如既往地指导和关心着我。举两件事。第一件事是在“文革”刚开始时,清华大学造反派张牙舞爪,兴风作浪。学校各级领导都被打倒了。1966年8月18日晚,我心里惦念着老师们的安危,不由得重返贴满大字报的母校探查情况。正走在无线电系宿舍楼边的路上,突然看到一个熟悉的身影。我借着路灯光,仔细一看,是我非常尊敬的系分团委书记谢锡迎老师。他看见我后马上叫住我,低声说:“你来干什么?赶快走!造反派要抓住你就麻烦了!”我深深知道他话中的含义,因为我的家庭出身不好,在“文革”的特殊时期,造反派要想编造罪名,抓人批斗,是很容易的。听了谢老师的话,我只看了一会儿大字报,就赶紧离开了学校。回到单位宿舍后,我既为谢老师他们的处境担心,又因谢老师对我的关心,感到无比温暖。此情我一辈子不会忘记!

另一件事是我在1978年获得“平反”后,回学校听课,特别是韩曾晋老师的自适应控制课和郑大钟老师的现代控制理论课,对我帮助很大。我“文革”前后两度作郑老师的学生,第一次是在清华上学时,郑老师给我们辅导过渡过程课。第二次就是毕业后回校“充电”,听郑老师讲现代控制理论课。他把控制理论的概念讲得提纲挈领、鞭辟入里,让人百听不厌,真是一种享受!不仅如此,我公开发表的第一篇论文《一种全系数的自适应控制方法》就是郑老师帮助反复修改才完成的。后来他还为我修改过其他论文。关于他帮助我的这些事,他自己从不对外人讲,也不让我对外宣扬。多么崇高的品德啊!我当时还听了其他老师的课,如:刘中仁老师的模型参考自适应控制,孙增圻老师的计算机控制课等。总之,毕业后,我是不断地到清华“充电”,只要遇到疑难问题,来到母校求教,都能得到清华老师们的热情帮助,如:解学书老师、张钹老师、李衍达老师、金以慧老师、李清泉老师和吕文超老师等。

清华大学是我的终身大学。我从清华大学获益太多了,难以报答!千般感激汇成一句话:我热爱我的母校清华大学!母校对我的哺育,是我奋进的动力。毕业以后,特别是“文革”结束后,我展开了母校赋予我的坚强的翅膀,在事业的天空中自由翱翔。1978年,我的冤案终于得到平反。这时,我面临着工作方向上的重大选择:是驾轻就熟地继续搞卫星方案总体设计,还是开拓国内尚无人涉足的航天器自适应控制这个领域?我选择了后者。因为这一领域的技术无论在工业生产上还是在航天方面,都有广阔的发展前景。

然而,当时,航天器自适应控制技术还是一个“冷门”,绝大多数业内人士不重视它,认为一时根本用不着。而我认准了这个方向就一头扎下去,抱着不惜坐十年“冷板凳”的决心,终于在“空间环境模拟器控制系统”的攻关中,针对参数未知、参数缓慢变化的情况,提出了“全系数自适应控制方法”。1981年,我的论文发表,引起了国内理论界的关注。1984年,我在自适应控制方面的发明“系数之和等于1的全系数自适应控制工程设计新方法及应用”因其原创性,获得国家发明奖。我也有幸跻身于航天部的首批研究员行列。

与此同时,为了推广自适应控制技术,我在全国各地寻找“试验田”,并在天津、河北的炼油厂、啤酒厂、制药厂等企业取得显著成果。有一次,我到河北省石家庄市的一家啤酒厂考察这项发明的应用效果。在车间了解情况时,一位工人师傅不知道我的身份,神秘地对我说:“你不知道,这项技术是北京的一个姓吴的教授给我们搞的,特别管用!”我听了没有说一句话,但心里乐开了花!作为一个科技工作者,还有什么比自己的劳动成果被人民所接受更让我感到满足的呢?

此后的20多年里,我的这项发明成果在应用和研究中不断完善,出了一本专著《全系数自适应控制理论及其应用》,发表了20多篇论文,加强了系统性、实用性,形成了一套完整的自适应控制理论和方法,并在航天与工业生产过程控制中广泛应用。

我还有一个研究重点,就是智能控制领域。在航天方面,我和学生们提出了“特征建模”和“基于对象特征模型描述的黄金分割智能控制方法”,在《自动化学报》和《中国科学》发表论文《基于对象特征模型描述的智能控制》《特征建模与挠性结构的控制》等,并获得两项国家发明专利。在工业控制方面,针对铝电解项目提出的“基于智能特征模型的智能控制方法”,已使贵州铝厂年增效益500多万元,在国内外铝行业属首创。这一成果正向其它企业推广。

“神州五号”载人飞行圆满成功后,中国空间站的发展受到世界瞩目,“交会对接”一词被频繁提及。其实早在1989年,航天专家屠善澄先生就提出要开展交会对接的预先研究。我参加了这项预研,与他人合作提出“非线性黄金分割自适应控制”,得到“863计划”空间站技术专家组的重视。我们的理论方法已应用于神州飞船返回控制、空间环境模拟器控制、卫星整星瞬变热流控制和铝电解过程控制等9类对象、400多个控制系统。特别是在神州飞船返回再入自适应控制中,控制精度已达到世界先进水平。

清华的名师们的言传身教是我一生的宝贵财富。近20年来,我的主要任务之一也是培养学生。在育人的过程中,我力求把清华给我的优良传统传承下去。我认为这些传统中,最宝贵的是老老实实做人的良好品德和踏踏实实做事的学风。这两条是治学的前提,也是最终攀上科学高峰的保障。具体地来说,我为人师的原则可以概括成两个字:“严”和“松”。20世纪80年代中期,我开始给研究生授课。从学生平时的学习、考试到做毕业论文的各个环节,我都“严”字当头,要求他们不写论文则已,要写,就要拿出后续相关研究必然引用的论文!我的清华师长们当年就是这样要求我的。学生中流传着我的一句“名言”:“能从我这里毕业的博士,没有没哭过的!”但是另一方面,我极力为学生创造一个宽松、融洽的学术环境。在讨论学术问题时,我在学生面前,全然忘记自己师长的身份,耐心倾听他们的意见。这也是我从清华的名师们身上学到的作风。为了加强交流,我在每周的某一固定时间安排研讨班,每次由两名学生主讲,大家畅所欲言。我对学生们说:“你们尽管去干!干好了功劳是你们的,干不好出了问题责任是老师的。”我鼓励他们要有学术勇气,大胆提出问题,大胆探索、实践,站在老师的肩膀上摘星揽月。这就是所谓的“松”。在生活上,我经常与学生们促膝谈心,了解他们的所思所想;用历史上的魏征、李时珍等杰出人物的事迹,杨嘉樨、屠善澄、萨支天等前辈以及我自己的种种经历,启发学生们树立远大理想,耐得住寂寞,书写好自己的历史。还有一点,我觉得特别应该教育学生的就是:“为祖国服务”是一个中国科技工作者不可推卸的使命。在学生时代,我依靠国家的助学金,在清华享受一流的大学教育,连穿的衣服、盖的被子都有不少是同学送给我的。我学成之后,责无旁贷,就是要用自己的本领报效生我养我的祖国和人民。这一思想,我经常向学生们宣讲。我对他们说:“到国外工作,不回国,无非是为外国人打工,多赚点钱而已,但却不能为祖国服务。如果你们到国外学习一些先进技术之后回国工作,你们会有更多的收获。这样,你们是为祖国的航天事业做贡献,会感到非常自豪!”在高级人才纷纷涌向国外的大潮中,我的学生们绝大多数都留在国内,并在神州飞船和嫦娥一号探月工程中发挥重要作用。当接到学生从西昌基地打来的电话时,我既分享他们的喜悦,又分担他们的焦虑。

我做的事情算不上惊天动地,经历也曲曲折折。“院士”这两个字,应该说是对我的一种激励。我身后的路还很长。无论是航天控制方面,还是航天器智能自主控制的研究,都才刚刚开始,难题很多。目前只能算是万里长征迈出了第一步。但是我相信:有母校给我的正确的人生观、自强不息的精神和过硬的本领,我将“老骥伏枥,志在千里”,为祖国的航天事业再立新功。毕竟,一个民族,需要多一些胸怀大志、仰望星空的人。  

*吴宏鑫,控制理论和控制工程专家。

1939年10月8日生于江苏丹徒。1965年毕业于清华大学自动控制系控制理论及其应用专业。现任北京控制工程研究所研究员,科技委副主任,博士生导师,中国空间技术研究院科技委顾问,中国航天科技集团公司科技委顾问。主要从事航天和工业领域的自适应控制和智能控制理论与应用研究。提出了“全系数自适应控制理论和方法”,这是一套完整的系统性和实用性很强的自适应控制理论。2003年当选为中国科学院院士。