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关肇直

2014-4-2 19:22:08   作者:   来源:    已阅读1456次


关肇直

关肇直,数学家。原籍广东南海,生于天津。1941年毕业于燕京大学。中国科学院系统科学研究所研究员。中国现代控制理论研究的开拓者,创设了中国第一个泛函分析专门化和现代控制理论专门化,在泛函分析、现代控制理论及应用、中子迁移理论等领域取得了突出的研究成果。首先将最速下降法推广到无穷维空间。用十分简洁的方法证明了“激光理论中积分方程非零本征值的存在性”问题。从崭新的角度给予了当时国际上研究本征函数问题的Case方法严格的理论。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。

我国现代控制理论的创建者――关肇直

关肇直,数学家,控制理论学家,我国现代控制理论的创建者,中国系统工程学会创建者之一,长期致力于泛函分析、现代控制理论与应用的研究,创建了中国第一个从事控制理论研究的研究室。70年代以后致力于系统科学的研究,筹建了中国第一个从事系统科学研究的研究所,并任第一任所长和中国系统工程学会第一届理事长,对非线性泛函分析中单调算子理论的发展做出了开创性的工作;在非线性科学和复杂系统研究中的新思想和新观点有重大影响;对中子迁移理论中迁移算子的谱和本征广义函数组的完整性的结果居世界领先水平;在弹性振动控制中所得成果是他对控制理论的重要贡献之一。为中国的国防高技术事业做出了突出的贡献。

关肇直,1919年2月13日生于天津市,原籍广东海南县,1936年考入清华大学土木工程系,1941年毕业。毕业后留校任助教,1943年至1946年先后被聘为成都燕京大学数学系助教、讲师并兼任代理系主任。1946年考取公费留学生,不久,被聘任为北京大学数学系讲员。翌年初加入中国共产党,年底入法国巴黎大学彭加勒研究所当研究生,从师大数学家、一般拓朴学和泛函分析的奠基人M弗雷歇(Frechet)院士,研究广义分析,1949年秋,中华人民共和国诞生,他毅然决定放弃取得博士学位的机会,马上返国投身到中国的建设事业。

回国后关肇直即和别的同志一起协助郭沫若同志进行组建中国科学院的筹备工作,并于1950―1952年任院首届党组成员,1952年他参加筹建中国科学院数学研究所的工作。1979年正值他六十周岁之际,又以极大的热情参与中国科学院系统科学研究所的创建,并任所长,直到1982年病逝。

关肇直从60年代起,为现代控制理论在我国的发展付出了毕生心血,并结出丰硕的果实。他主持的研究工作成果多次受到有关部门的奖励和表彰,其中“现代控制理论在武器系统中的应用”和“我国第一颗人造卫星的轨道计算和轨道选择”获1978年全国科学大会奖;“飞行器弹性控制理论研究”获1982年国家自然科学二等奖,“尖兵一号返回型卫星和东方红一号”获1985年国家级科技进步特等奖(关肇直在该项目中负责轨道设计和轨道测定两个课题),关肇直本人并荣获“科技进步”金质奖章。

40年代N.Wiener(维纳)的名著《控制论》是公认的经典控制论的奠基性著作。50年代钱学森的名著《工程控制论》的问世是控制理论界的又一件大事。作为一位具有远见卓识的科学家,关肇直立即预见到这门学科的重要性和对我国社会主义建设和国防事业可能产生的巨大影响。1962年,根据国防建设和学科发展的需要,在钱学森的倡仪下,他着手在中国科学院数学研究所组建我国第一个专门从事现代控制理论研究的机构―控制理论研究室,并亲自任研究室主任。这一决策影响了他整个后半生的活动,此后二十多年中他以极大的热情全身心地投入到现代控制理论的研究、传播和应用中去,耗费了他半生的精力。

关肇直历来十分重视青年人才的培养,中国科学技术大学数学系1959届学生的全部数学课程由他亲自主讲,并自编全部讲义,可想而知,这要花费他多大的心血。在 此基础上,他又亲自在那一届开设了国内第一个现代控制理论专门化,教材、教学计划,一切都得从头开始,尽管当时他担负着繁重的行政职务和科研工作,每周两次的讲课他都精心准备。讲课中他循循善诱,加上启发式的方式,使学生们受益匪浅,终生难忘。高质量的教学,为学生们日后的发展奠定了坚实的基础,现今他们中许多人早已成为我国数学界及某些相关学科领域的中坚力量。

在控制理论研究室,关肇直亲自主持每周一次的定期讨论班,现代控制理论中许多在国际上刚露头角的学术思想,如状态空间、能控性、能观测性、镇定和极点配置等等,几乎都由他第一个在讨论班上向大家介绍。他关心并亲自指导全室每一个人的研究方向。他领导的控制理论研究室很快就在线性控制系统理论研究与国际同步,他曾自傲地宣称,我国在控制理论的研究方面并不逊于国外!与此同时,他还十分关心全国控制理论的发展,不顾劳累,多次到全国各地的高等院校及研究设计部门作现代控制理论的系列讲座、专题报告和通俗演讲,从南到北、从东到西都留下了他的足迹。“文化大革命”一结束,在他倡议下,中国自动化学会控制理论专业委员会立即恢复活动,并负责每年举行控制理论及其应用的学术交流年会。这些措施大大地推动了我国控制理论队伍的成长和控制理论研究水平的提高。他带领和培养的一大批研究人员很快脱颖而出,成为许多科研教育单位的骨干力量,不少人现今已成为国内外著名的控制理论专家和自动控制技术专家。

关肇直认为工程技术和社会实践才是科学命题的取之不尽的源泉和理论方法广泛应用的园地。控制理论研究室一成立,他便带领青年人奔波往来于国防生产、科研和设计部门之间,深入实际调查研究。他持了不少国防武器控制系统设计的课题,如“细长飞行器弹性振动控制研究”,“东方红一号卫星轨道计算与轨道选择”,“轨道预报、制导、导航与控制原理方案研究”等等,都取得了很好的结果,得到实际应用部门的满意和认可,并多次得到上级主管部门的表彰和奖励,如“现代控制理论在武器系统中的应用”和“我国第一颗人造卫星的轨道计算和轨道选择”获1978年全国科学大会奖,并有多项成果获国防科委二、三等奖。

60年代是现代控制理论形成和发展的时期,线性系统的工作很快就臻于成熟,由于关肇直在泛函分析方面的造诣,自然会使他关心分布参数控制系统和非线性系统理论研究。关肇直与当时在国防科委五院工作的宋健等合作研究弹性振动控制,提出了细长飞行器弹性振动的闭环控制模型,开创了分布参数控制理论的一类新的研究方向。1974年他在《中国科学》上发表题为“弹性振动的镇定问题”,运用泛函分析技巧,把弹性振动闭环系统控制模型写成抽象空间中的二阶发展方程。在分析系统稳定性时讨论了相关的二次本征值问题,然后,应用线性算子紧扰动的方法,成功地得到了系统能控性的条件,并给出了系统能镇定的充分条件。此前,美国数学家D.L.鲁塞尔(Russell)曾用别的方法讨论过与此相类似的问题,在小参数限制的条件下得到了系统能镇定的结果,但他自己认为他所得到的结果不完全满意,并指出应该用别的方法解决。关肇直正是用了算子紧扰动的方法,摆脱了鲁塞尔方法的限制,得出了更符合工程意义的合理结论。1978年12月关肇直访问瑞典时曾在瑞典隆德(Lund)工学院自动控制系报告这项工作,受到高度评价。由关肇直和宋健负责的《飞行器弹性控制理论研究》项目于1982年获国家自然科学二等奖,这一理论成果已被实际设计部门采纳,成为导弹运载火箭设计中不可缺少的理论依据。

在弹性振动研究中,结构阻尼起着重要的作用,一般说来,忽略结构阻尼将导致错误的结论。由于火箭、导弹等飞行器精确动力学描述的需要,关肇直在60年代就十分关注结构阻尼问题,并对结构阻尼振动模型进行了定性研究。直到80年代国际上才开始重视这类模型的研究。

1976年,给中国人们带来深重灾难的“文化大革命”终于宣告结束,科学的春天来临了。关肇直更加勤奋地耕耘他亲手开创的现代控制理论这块科学园地。他亲自带研究生,亲自到中国科学院研究生院给研究生讲授泛函分析等基础数学和现代控制理论课程,我国自己培养的首批博士生中就有他的学生。他关心青年的成长,组织有关专家编写现代控制系统理论小丛书,以期推动现代控制理论研究的展开。

1980年前后,关肇直多次发表演讲,并以标题“现代控制理论中的某些问题”和“数学物理和系统科学中的几个问题”在《自动化学报》和《应用数学与计算数学》杂志上刊登文章,从战略的眼光阐述控制理论和系统科学的内涵,以及所面临的各种问题,这些观点对我国控制理论和系统科学的健康发展产生了很大影响。

关肇直晚年对我国系统科学和系统工程学科的发展倾注了极大的热诚。他深信这一学科对我国社会主义建设和社会发展将发挥愈来愈重要的作用。1979年10月,钱学森、关肇直等21位著名专家、学者倡议组建中国系统工程学会。1980年夏天,关肇直终因劳累过度,一病不起,在中国科协的领导、关怀和支持下,1981年11月在北京召开了中国系统工程学会成立大会,关肇直因病未能出席。会议采用不记名、不提名的方式由全体理事选举学会领导机构。由于他对我国系统科学和系统工程事业的突出贡献,关肇直当选为中国系统工程学会第一届理事长。1982年11月12日关肇直病逝于北京。1985年关肇直积极参与的“尖兵一号返回型卫星与东方红一号”项目获国家级科技进步特等奖,鉴于他在这一项目中作出的重大贡献,他被追授科技进步金质奖章。

注:关肇直在泛函分析、中子迁移理论等数学领域的研究贡献,参见《中国科技专家传略数学卷》。

(作者:冯德兴 朱广田)

简历
1919年2月13日 生于天津市。
1936年 考入清华大学土木工程系,一年后因病休学。
1938年 转入北京燕京大学数学系学习,1941年毕业。
1941―1946年 任北京燕京大学数学系助教,成都燕京大学数学系助教、讲师、代理系主任。
1946年 任北京大学数学系讲员。
1947―1949年 法国巴黎大学彭加勒研究所研究生。
1950―1952年 任中国科学院编译出版局处长、图书管理处处长、图书馆办公室主任等职。
1953―1979年 任中国科学院数学研究所副研究员、研究员、副所长。
1980―1982年 任中国科学院系统科学研究所所长。
1981年 被选为中国科学院数理学部委员(中国科学院院士)。
1951―1982年 中国数学会第一届、第二届、第三届理事会常务理事。
1960―1961年 兼任秘书长。
1980―1982年 中国自动化学会第三届理事会副理事长兼理论委员会主任。
1981―1982年 中国系统工程学会第一届理事会理事长。
1982年11月12日 在北京逝世。
主要论著
1 Kwan Chao―chih.chinese unit of length in the early ChingDynasty.The MathematicalGazette,23(1939),225,268―269.
2 卢文、关肇直.张弛问题的最速下降法.数学学报,5(1955),4,497―504。
3 关肇直、田方增、赋范环论.数学进展,1(1955),1,107―217;(1955),2,223―363。
4 关肇直.关于解函数方程的牛顿方法的一点注记.数学进展,2(1956),2,290―295。
5 关肇直.解非线性函数方程的最速下降法.数学学报,6(1956),4,638―649。
6 关肇直.关于闭图象定理的一点注记.数学进展,3(1957),4,670―671。
7 关肇直关于定义在一个格上的拓朴结构的几点注记,数学进展,3(1957),4,662―668。
8 关肇直、林群.关于用近似方程解非线性泛函方程的近似方法.科学记录,新辑,1(1957),6,355―358。
9 关肇直.介绍泛函分析.科学进展,1(1958),1―23。
10 关肇直.泛函分析讲义.高等教育出版社,北京:1958。
11 关肇直.拓朴空间概论.科学出版社,北京:1958。
12 关肇直.高等数学教程.第一卷第一、二分册,第二卷第一分册,北京:人民教育出版社,北京:1959―1960。
13 Kwan Chao―chih.Surl’existence des Valeurs propres etnon―nulles des équations intégrales dans la théorie deLaSers.Scientia Sinica,14(1965),7,1077―1078.
14 关肇直.关于自由梁的运动方程.该文完成于1965年,首次刊登于关肇直文集,北京:科学出版社,1986。
15 Kwan Chao―chih and Li Hao.Uber die diskretheit desspektrunms des operators Von monoenergetischem neutronentransport in beliebig deschrankter geometric.ScientiaSinica,15(1966),1,21-24.
16 关肇直.最佳递推滤波在空间技术上的一些应用.数学实践与认识,6(1972),1,51―72。
17 王康宁、关肇直.弹性振动的镇定问题.中国科学,1974,4,335―350。
18 关肇直,现代控制系统理论中的几个问题.计算机应用与应用数学,1974,2,34―38;1974,3,44―56;1974,6,34―56。
19 关肇直、陈翰馥.线性控制系统的能控性和能观测性.科学出版社,北京:1975。
20 王康宁、关肇直.弹性振动的镇定问题(Ⅲ).中国科学,1976,2,133―138。
21 关肇直.数学推理的严格性与认识论中的实践标准.数学学报,19(1976),1,1―11。
22 关肇直、张恭庆、冯德兴.线性泛函分析入门.上海科技出版社,上海:1979。
23 关肇直.应用数学的特点和重要性.自然杂志,2(1979),2,86―87,105。
24 关肇直.现代控制理论中的某些问题.(I),自动化学报,6(1980),1,49―56;(Ⅱ),自动化学报,6(1980),2,138―143。
25 关肇直.数学物理和系统科学中的几个问题.应用数学与计算数学,1980,1,48―59。
26 关肇直、韩京清、秦化淑等.极值控制与极大值原理,科学出版社,北京:1980。
27 关肇直、陈文德.谐波平衡法的理论基础.科学通报,26(1981),20,1217―1220。
28 关肇直、复杂系统的辨识与控制(提纲).系统工程论文集,北京:科学出版社,1981,8―12。
29 关肇直、陈翰馥、冯德兴等.惯性导航系统的量化误差分析.系统科学与数学,3(1983),220―237。
30 关肇直.关于中子迁移理论中出现的一类本征值问题、数学物理学报,4(1984),4,373―393(该文完成于1964年)。



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