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东北大学讲授控制理论“第一人”

2015-07-30 请收藏—— 东北大学
青春是生命的深泉在涌流
——记东北大学谢绪恺教授


“青春不是年华,而是心境;青春不是桃面、丹唇、柔膝,而是深沉的意志,恢宏的想象,炙热的恋情;青春是生命的深泉在涌流。”

——塞缪尔.厄尔曼

记者手记

  2013年11月,在我从事校报编辑工作不久后,接到一位操着浓重四川口音的老先生打来的电话,他在电话中告诉我,自己和其他几位住在沈阳东陵区养老院的退休教师收到了东北大学邮寄的校报,他们对东北大学的快速发展感到十分欣慰,一起把报纸的角角落落都仔细看了一遍。他甚至叮嘱我说,今后可以给他们四位老师只邮寄一份报纸,大家可以互相传看以节省纸张和邮资……从此以后,我每个星期都一定会接到这位老先生打来的电话,或表示谢意,或和我就报纸中的文章发表自己的观点,话语里充满对学校的殷殷关切之情。
  后来我才得知,这位话语温和、谦逊和蔼的老先生,就是谢绪恺,曾提出了研究线性系统稳定性的“谢绪恺判据”,这是国际控制学界第一次以中国人的名字为线性系统稳定性的研究成果命名,记载着这条赫赫有名判据的著述至今仍陈列在东北大学校史馆中。
  作为在东北大学辛勤耕耘50余年的学界前辈,谢绪恺曾是我校柴天佑院士、刘积仁教授等一批学术精英的任课教师,虽已年届九十,他始终保持着对真理的执着追求和对学生的热忱关怀。今年六月,我到谢绪恺的家里做客,采访了这位老教授,并在交谈的过程中深深感受到他那渊博的学识、聪慧的才智和严谨理性的气质,谢绪恺就像一座“富矿”,越挖掘,越能体会东大精神的深刻内涵。
谢绪恺判据在线性系统稳定性方面
首次出现以中国人命名的研究成果
  谢绪恺是四川广汉人,1947年毕业于中央大学电机系无线电专业。建国后,曾任大连工学院电信系讲师,并于1952年高等学校院系调整时追随李华天教授来到东北大学(当时为东北工学院),历任电气工程系讲师,数学系副教授、教授,是当年东北大学讲授控制理论的“第一人”,并编著有控制科学早期教材之一《现代控制理论基础》。

  在自动控制科学领域,控制系统的稳定性研究是一个绕不开的课题。稳定性是控制系统最重要的特性,控制系统在实际运行过程中总是不可避免地要受到一些外在和内在因素的干扰,例如运行环境的变动、控制系统参数的改变等。因而,自动控制理论的一个基本任务就是研究控制系统的稳定性问题并且找出措施来保证控制系统的稳定运行。经过大胆假设和缜密论证,谢绪恺在1957年打破常规,给出了线性控制系统稳定性的新代数判据,而此时的他刚刚32岁。

  谈起“谢绪恺判据”,谢绪恺用通俗的语言解释道:“稳定性是系统能够工作的首要条件,就好像人走路不稳就要摔跤,我就是要尝试用一个代数判据来描述系统的稳定性,分别给出稳定性的充分条件和必要条件,这样的判据较之经典判据计算量要小得多,因而使用起来更为方便,工程的实用价值更大。”

  1957年早春,中国第一届力学学术会议在北京召开。钱学森、周培源、钱伟长等众多力学界大师悉数到会,亲临指导,一时群贤毕至,少长云集,盛况空前。提起这次半个多世纪前的会议,谢绪恺至今仍然记忆犹新:“我所在的小组共五人,一位哈军工的老教授讲完后,我第二个发言,步入会场时不觉眼前一亮,钱学森先生在第三排正中赫然就坐,其后一排偏右的是名垂一时的数学家秦元勋先生,我内心非常激动,在汇报自己在线性系统稳定性方面的一些探索的过程中,渐渐进入角色,并请在座的大师给予指点。”

  令年轻的谢绪恺惊喜的是,钱学森高度肯定了谢绪恺另辟蹊径的创新思路,还点拨谢绪恺道:“可以将你判据中的常数改为随机变量,这项工作尚无人开始研究,肯定能出成果。”不久后,秦元勋先生在北京主持了一个微分方程讨论班,培养青年才俊,并邀请谢绪恺加入讨论班,继续深造,并高兴地告诉谢绪恺:“我已向华罗庚先生汇报了你的成果,华老一听,马上拍桌子说:‘成果太漂亮了’!”前辈的期许令谢绪恺备受鼓舞,激励着他在学术的道路上策马加鞭,意气风发。

  复旦大学数学系在1959年主编的教材《一般力学》中,将谢绪恺在1957年第一次力学学术会议上所报告的成果命名为“谢绪恺判据”。十余年后,聂义勇先生(沈阳自动化研究所研究员,当年为沈阳计算技术研究所研究员)改进了判据中的充分条件,于是有了谢绪恺-聂义勇判据。清华大学教授吴麒、王诗宓主编的教材《自动控制原理》将谢绪恺-聂义勇判据与世界公认的两大判据,劳斯判据和赫尔维茨判据并列,将原有的两大判据变成三大判据,从而在稳定性方面开始出现以中国人命名的研究成果。

  令谢绪恺遗憾的是,限于当时的条件,这项成果没有用外文发表,而在上个世纪八十年代,前苏联刊载了一项稳定性方面的成果,受到举世公认,备受推崇,而此项成果同谢绪恺-聂义勇判据对比,结论基本相同,这恰好证明了,我们中国人提前三十年就已经是这一成果的创始人。“今天的年轻学者们赶上了鼓励科技创新的大好时代,一定要好好把握机遇,发挥自己的聪明才智,做出让自己回首往事时不会感到遗憾的业绩!”谢绪恺这样勉励东大的青年教师。
数学是最好学的,因为它讲道理
  “从上个世纪1950年我走上高等学校讲台讲授数学,到2005年走下讲台,屈指算来,整整55年,但我始终深深地热爱着这个学科,从未感到厌倦,我认为数学是最好学的,因为它讲道理,数学的逻辑力量给人追求真理的勇气。”谢绪恺一生都保持着对数学的赤子之心,对数学之美保持着最朴素、最单纯的好奇心与探知欲。

  在谢绪恺看来,数学是有魔力的,那种魔力可以让人忘记解题过程的苦思冥想与寝食难安,当找到答案并且得出证明的那一刹那,成功的兴奋与激动战胜了所有的劳累与辛苦。追求真理、接近真理的幸福感,让谢绪恺觉得数学是如此之美。

  谈起目前学生们普遍觉得高等数学比较难这个问题时,谢绪恺分析道:“我国现行的高等数学教材品种单一,而且偏重演绎推理,很难兼顾工科学生的特点。如果说数学系学生要学会‘铸剑’,那么其他专业的学生更需要‘用剑’。”目前,谢绪恺正在编写一本高等数学参考资料,这本书将数学问题工程化、工程问题数学化,使工科数学通俗化、接地气,试图用浅显的语言来说明深奥的数学原理。

  为了给学生们在数学学习上更多的启迪,谢绪恺甚至将数学中著名的拉格朗日平均值定理和柯西平均值定理与中国人妇孺皆知的龟兔赛跑进行类比,用清晰易懂的语言将艰涩高深的定理娓娓道来,并用手写的方式工工整整地整理出来,当记者见到这份无一处涂抹痕迹的手稿时,一种深深的敬佩和感动之情油然而生,这是一种多么质朴而又深厚的师者情怀,无关名利,无关世俗。

  谢绪恺在接受采访的过程中,多次重复这样一句话:“学生对我真是太好了。”这位满头银发、衣着整洁朴素的老人热爱自己的教师职业,始终珍惜和坚守自己的教师身份,回忆起自己觉得最幸福的时光,他坦言那应该属于站在讲台上为同学们讲的一堂堂数学课。谢绪恺讲课是出了名严谨认真、深入浅出,他总是把每个概念都交代得清清楚楚,易于理解,并经常提出有趣的问题来激发学生思考,“还记得有一堂课,需要讲的定理比较难,我就问,同学们早餐都吃了什么,有的同学说,吃了馒头,我就从馒头讲起,下课时,同学们不约而同地鼓起掌来。”谢绪恺讲起往事,露出了孩子般快乐的笑容。

  “还记得谢绪恺老师为我们讲授的第一堂课就是拉布拉斯变换(拉布拉斯变换是工程数学中常用的一种积分变换),这堂课就把所有学生都给镇住了,大家都十分佩服。谢老师教学水平很高,在课后答疑环节,不管被多少学生重重包围,不管问题有多难,他都能对答如流,学生们也是发自内心的佩服他。”我校1978级校友、沈阳市人大常委会原副主任宋铁瑜回忆道。

  “数学教育应担负起理性文明和科学精神启蒙的使命,因为数学是培养独立思考精神的利器,更是人类思维的体操。”谢绪恺认为,数学作为一种科学的语言,在塑造国民性、培养学生创新精神方面具有不可替代的作用,高等学校一定要让学生真正掌握这块科学的“敲门砖”,让学生尽快“登堂入室”。

  以“倾心回报祖国、但求问心无愧”为座右铭的谢绪恺虽已九秩高龄,却仍然思维敏捷,精神矍铄,他笑言自己的养生秘诀是“脑力体力齐锻炼,自得其乐度晚年”。每天坚持五点起床锻炼身体,每天上午编写高等数学参考资料,谢绪恺给自己设定了一个又一个清晰明确的目标去完成,以保证身体和大脑同时处于健康活跃状态。

作者:王钰慧值班编辑:张嘉民

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