“口述歷史”系列訪談——我國自動化及系統工程專家 萬百五
2021年04月08日15:12

  來源:中國自動化學會

  導語:秉承尊重歷史、以史為鑒、弘揚傳承的理念,中國自動化學會於2015年特別打造“口述歷史”系列訪談欄目,走訪學會和自動化學科發展息息相關的老一輩科學家,探尋心靈深處的記憶,記錄心路曆程的點滴,為當代自動化領域科技工作者瞭解歷史、傳承老一輩科學家的寶貴科學思想和精神財富提供有益借鑒。

  本期學會採訪的是萬百五先生。萬百五,自動化及系統工程專家,年輕時參加創建了我國高校最早的工企和自控教研室;改革開放以後從事系統工程研究,是我國大系統理論與應用的重要創始人之一,對大工業過程遞階穩態優化控制、穩態模型辨識、大工業過程智能控制以及廣義穩態的描述和等效優化控制問題都作了深入研究並取得重大成果。

萬百五先生接受採訪
萬百五先生接受採訪

  一、篤實好學,開拓創新

  萬百五出生於江蘇南京的一個知識分子家庭,父親萬古蟾為中國動畫片創始人萬氏兄弟之老二。萬百五自幼生長在上海,經曆了抗日戰爭時代國家的屈辱及人民生活極端困苦,萬百五從少年時起就養成了愛國、奮鬥、上進的思想。

萬百五(左)與父親萬古蟾合照
萬百五(左)與父親萬古蟾合照

  萬百五於1949年畢業於交通大學電機系電訊組。上海解放後,考入交通大學電信研究所研究生,師從張鍾俊院士。他勤奮學習,政治上要求進步,1950年3月加入中國新民主主義青年團,1951年研究生畢業於交通大學電信研究所。之後萬百五留校擔任了兩年助教,1953年5月加入中國共產黨。

  1953年9月初秋季開學,萬百五由校人事處通知:分配至新成立的電力系領導的、由沈尚賢教授擔任主任的“工業企業電氣化”教研室,這是我國第一個工企教研室,屬於高教部“先行一步”的專業發展計劃。

  沈尚賢教授和當時擔任教研室副主任的蔣大宗講師(1956年升副教授)都是萬百五大學本科時代的老師及前兩年在電機系電訊組擔任助教工作時的老領導。在萬百五向教研室報到時,沈尚賢主任說:“你是我們特地指名要來的。新專業‘工業企業電氣化’的 蘇聯教學計劃里有一門‘自動調整理論’課程,希望你承擔這門課的講授和相應工作。”然後出示給了萬百五僅有的一份俄文的工業企業電氣化專業的教學計劃,上有課程名:“Теория Αвтоматического Ρегулирования и Ρегуляторы”——(自動調整理論與調整器)。這門課即當今的“自動控制原理”課程。

  沈尚賢教授又說:“沒有教學大綱,也沒有教科書或其他材料。但相信將來國家聘請的蘇聯專家會帶來一些。”萬百五接受了這個一年後就要上講台講新課的任務。為講授好這門課,年輕的萬百五立即跑到俄文書店,把所有與這門課相關的書籍都買了回來,通過閱覽類似書籍,組織課程的內容,研究其精髓和講授方法。

  1954年初,高等教育部為交通大學工業企業電氣化專業所聘請的蘇聯專家到校,帶來了教學大綱和教科書。於是萬百五和教研室同事、師兄徐俊榮開始根據蘇聯教材,著手翻譯、編寫4年製的該課程的教材,研究專業名詞的翻譯,使得許多自動化控制術語的中文譯名在全國範圍得以通用。

  1955年2月,萬百五登上講台,開始講授“自動調整理論”課程, 所用教材便取自自己主譯的《自動調整理論基礎》(伏龍諾夫著)一書中的編選部分。《自動調整理論基礎》中譯本在1957年由電力工業出版社出版(圖3),作為全國各工科院校相關專業學生的“自動調整理論”課程的主要參考教材。該書由徐俊榮、萬百五、王眾托、鄭守淇譯出。徐、萬為主譯。

  隨著我國經濟發展和社會進步,這門課程在高校所授予的群體也越來越廣泛,逐漸成為一門技術基礎性課程。不僅僅包括自動化、計算機學科,控制學科,還包括機電類、管理科學、經濟金融學、航空航天、生態、生理等不同學科領域的學生或研究生。由此也更能反映出,國家科技的進步,自動化學科的發展。

  桃李不言,下自成蹊。萬百五先生成為1952年我國教學改革後國內最先按高教部規定教學大綱講授自動控制理論課程的教師之一。經過半個多世紀的漫漫歲月,萬百五先生不僅為祖國科學的進步與發展做出了巨大貢獻,更是殫精竭慮地把心血傾注在年輕人的培養上,他培育出的桃李英才已遍佈世界各地,有的已擔起國內某些科技領域的重任,有的則成為科教界的中堅。

  二、紮根西北,向科學進軍

  1956年暑假後,萬百五從工業企業電氣化專業教研室被抽調出來,奉命到清華大學進修,“我被學校指示,進修的目的是要我負責籌備一個新的專業,有關自動控制方面的專業”。萬百五所說的新專業是“自動學與遠動學”,該專業的設立和建設,將放在交通大學的西安校區,而籌備工作萬百五在上海就已經開始。

  1958年上半年,教育部批準交通大學建立自動學與遠動學專業,萬百五提前結束了在清華大學的工作學習,9月1日回到上海,準備舉家遷往西安。這時他的妻子黃德琇已由學校辦好了調動手續,從上海的華東師範大學調入交通大學。1958年9月8日,萬百五夫婦帶著孩子,坐上了開往西安的火車,這也是交通大學大規模西遷的最後一趟專列。

西安交通大學
西安交通大學

  此時的交通大學西安校區,僅僅經過三年時間的建設,就已經成為新中國成立後規模最大、規劃最為合理的大學校園。到了1959年,西安校區已建成和正在籌備中的實驗室有45個,其中尖端專業的實驗室高達18個。實驗條件的根本性變化,不僅為提高教學質量,提供了保證,也為新專業的建設創造了條件。

  1959年9月下旬,自動學與遠動學專業正式成立。萬百五受命負責這個教研室,從工企專業抽調了10名四年級學生,作為該專業的四年級學生,將自動學與遠動學專業按五年製教學計劃籌辦,而從四年級辦起。

  自動學與遠動學專業初建時教師們都是年輕人,年齡最大的蔣大宗教授年僅35歲,萬百五30歲。學校要求新的專業開課一定要有新教材,在當時人手緊缺的情況下,系里把準備教材的任務交給了每一位任課老師。新專業教學計劃中專業課程的實驗部分,是新專業的弱項。新教師們組織學生,自己動手製作實驗底板,解決部分實驗問題。學生們通過實驗去驗證課堂中所學的理論知識,加強對理論知識的掌握,同時也增強了動手能力。1960年,西安交通大學自動學與遠動學專業為祖國培養出了第一屆畢業生。這是繼清華大學以後,能為國家培養自動化專業的最早的大學。20世紀60年代初,高教部將自動學與遠動學專業統一改名為“自動控制” 專業。

  從1956年開始西遷到1959年的四年間,交通大學西安校區發展迅速,1959年7月31日國務院決定,交通大學上海、西安兩部分分別獨立成為上海交通大學和西安交通大學。1978年在改革開放的新形勢下,萬百五調任西安交通大學新設立的系統工程研究所大系統理論與應用研究室主任,1979年晉陞為副教授,1985年晉陞為教授。1986年任博士研究生導師。1980、1981年在英國倫敦City Univcrsity系統科學系任客座高級研究員,參加P.D.Roberts教授領導的“大工業過程遞階控制”研究小組。自1978年迄今他以科學研究和研究生培養為其主要工作,並建立起大工業過程計算機優化控制的實驗裝置。

  萬百五先生及其課題組長期致力於工程、社會、經濟、組織(企業、工廠、機關)等各類大系統的建模、協調、優化、決策、管理、智能控制和產品質量控制等理論和應用的研究。他們提出幾種大工業過程的建模方法:包括利用正常的設定點變動的動態信息,或者利用動態和穩態信息建模,以及利用系統在優化進程中迭代的輸入輸出信息及導數值的建模方法。萬百五將計算機在線穩態遞階優化控制推廣到具有重要實用意義的、線性目標函數的場合,如產量最高或能耗最小。對於模型未知的、大系統的優化與參數估計集成研究的修正兩步法(ISOPE),他提出重要的改進。對於大工業過程中出現隨機噪聲甚至混沌的場合,萬百五提出廣義穩態優化控制算法。他首倡大系統的智能控制定義,建議採用神經網絡、智能決策單元、迭代學習和模糊邏輯等技術,以解決研究的難點。

  萬百五先生及其課題組引入產品質量模型以進行工藝或產品設計,在其優化的同時可保證產品質量。開展對區域發展宏觀決策支援系統的理論和在陝西省實施的研究。萬百五曾獲部、委科技進步一等獎、二等獎各2次和三等獎1次以及省級獎2次,發表論文410篇,著 (譯)書7種,包括有專著3本:《大工業過程計算機在線穩態優化控制》(北京:科學出版社, 1998),《工業大系統優化與產品質量控制》(北京:科學出版社, 2003),以及《21世紀控制論綜述評論集》(廣州:華南理工大學出版社,2018)。

  回想起自己的經曆,萬百五先生無不感慨的說:“自己能得到一些成就,都是國家賦予的機會,是國家的需要。自己的教學、科研的方向也大多是國家指定的、急需發展的方向。國家發展了,我個人的事業也跟著就發展了”。

  三、深耕教育,心繫學科發展

  控制學科的中間層次就是控制論。控制論的理論、概念和方法在計算機技術的支援下,已經遠遠超越了60年前主要為工業生產和軍事裝備服務的範圍,廣泛應用到生物、醫學、生理、生態、環境、能源、政治、軍事和社會科學的各領域,如社會、經濟、管理、人口、教育等。控制論因而迅速發展並形成多個分支:醫學控制論、神經控制論、生物控制論、工程控制論、環境控制論、經濟控制論、社會控制論、生態控制論、自然控制論、智能控制論、軍事控制論以及派生的人口控制論、資源控制論等,它們在國民經濟和社會的發展中,特別是在中國人口控制和國民經濟宏觀調控上,起了極其重要的作用。同時控制論本身也得到了發展。

  控制論在中國發展前景廣闊。國家要提高自主創新能力,社會要發展,科學在交叉、交互、融合,技術革命方興未艾。控制論及自動化技術與微電子技術的結合擴大了前者的應用範圍,在發揮日益重要的作用。但是,長期以來就發現社會上缺少能為廣大非自動化(自動控制)專業出身的人員接受的、能對他們理解和應用控制論有幫助的控制論基礎教材或參考書。

  為推廣控制論的思想,使得不同行業的人能夠在實際工作中使用和實踐這種思想,並能促使所思考和研究的問題得到妥善甚至最優的解決,2009年,萬百五夥同韓崇昭、蔡遠利教授編輯出版了《控制論——概念、方法與應用》一書。

  時至今日,萬百五先生仍始終心繫自動化教材的編寫和自動化學科的發展。在採訪中萬先生提到瑞典著名的控制專家、國際盛命學者K J 阿斯屈朗(Karl Johan Åström),他曾在2000年的歐洲控制會議上評論當時的控制原理課程教材時說:它們是60年代的內容加“MATLAB”。由此可見,阿斯屈朗強調教材迫切需要改革。自動化學科教材如何能夠適應我國教育發展的需求,是萬百五先生在訪談中不斷提到的問題。對此,萬百五先生建議,中國自動化學會教育工作委員組織專人關注國外教材,並要引進國外好的教材,進行‘公示’介紹,供大家參考和學習。甚至,組織翻譯出版。同時,建議學會組織有關教師,對不同專業學科類型撰寫不同的控制原理教材,具體可分為機電控制類、化工過程控制類(早已分出)、經濟金融類、生態生理類等。

  在採訪中,萬百五先生談到,早在20世紀六、七十年代國內高校和科研學術界曾就控制科學名詞統一問題,進行過磋商,也與工業界進行過磋商,才達到今天的一致,當時由“全國科學技術名詞審定詞委員會”下屬的“自動化名詞審定詞委員會”把關。20世紀80年代末中國自動化學會名詞工作委員會經過幾年的收集、整理、研究、討論,審定了自動化學科的一批基本的名詞。1990年4月由全國自然科學名詞審定委員會公佈《自動化名詞》 (北京科學出版社出版,1990)。作者時任中國自動化學會名詞工作委員會副主任,曾親身全程參與其事。這是一件極其重要、意義非凡的繁重工作。

  作為中國自動化學會第三屆常務理事、第四屆理事,萬百五對學會提出了更高的期冀,“希望學會能夠依託教育工作委員會委員會,組織領域權威專家,引進、推廣國外優秀教材,編寫適合不同學科的教材。”“教材的問題非常迫切,這關乎到千萬人的教育問題。” 近30年來自動化學科得到極大的發展,應用範圍得到極大的擴充。因此萬百五先生特別希望名詞工作委員會能將30年來(1991--2020)的控制科學的新名詞再次收集並翻譯出版。

  四、情系學會,寄望未來

  2021年是中國自動化學會成立60週年。在曆屆理事會的領導和推動下,中國自動化學會發生了翻天覆地的變化,無論從會員規模,還是業務活動,都得到了蓬勃發展。作為學會工作的重要參與者和學會發展的見證者,萬百五先生對學會的發展有著深切的關注。他談到,會員規模擴大、學科的應用擴大,意味著會員們所學的專業、所在的領域、從事的自動化具體任務,有著很大差別。學會要倡導會員之間的相互尊重,要將自動化領域廣大科技工作者團結在學會周圍,只有團結在一起,才能開創更好的未來,這是學會開展一切工作的基礎,也是學會蓬勃發展的根本。

  萬百五先生始終關心自動化專業的發展動態,即便在退休之後,堅持發表論文直到九十歲。談起自動化之於國家的意義,萬老不禁感慨道,現代化離不了自動化,沒有自動化談不上現代化,我們要變成一個強大的現代化的國家,就必須大力發展控制科學和自動化技術。

  編後語:

  儘管萬百五先生已九旬高齡,但身體健碩,精神矍鑠。在一個多小時的訪談中,思維清晰,知無不盡。面對過往種種的淡然與坦然,對於學科發展的期許與希冀,言語之間無不流露出老一輩科學家的嚴謹治學的科學精神、謙虛謹慎的高尚情操和愛國奉獻的偉大情懷,對當代科研學者的成長具有激勵鞭策的深遠意義。我們應認真汲取老一輩科學家的科學精神,弘揚追求真理、開拓創新、無私奉獻的高尚品質,傳承和繁榮中國科學技術事業,走向世界,乃至引領世界。在此,也誠摯祝願以萬百五先生為代表的老一輩科學家身體康健,萬事順意。

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