11月25日下午，深圳大學(xué)“大師面對(duì)面”系列講座第十二講在深圳大學(xué)粵海校區(qū)匯星樓2號(hào)報(bào)告廳開講。中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員、中國科學(xué)院院士郭雷以“系統(tǒng)控制之美”為題，聚焦系統(tǒng)學(xué)與控制論領(lǐng)域的基本概念，結(jié)合生動(dòng)案例，介紹反饋控制的積累典型設(shè)計(jì)方法以及與數(shù)學(xué)的密切關(guān)系，并展望數(shù)字化與智能化時(shí)代的未來。深圳大學(xué)校長(zhǎng)、中國科學(xué)院院士毛軍發(fā)，副校長(zhǎng)周輝以及電子與信息工程學(xué)院、數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院、深圳大學(xué)人力資源部、黨委宣傳部以及相關(guān)單位負(fù)責(zé)人和200余名師生聆聽講座。
毛軍發(fā)主持講座。他在致辭中介紹，郭雷現(xiàn)任中科院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院研究員，是中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士，主要從事系統(tǒng)科學(xué)、控制科學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)、自動(dòng)化與智能化等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論與相關(guān)應(yīng)用研究。他表示，“大師面對(duì)面”是深圳大學(xué)重要的學(xué)術(shù)品牌，內(nèi)容涵蓋科技創(chuàng)新、基礎(chǔ)研究、青年成長(zhǎng)、科學(xué)人文等方面，為廣大師生筑起直面科學(xué)巨匠的橋梁，以老一輩科學(xué)家為榜樣，讓科學(xué)精神與文化情懷在荔園薪火相傳。
從維納到錢學(xué)森：為系統(tǒng)控制領(lǐng)域作出重要貢獻(xiàn)
郭雷以維納和錢學(xué)森兩位科學(xué)家為引，展開系統(tǒng)控制領(lǐng)域的相關(guān)介紹。他介紹，控制論的創(chuàng)始人維納在純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)方面有著重要貢獻(xiàn)，在這些領(lǐng)域中，他做了大量具有深遠(yuǎn)意義的開創(chuàng)性工作?？刂普撌瞧溆绊懽畲蟮某删?，開創(chuàng)了關(guān)于在動(dòng)物與機(jī)器中控制和通信的科學(xué)。
關(guān)于國家杰出貢獻(xiàn)科學(xué)家錢學(xué)森，工程控制論是其1950年之后研究的一個(gè)新方向。郭雷講述了錢學(xué)森70年的科學(xué)生涯縱跨的三個(gè)非凡時(shí)代——在行動(dòng)受限時(shí)寫出《工程控制論》一書，將控制論沿著工程控制方向發(fā)展，深刻闡述了控制論與現(xiàn)代化和技術(shù)革命的關(guān)系；其后投身“兩彈一星”工程，自1978年起在全國倡導(dǎo)系統(tǒng)工程，產(chǎn)生了廣泛影響；在我國改革開放快速發(fā)展的30年間，致力于《創(chuàng)建系統(tǒng)學(xué)》。郭雷說，維納和錢學(xué)森等科學(xué)家在系統(tǒng)控制領(lǐng)域作出了重要貢獻(xiàn)，以此為基礎(chǔ)，許多科學(xué)家進(jìn)行了相關(guān)理論與實(shí)踐研究，推動(dòng)系統(tǒng)控制學(xué)科不斷向前發(fā)展。“進(jìn)入新時(shí)代，面對(duì)數(shù)字化、智能化的快速發(fā)展，人們更加需要深入探索系統(tǒng)控制科學(xué)，根據(jù)環(huán)境的變化進(jìn)行信息反饋，實(shí)時(shí)調(diào)控。”
“任何一個(gè)人都生活在系統(tǒng)中”
以“愛因斯坦騎自行車”的圖片為例，郭雷指出，人、自行車與環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，不僅要考慮車輛的動(dòng)態(tài)平衡，還需根據(jù)環(huán)境變化實(shí)時(shí)調(diào)整操控規(guī)律，這其中學(xué)習(xí)與反饋機(jī)制至關(guān)重要?！拔覀冞@個(gè)時(shí)代更需要系統(tǒng)控制?！彼麖?qiáng)調(diào)。
郭雷以系統(tǒng)與系統(tǒng)科學(xué)研究、部分與整體、前饋與反饋等幾對(duì)關(guān)鍵概念的關(guān)系為主線，進(jìn)行基本概念的闡述。他指出，系統(tǒng)是客觀事物存在的基本方式，各式各樣的系統(tǒng)構(gòu)成了我們的世界，任何一個(gè)人都生活在系統(tǒng)中，每時(shí)每刻都會(huì)受到系統(tǒng)的影響，用時(shí)也會(huì)影響所在的系統(tǒng)。人類天生具有“系統(tǒng)思考缺乏癥”，從人們常說“只見樹木，不見森林”“只看眼前，不看長(zhǎng)遠(yuǎn)”等，這些都體現(xiàn)了系統(tǒng)思考的缺乏。
反饋的有效利用對(duì)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生革命性影響
郭雷說，在系統(tǒng)控制中，反饋機(jī)制對(duì)于提高系統(tǒng)性能和應(yīng)對(duì)不確定性至關(guān)重要，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是更廣泛的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，理解并有效應(yīng)用反饋原理都是核心內(nèi)容和研究重點(diǎn)。反饋機(jī)制與反饋原理在航空航天、生物機(jī)體、政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)發(fā)展方面都有著突出表現(xiàn)，郭雷以瓦特蒸汽機(jī)、遠(yuǎn)距離通訊、高精度觀測(cè)器與探測(cè)儀、阿波羅登月、高機(jī)動(dòng)性戰(zhàn)斗機(jī)控制、鉆井平臺(tái)平臺(tái)的自動(dòng)定位、生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)、生理功能與反饋機(jī)理、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及調(diào)控、“五位一體”的總體布局等具體案例展開分析，講述了反饋機(jī)制在其中發(fā)揮的重要作用。他表示，反饋無處不在，體現(xiàn)在所有有目的的行為中，反饋的有效利用常常對(duì)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生革命性影響。
那么，如何實(shí)現(xiàn)反饋機(jī)制？郭雷介紹了幾種反饋設(shè)計(jì)方法，包括PID控制、魯棒方法等，并指出其在多數(shù)不確定性復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中的局限性。
數(shù)字時(shí)代造就了“信息-物理-社會(huì)”高度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)
郭雷說，系統(tǒng)是任何事物存在的基本方式，也是人類認(rèn)識(shí)世界和調(diào)控世界的基本概念。認(rèn)識(shí)系統(tǒng)復(fù)雜性與調(diào)控復(fù)雜系統(tǒng)已成為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿。當(dāng)下，我們處于大數(shù)據(jù)的時(shí)代、網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代、智能化的時(shí)代，也是系統(tǒng)的時(shí)代，人們對(duì)于大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的深入研究都離不開對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的定量認(rèn)識(shí)與科學(xué)調(diào)控，因此系統(tǒng)控制科學(xué)是關(guān)鍵基礎(chǔ)，在助力和賦能復(fù)雜系統(tǒng)與智能控制研究的同時(shí)，也帶來了大量新的挑戰(zhàn)性復(fù)雜性系統(tǒng)問題。
他表示，系統(tǒng)控制理論與方法的應(yīng)用幾乎遍及所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成就了現(xiàn)代人類文明之美。展望未來，系統(tǒng)控制仍具有非凡的魅力，特別是在數(shù)字化與智能化時(shí)代，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)與智能控制的研究將會(huì)助力建設(shè)美好社會(huì)，“年輕一代于該領(lǐng)域大有可為！”郭雷說。
講座結(jié)束后，郭雷與現(xiàn)場(chǎng)師生展開互動(dòng)。他指出信息技術(shù)的飛速發(fā)展為研究復(fù)雜系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的工具和方法，但也讓人機(jī)融合系統(tǒng)中的控制面臨新問題。他認(rèn)為未來的控制應(yīng)始終堅(jiān)持以人為本，確保人類在系統(tǒng)中的主導(dǎo)地位，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的高效協(xié)同，從而達(dá)成預(yù)期的控制目標(biāo)。
講座結(jié)束后，毛軍發(fā)代表深圳大學(xué)向郭雷贈(zèng)送紀(jì)念禮物并合影留念。
（黨委宣傳部 向紀(jì)源 陳彤 陳雨）
