东方的复兴)近代以来的中国科学家
现在如何由过去的人决定未來如何由现在的人决定“两弹一星”在中国人手中集成:原子弹(吴健雄解决“链式反应”的技术问题),于敏构型成就惟一可储存的氢弹,钱学森用“控制论”完成跨越“工业革命”的导弹—卫星—通信体系吴文俊解决“数学机械化”和数学史问题http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/100625v12471666t495bdj.jpg 也可以这样说:自宋代“工业革命”(四大发明等)、《白银资本》以来……“留美华人”用犹太人贩鸦片的钱来研发大飞机、两弹一星和互联网…接下来轮到美国人给自己贩鸦片了…http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/100809o3f5w8d5907398of.jpg file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps3.png中国人的“家国情怀”:周总理欢迎归国华裔科学家:袁世凯的孙子、孙媳妇(“原子弹之母”)file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps4.png http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/100841n7hsqnasqobbn9bf.jpg 毛主席接见杜聿明女婿(华裔诺贝尔物理学奖获得者)http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/100913vfltbb535rskdkf1.jpgfile:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps5.png(五代十国吴越钱氏后裔,钱伟长:高考物理成绩5分的物理学家:“我不读历史系了(钱穆之侄),我要学造飞机大炮”(《中国历史上的科学发明》)http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101151vs79zi9yd7sn0k2u.jpg file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps6.png土洋结合先有技术、后有科学他们的“科学”是因为先有了“成体系”的明清科技(类书)(差别是“拼音文字”需要更加“普及化”叙述,才能为没有技术史的一般知识分子所接受,而我们在明清以后的科考里把理工科“边缘化”)(宫廷秘术@义务教育)应该加强宋元、明清以来作为核心技术的“天文学西传”的研究:撒马尔罕(帖木儿)—(突厥犹太人—耶稣会)—白晋—莱布尼茨
大卫@兰德斯《1750年迄今西欧的技术变革和工业发展》: 没有证据表明,在18世纪伟大的革新前,英国有任何非同寻常的智力储备。相关的证据指出,要产生一次规模如此巨大,以致仅凭一国之力,无法单独实现的技术突破,不仅需要一个最小必要市场为基础,还要掌握大部分世界范围内不断增长的需求以提供推动力。在很大程度上,由需求产生的压力作用在生产规模之上,便促成了新技术在英国的诞生,供应充足,响应迅速的生产要素又使新技术得以迅速开发,利用和传播。与其大多数大陆上的竞争对手不同,它没有将精力放在维持高成本的军队和扩张领土方面,而是集中一切力量确保自己在贸易和维系海外殖民地方面的优势和特权。http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/100702dbt5qnzfccjf4bpz.jpg
贾雷德@戴蒙德《GGS:人类社会的未来》: “中国、欧洲,可能还有印度次大陆的过去1000多年的技术发展过程便是例子,它分别表明了高、中、低3种不同程度的地理便利条件所产生的实际效果。……这让我想到‘最优分裂原则’:创新在带有最优中间程度分裂的社会里发展得最快:太过统一的社会处于劣势,太过分裂的社会也不占优。…… “可以被分成“欧洲”和“中国”的政治/经济半径的地理边界在过去几个世纪内一直处于变动之中。直到至少15世纪以前,中国在技术上一直走在欧洲前面,在未来也有可能重续辉煌,那样的话,“为什么是欧洲,而非中国?”的问题就只是一种转瞬即逝的显现。政治分裂的复杂影响远不止提供了一个用于竞争的建设性平台,例如,竞争有可能是建设性的,也由可能是破坏性的(想想一战和二战)。分裂本身是一个多层次而非单一的概念,其对于创新的影响力依赖于自由等要素。至于分裂是否最优也随使用的最优衡量尺度而异,对于技术创新最优的政治分裂程度,也许就经济生产力、政治稳定或人类福祉而言并非最优。”file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps7.png一、“两弹”起源:核工业1931年(民国二十年)秋,赵忠尧到英国剑桥大学卡文迪许实验室,与原子核大师卢瑟福(E. Rutherford)一起工作。同年底,赵忠尧回国后任清华大学物理系教授,边教书、边用盖革计数器进行γ射线、人工放射性和中子物理的研究工作,论文发表在中国的《物理导报》和英国的《自然》杂志上。卢瑟福在赵忠尧先生写的“硬γ射线与原子核的相互作用”论文前加了按语:“这一结果提供了‘正-负’电子对产生的又一证据。”同年在中国首次开设核物理课程,并主持建立中国第一个核物理实验室。1946年(民国三十五年),赵忠尧受中华民国政府的委派,赴比基尼群岛参观美国的原子弹试验,之后赵忠尧又在美国麻省理工学院、加州理工学院等处进行核物理和宇宙线方面的研究。
1950年3月,赵忠尧正式办理回国的手续,8月底,赵忠尧从美国洛杉矶登上了“威尔逊总统号”起程回国了,但是受到美国联邦调查局的特务调查,9月12日船经日本横滨,拒绝了台湾当局驻日代表前来探监访问去台湾工作。11月28日,赵忠尧回到中国大陆。1951年1月,赵忠尧教授抵达北京,政务院副总理兼文化教育委员会主任、中科院院长郭沫若亲自主持了有李四光、竺可桢、吴有训、钱三强等数十名科学家参加的欢迎宴会。1958年,赵忠尧负责筹建中国科学技术大学近代物理系并任系主任。
http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101106erp4fc8plufrujrj.jpg 1、“核”孵化器:居里实验室里的中国博士们20世纪初,在居里夫人的领导下,位于巴黎大学的“居里实验室”很快成为当时世界放射化学的中心,也成为许多年轻科学家们心驰神往的圣地,其中不乏数位来自中国的年轻学者。在居里夫人及其大女儿伊莲娜·居里(被称为“小居里夫人”)的悉心指导下,居里实验室陆续培养出了四位黄皮肤、黑头发的中国博士。其中,两位是居里夫人的高足——物理学博士施士元、化学博士郑大章,另两位则师承伊莲娜·居里,他们分别是物理学博士钱三强、化学博士杨承宗。施士元:居里夫人的第一位中国学生1929年,清华大学物理系首届毕业生、1908年出生于江苏崇明(今属上海)的施士元,考取留法公费来到了巴黎。他主动写信要求拜居里夫人为师,受到夫人接纳,施士元成为居里夫人第一个中国学生。培养的学生中包括吴健雄和12名中科院院士。file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps8.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101049qt6bt7wa89ttalat.jpg (注)“原子弹之母”——吴健雄吴健雄(1912.5.31-1997.2.16),生于江苏省苏州太仓浏河镇,美籍华人,著名核物理学家,在β衰变研究领域具有世界性的贡献,被誉为"东方居里夫人"、"核物理女王"、"物理学第一夫人"。 吴健雄是美国物理学会(APS)历史上第一位女性会长,也曾参与过曼哈顿计划,是世界最杰出的实验物理学家之一。吴健雄为世界现代物理学发展作出了杰出的贡献,她在博士在读期间就参加了制造原子弹的“曼哈顿计划”,解决了连锁反应无法延续的重大难题,被人们称为“原子弹之母”。她还验证了著名的“弱相互作用下的宇称不守恒”和“β衰变中矢量流守恒定律”,并先后获得了各国政府及世界著名大学颁发的荣誉、学位和奖励等,成为名副其实的“世界物理女王”。 (1988年诺贝尔物理学奖得主史坦伯格评):没有吴健雄的实验结果,李政道、杨振宁二人的理论只能是一种构想,吴健雄的实验结果改变了这一切,吴健雄应该当之无愧地与他们共同分享诺贝尔奖。1982年,受聘为南京大学、北京大学、中国科学技术大学名誉教授,是中国科学院高能物理研究所学术委员会委员 。1997年2月16日,吴健雄在纽约病逝,终年85岁。遵照本人遗愿,袁家骝亲自护送吴健雄的骨灰回大陆,安葬于苏州太仓浏河。吴健雄的墓地在明德学校紫薇阁旁,墓体设计由贝聿铭任设计顾问。明德学校的科技楼被命名为"吴健雄楼",袁家骝捐赠25万美元作为基建费。他表示,他是浏河的女婿。浏河是他的第二故乡。(袁家骝(Luke Chia-Liu Yuan,1912~2003),华裔美国物理学家,袁世凯次子袁克文之子,妻吴健雄素有"东方居里夫人"之称。由于成就卓著,他曾两获美国科技大奖。)郑大章:居里夫人为他连续申请延续奖学金安徽肥东人郑大章1904年出生于苏州,祖上是淮军将领郑国魁,官至天津镇总兵,曾随李鸿章在苏州与太平军作战,立有战功,苏州民众感念他而建有郑氏祠堂。1920年中学一毕业就赴法勤工俭学。1930年5月,获得中法大学协会奖学金,并被协会推荐到镭学研究所随居里夫人攻读博士学位。1934年2月,郑大章启程回国。抵达上海后,先回苏州家中,与阔别十多年的父母团聚。短期逗留后,复转北平,就任北平研究院镭学研究所研究员兼副所长。镭学研究所在严济慈的操持下,由北平研究院与中法大学合作创设,严济慈兼任所长(他同时任北平研究院物理学研究所所长)。当时,研究所仅有严济慈、郑大章两人,没有一个“兵”,实验设备与参考文献也极端稀缺。郑大章不畏艰难,开始了中国放射性化学的研究,并由此开启了中国放射性化学科学的大幕。他努力寻找既具有国际水平,又带有地方性的研究课题,曾致函居里夫人,恳请她给予指导和建议,并希望得到国际镭学研究前沿信息。1936年,镭学研究所搬迁到上海福开森路,由刚从英国留学归国的陆学善暂时管理。到上海后,他指导杨承宗将实验室重新建设起来,并与杨承宗一道从事科研工作。不久,太平洋战争爆发。镭学研究所也受到了日本人的觊觎,并最终被抢夺。深受郑大章人格影响的陆学善、杨承宗以郑为榜样,不愿意与日本人合作,离开研究所,潜居苏州。抗战胜利后,才返回研究所。杨承宗:战后到居里实验室求学的第一个中国人1911年出生于江苏吴江的杨承宗,1922年赴上海求学,1932年毕业于大同大学,在暨南大学等校辗转两年有余,偶然获得镭学研究所工作机遇。郑大章通过比利时驻中国使馆获得一些铀矿石,指导杨承宗从事钋放射性研究和用计数法直接测定铀镭系和铀锕系的放射性,成果先后发表在北平研究院院刊和法国《物理与镭学》等期刊上。为了在中国寻找铀矿,郑大章受捷克铀矿附近温泉富含氡元素的启发,曾广泛搜集国内温泉水,测定其氡含量。虽未能达到目的,但研究方向正确,这种寻找铀矿方法(称为“水法”)后来取得广泛成就。1947年,杨承宗来到巴黎,钱三强带领他去见居里夫人的大女儿、被称为“小居里夫人”的伊莲娜·居里。杨承宗惊呆了,在口述中他谈到因为伊莲娜“那颀长的身材,清癯的面容,深邃的目光,加上一身深褐色裙服,就和照片上的老居里夫人一样”。杨承宗是战后到居里实验室求学的第一个中国人,也是实验室走出的第四个中国博士。他启程前,时任世界保卫和平委员会主席的约里奥·居里与他进行了一次十分重要的谈话,他告诉杨承宗说:“你回去转告毛泽东,你们要保卫和平,要反对原子弹,就要自己有原子弹。原子弹也不是那么可怕的,原子弹的原理也不是美国人发明的。你们有自己的科学家,钱(三强)呀、你呀、钱的夫人(何泽慧)呀、汪(德昭)呀。”(《杨承宗口述自传》第69页)杨承宗牢记居里先生的话,预备回国后向毛泽东报告。回国后,他告诉了钱三强……1951年8月,杨承宗回到祖国,任中国科学院原子能研究所研究员、研究室主任,主持创建中国第一个放射化学实验基地,制成中国第一台质谱仪和第一个人工放射中子源,独立完成“十二年科学技术发展远景规划”放射化学部分。1961年任第二机械工业部五所副所长,完成铀的选集、提取、纯化、转化以及超微量杂质分析、鉴定等科研任务,为原子弹的研制作出了重要贡献。1958年任中国科学技术大学放射化学和辐射化学系第一任系主任,1978年起任中国科学技术大学副校长。曾创办中国第一所自费走读大学——合肥联合大学,为教育体制改革开拓新路。2011年5月在北京去世,享年百岁。
邓稼先1924年6月25日,邓稼先,邓石如六世孙 ,出生于安徽怀宁县的邓家祖屋,也叫铁砚山房的祖居内。父亲邓以蛰当时是北京医科大学、北京大学、清华大学等校哲学系教授, 与杨振宁父亲杨武之是多年之交,在崇德中学,与高他两班的杨振宁成为好友。1941年邓稼先进入了国立西南联合大学--西南联大成立于抗战极端困难时期,由清华大学、北京大学、南开大学三校合并而成,条件简陋,生活清苦。尽管如此,联大却有非常良好的学术空气,先后培养出了不少优秀人才,邓稼先受业于王竹溪、郑华炽等著名教授,以良好的成绩圆满完成了大学四年的学业。邓稼先在北京大学教学,他想的是,要到科学水平更高的美国去,学习更先进的知识,掌握更先进的知识后,报效祖国。抱着学更多的本领以建设新中国之志,他于1947年通过了赴美研究生考试,于翌年秋进入美国印第安那州的普渡大学研究生院--由于他学习成绩突出,不足两年便读满学分,并通过博士论文答辩。仅用一年多的时间就获得了博士学位!此时他只有26岁,人称"娃娃博士"。邓稼先的成就,也纳入了美国政府的视线,他们打算用更好的科研条件、生活条件把他留在美国,他的老师也希望他留在美国,同校好友也挽留他,但邓稼先婉言谢绝了。1950年10月,他放弃了优越的工作条件和生活环境,和二百多位专家学者一起回到国内。 一到北京,他就同他的老师 王淦昌教授以及 彭桓武教授投入中国近代物理研究所的建设,开设了中国原子核物理理论研究工作的崭新局面。1956年,邓稼先加入了中国共产党。 同年与何祚庥、徐建铭、于敏等人合作,在《物理学报》上相继发表了《β衰变的角关联》、《辐射损失对加速器中自由振动的影响》、《轻原子核的变形》等论文。为中国核理论研究做出了开拓性的工作。 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps9.pngfile:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps10.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/100928toa6o8ae7ofh50mo.jpeg 2、氢弹——“于敏”构型1926年8月16日生于河北省宁河县芦台镇(今属天津市)。父亲是当时天津市的一位小职员,母亲出生于普通百姓家庭。于敏7岁时开始在芦台镇上小学,中学先后就读于天津木斋中学和耀华中学。1944年于敏考上了北京大学工学院,1946年,他转入了理学院去念物理,并将自己的专业方向定为理论物理。1949年于敏本科毕业,考取了研究生,并在北京大学兼任助教。在张宗遂、胡宁教授的指导下,1951年于敏以优异的成绩毕业。毕业后,他被钱三强、彭桓武调到中科院近代物理研究所任助理研究员、副研究员。这个所1950年才成立,由钱三强任所长,王淦昌和彭桓武任副所长。于敏没有出过国,在研制核武器的权威物理学家中,他几乎是惟一一个未曾留过学的人。于敏几乎从一张白纸开始,依靠自己的勤奋,举一反三进行理论探索。从原子弹到氢弹,按照突破原理试验的时间比较,美国人用了七年零三个月,英国四年零三个月,法国八年零六个月,前苏联四年零三个月。主要一个原因就在于计算的繁复。而当时中国的设备更无法可比,当时仅有一台每秒万次的电子管计算机,并且95%的时间分配给有关原子弹的计算,只剩下5%的时间留给于敏负责的氢弹设计。于敏记忆力惊人,他领导下的工作组人手一把计算尺,废寝忘食地计算。四年中,于敏、黄祖洽等科技人员提出研究成果报告69篇,对氢弹的许多基本现象和规律有了深刻的认识。于敏在氢弹原理突破中解决了热核武器物理中一系列基础问题,提出了从原理到构形基本完整的设想,起了关键作用。(诺贝尔奖得主、核物理学家玻尔):于敏是“一个出类拔萃的人”,是“中国的氢弹之父”。之后,于敏在二机部第九研究院历任理论部副主任、理论研究所副所长、所长、研究院副院长、院科技委副主任、院高级科学顾问等职。于敏意识到惯性约束聚变在国防上和能源上的重要意义。为引起大家的注意,他在一定范围内作了“激光聚变热物理研究现状”的报告,并立即组织指导了中国核理论研究的开展。1986年初,邓稼先和于敏对世界核武器科学技术发展趋势作了深刻分析,向中央提出了加速核试验的建议。事实证明,这项建议对中国核武器发展起了重要作用。1988年,于敏与王淦昌、王大珩院士一起上书邓小平等中央领导,建议加速发展惯性约束聚变研究,并将它列入中国高技术发展计划,使中国的惯性聚变研究进入了新的阶段。
二、“一星”:航空航天
1、波音之父——王助file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps11.png王助(1893年8月10日-1965年3月4日),字禹朋,生于北平,飞机设计师和制造技术专家。1909年8月,王助奉派赴英国学习。1910年先入英国阿姆斯特朗海军大学就读,又进维克斯工厂实习。1916年6月成为麻省理工学院航空工程第二期毕业生,获得航空工程硕士学位。王助是中国早期出国留学获得航空工程硕士学位的飞机设计师和制造技术专家,参与创建中国第一个正规飞机制造厂-马尾海军飞机工程处。倡议与筹建中美合作的中央杭州飞机制造厂。抗日战争期间,组建了中国航空研究院,亲自参与研制成多种竹木复合结构的飞机部件。是中国近代航空工业主要的奠基人之一。王助是中国航空事业先驱,王助于1919年制造出的中国第一架水上飞机,陆续设计制造出教练机、海岸巡逻机、鱼雷轰炸机等15架。为波音造出第一架飞机王助是中国第一代飞机制造家。1916年,王助取得航空工程硕士学位,并被选为美国自动机工程学会会员。一出校门,王助即被新创办的美国太平洋飞机公司(波音公司前身)聘为总工程师。1916年,23岁的王助设计、监造了第一架双浮筒双翼的"B&W-C"型水上飞机,奠定了该公司的经济与技术基础。开创中国航空业1917年11月,王助与巴玉藻等同学一起回国,在福州的马尾创建了中国第一家正规的飞机制造厂,自行设计、选料、制造了中国首批达到国际水平的飞机,创办了中国第一所飞潜学校,自行设计、制造了中国第一座飞机水上浮台。他们自编教材并授课,带出了中国自己培养的第一批航空工程师。抗战时与日军激战的中国空军英雄中,有许多是王助的学生。研制成功中国轰炸机王助和巴玉藻在海外留学期间,正值第一次世界大战爆发。他们深感中国如果没有空军,很难抵御外侮。研制自己的飞机、培养自己的空军,是这批中华民族精英归国的主要原因。1929年,中美联合创办了中国第一家航空公司-中国航空公司,王助出任总工程师;1934年,中美合作创办了中央杭州飞机制造厂,王助出任中方代表、总监理,主持制造出第一架诺斯罗普中型轰炸机,接着批量投产。1939年7月,中国航空研究所在成都建立,航委会副主任黄光锐兼任所长,王助任副所长。研究所下设器材组、飞机组和气动力组,王助兼任飞机组组长。研究所在王助的领导下,先后研制成国产层板、蒙布、酪胶、油漆、涂料等,创造出以竹为原料的层竹蒙皮和层竹副油箱,研制出以木结构代替钢结构的飞机,解决空军之急需。航空研究院在王助的领导和直接参与下,利用国产材料研制出大批急需的航空器材和备件,还研制出多架独特的飞机。研教-1型教练机:双翼、木结构机身、蒙布机翼。研教-2型教练机:单翼、竹木复合结构,飞机蒙皮全用层竹。研教-3型教练机:单翼、V字尾、竹木复合结构。研运-1号滑翔运输机:该机除起落架、仪表及操纵系统外,全部采用竹木复合结构。 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps12.png吴仲华“气动涡轮发动机”:1950年冬,吴仲华在纽约美国机械工程师学会年会上宣读论文《轴流、径流和混流式亚声速与超声速叶轮机械中三元流动的通用理论》。1951年,为准备回国夫妇同辞去NACA的工作,转去纽约布鲁克林理工大学(PIB),吴仲华任机械工程系教授兼热工组主任。1953年,在对一篇论文的讨论中提出Rothalpy(转子焓)的建议,后为学术界广泛接受。1954年8月1日,趁星期日纽约机场的移民局办事处照例关门之机,全家(夫妻二人和两个孩子)离开美国,以赴欧洲旅游为名,取道英国、瑞士、奥地利、捷克斯洛伐克和前苏联,绕过了大半个地球回到祖国。1955年,应清华大学副校长刘仙洲先生聘请,任清华大学动力工程系教授兼系副主任。1956年,在清华大学动力工程系创办了中国第一个燃气轮机专业,任教研组主任。http://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101254u26jqmvzo6htdh2c.jpg 2、“火箭之王”——钱学森(1911.12.11-2009.10.31),汉族,吴越王钱镠第33世孙,生于上海,祖籍浙江省杭州市临安。世界著名科学家,空气动力学家,中国载人航天奠基人,“中国航天基地之父”和“火箭之王”,由于钱学森回国效力,中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。1938年7月至1955年8月,钱学森在美国从事空气动力学、固体力学和火箭、导弹等领域研究,并与导师共同完成高速空气动力学问题研究课题和建立“卡门-钱学森”公式,在二十八岁时就成为世界知名的空气动力学家。949年,任加州理工学院喷气推进中心主任、教授。1953年,钱学森正式提出物理力学概念,主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性,开拓了高温高压的新领域。1954年,《工程控制论》英文版出版,该书俄文版、德文版、中文版分别于1956年、1957年、1958年出版。1958年任中国科学技术大学近代力学系主任。1955年,经过周恩来总理在与美国外交谈判上的不断努力——甚至包括了不惜释放11名在朝鲜战争中俘获的美军飞行员作为交换,1955年8月4日,钱学森收到了美国移民局允许他回国的通知。《钱学森智库思想》作者:薛惠锋,杨景,李琳斐从“两弹一星”大规模科学技术研制工作中发展起来的一套现代组织管理方法——系统工程,不仅是组织管理方法的创新,同时也是组织管理体制的创新。钱学森一直大力倡导和推动系统工程在我国社会建设各个领域中的应用,就是运用从定性到定量的综合集成方法来解决社会这个开放的特殊复杂巨系统问题。而这就需要一个实体机构——总体设计部,这一集知识体系、工具体系、专家体系于一体的机构正是钱学森智库的具体表现形式。
由薛惠锋、杨景、李琳斐*的《钱学森智库思想》试图从钱学森智库思想缘起、形成和发展的历史脉络中探索中国智库建设的本源、内涵及新发展。钱学森智库是融跨专业、跨部门、跨领域、跨行业、跨产业于一体的中国高端新型智库,这一智库以系统工程理论为基础,以系统内部的综合集成和系统代际的综合提升为根本原则方法,是集一切思想、理论、方法、技术等综合应用的智慧体,是中国智库迈向新高度的标志,是“智库的智库”。file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps13.png《营造法式》 (牛顿—莱布尼茨公式根据牛顿周围的人所述,牛顿要比莱布尼茨早几年得出他的方法,但在1693年以前他几乎没有发表任何内容,并直至1704年他才给出了其完整的叙述。其间,莱布尼茨已在1684年发表了他的方法的完整叙述。此外,莱布尼茨的符号和“微分法”被欧洲大陆全面地采用,在大约1820年以后,英国也采用了该方法。莱布尼茨的笔记本记录了他的思想从初期到成熟的发展过程,而在牛顿已知的记录中只发现了他最终的结果。)file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps14.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/102533ramw5upkkj1x5jwa.png 已故程民德院士认为:吴文俊倡导数学机械化,是从数学科学发展的战略高度提出的一种构想。数学机械化的实现,将对中国数学的振兴乃至复兴做出巨大贡献。吴文俊身体力行,在数学机械化的征途上奋勇攀登。在机器证明方面,他提出的用计算机证明几何定理的方法(国际上称为吴方法),遵循中国传统数学中几何代数化的思想,与通常基于逻辑的方法根本不同,首次实现了高效的几何定理自动证明,显现了无比的优越性。他的工作被称为自动推理领域的先驱性工作,并于1997年获得"Herbrand自动推理杰出成就奖"。在授奖辞中对他的工作给了这样的介绍与评价:"几何定理自动证明首先由赫伯特格兰特(HerbertGerlenter)于50年代开始研究。虽然得到一些有意义的结果,但在吴方法出现之前的20年里,这一领域进展甚微。"吴文俊的工作"不仅限于几何,他还给出了由开普勒定律推导牛顿定律,化学平衡问题与机器人问题的自动证明。他将几何定理证明从一个不太成功的领域变为最成功的领域之一。"在非线性方程组求解的方向上,他建立的吴消元法是求解代数方程组最完整的方法之一,是数学机械化研究的核心。80年代末,他将这一方法推广到偏微分代数方程组。他还给出了多元多项式组的零点结构定理,这是构造性代数几何的重要标志。
· 四、“物联网”:从《工程控制论》到《控制论》1、控制论与中国的渊源原创 刘钢 信息哲学和数字文化控制论与中国有着不解的渊源,大致可以分为二个阶段。第一个我称其为前世,因为它与莱布尼茨(Gottfried W. Leibniz,1646—1716)有关。凡提及莱布尼茨,绝对与中国脱不了干系。它的今生至少涉及二位中国学者和二篇文章。一位是维纳(Norbert Wiener,1894—1964)的中国学生和助手李郁荣(1904—1989),他们曾共同申请过专利。一位是钱学森(1911—2009),他曾在美国出版过《工程控制论》(Engineering Cybernetics)。二篇文章分别是由原中央党校副校长龚育之(1929—2007)翻译的“控制论导言”。另一篇则是上个世纪80年代时任《光明日报》特约记者的梁诚瑞写的“维纳的控制论和清华大学”,他认为:“……控制论的直系祖先是来自欧洲的莱布尼茨;它的发端在中国的清华大学,它的形成是在墨西哥的心脏生理研究所,它的创立则是在美国……”。梁诚瑞的这句话大致概括了控制论和中国的渊源,尽管控制论“发端在”是梁瑞成自己说的,我们姑妄听之。龚育之的工作主要是具体译介控制论了。1957年,他们几位学者正在翻译《控制论》全书。一、控制论的前世维纳的控制论全称为《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学(Cybernetics: Or Control and Communication in the Animal and the Machine)。file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps15.png维纳《控制论》第一版的英文和中文版封面在《控制论》一书中他说:“……为控制论从科学史上挑选一位守护神,那就挑选莱布尼茨。莱布尼茨的哲学集中表现在二个密切联系的概念上——普遍符号(语言)的概念和推理演算的概念。”莱布尼茨一生都在寻求一种普遍语言,这样相互沟通起来就不会出错。他甚至想过能否用中文做这种普遍语言。他不会中文,但还是被贴上 “原汉学家”(proto-sinologist)或“中国粉”(sinophile)的标签。莱布尼茨于1703年5月用法文发表了“只用二个记号0和1的二进制算术的阐释——和它的用途以及它所给出的中国古代伏羲图的意义的评论”(Explication de l'arithmetique binaire, avec des remarques sur son utilite, et sur ce qu'elle donne le sens des annciennes figures Chinoises de Fohy)一文。文章的副标题就提到了中国古代的“伏羲”。但现在国外学者在引用这篇文献时,往往把这个副标题去掉。莱布尼茨的这篇文章被认为是现代二进制的起源。据信莱布尼茨20岁以前就读过不少关于中国的书籍。1663年4月1日,他收到法国来华传教士白晋(Joachim Bouvet, 1656—1730)寄给他的邵雍(1011—1077)的六十四卦伏羲先天图,莱布尼茨大喜过望。 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps16.png白晋着满清文武装他的二个记号0和1,终于在中国找到了知音。莱布尼茨认为他以前文章“数的新科学”(Essay d’une nouvelle Science des Nombres)可重新修改一下,因为此前该文提交给法兰西皇家科学院时被拒,主管法国皇家科学院记录的秘书芬唐涅(Bernard le Bovier de Fentenelle, 1657—1757)认为,该文不过是个数学游戏而已。莱布尼茨加了二进制算术的“用途”后,便得以发表。莱布尼茨还据此获得法兰西皇家科学院院士的头衔。 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps17.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/102722rtkd7givz2nzndzn.jpg 白晋给莱布尼茨的先天图书影,可见上面有莱布尼茨做的记号,左下角还有笔记的痕迹由于这篇文献事涉中国,便引起中国学者的注意,并形成二派,一派认为莱布尼茨的二进制算术先天图无关,一派认为有关。于是成为一桩学术的公案,争论了20年的样子。但经过20多年的争论,最终达成共识,莱布尼茨的二进制算术与先天图有关系。而且国外的研究也说莱布尼茨肯定看到过先天图。在我看来,即便是有关系,先天易图也不是二进制算术。那时中国根本就不用二进制和阿拉伯数字。20年的争论几乎没什么意义。孙小礼写的《莱布尼茨与中国》的附录一给出了这篇文章的法文原文的汉译本可供参考。维纳本人在其《控制论》中也提到,莱布尼茨是它的“守护神”。可见莱布尼茨对控制论的价值了。那么控制论前世的大致情况便是这样。二、控制论的今生谈到控制论的今生还要分1949年前后二个阶段。1949年前,中国的李郁荣于1924年赴美国麻省理工学院(MIT)留学,最终在维纳的指导下完成博士论文,获博士学位后任维纳的助手。他于1932年回国并在清华大学机电系任教。1934年,时任清华大学校长的梅贻琦,采纳了曾是维纳同事李郁荣的建议,向维纳发出邀请,希望他能来清华工作一段时间。维纳接受了邀请,并于1935年携全家来到清华大学,8月份抵达清华,9月份开始在算学系上课,并对华罗庚有所提携。当然,他曾与李郁荣合作进行了一项有特殊意义的实验。方案是布什(Vannevar Bush,1890—1974)提出的模拟计算机的程序设计。维纳在讲课他们所做的实验对布什的方案做了些调整,加快了模拟计算机的转速。但实验没能成功,关键是无法解决反馈的问题。后来,李郁荣进一步改进布什的方案,发明了新型继电器并将专利卖给美国贝尔实验室。该实验引起维纳的思考,为什么不可以把滤波技术应用于测定生物神经和肌肉的电势功能呢?这项实验之于维纳或许是非常有价值的。也许,这是维纳1935年在清华大学取得的最大收获,很可能在实验中得到了电子技术也能改变生物通信机能。1936年维纳(前排左起第四人)与清华大学算学系的师生合影 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps18.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101426lzon88yq2t5h586n.jpg 1936年维纳(前排左起第四人、左起第二人为李郁荣)与清华大学机电系教师合影1937年,维纳去挪威奥斯陆参加国际数学年会。正如他所预料的,一旦战争爆发,军事上需要研究的,就是他在清华大学所思考的电子控制技术。维纳曾说过,“……如果我要为我的生涯确定一个特定的分界点,即作为一个科学的刚满师的工匠在某种程度上成为这一行当的一个独当一面的师傅,那末我应当选择1935年,即我在中国那一年作为这个分界点。”这是维纳在其自传《我是一个数学家》中说的原话。可是粱诚瑞的文章中谈到维纳回顾他毕生的科学生涯时,却变成“曾明确指出,他宁愿选择1935年这一年作为创立控制论的起点。他把1935年作为研究控制论的一个重要年份。”粱诚瑞文中的说法前后矛盾,先说控制论“创立在美国”后说“创立在清华”,而且还在括号中特别标注了出处。彭永东在其博士论文中认为,粱诚瑞把维纳所说的“一个行当”确定为“控制论”,就认为控制论“发端在”或“创立于”中国,是朝怀里作揖。他认为维纳所说的不一定完全是指控制论。把控制论单挑出来说,是国人的对维纳的误读。维纳来清华工作已30岁,在美国功成名就。10多年后的1948年《控制论》在法国问世。即便如此,其首创权还有1938年罗马尼亚学者奥多莱扎(Stephen Odoleja, 1902—1978)用法文发表的《协调心理学》(Phycologie consonatiste)的争论呢。奥多莱扎详细阐述了控制论的基本法则,证明了人的思维过程是可以用机器来模拟的。他呼吁每个人应自由地发挥自己的天性。不要“凭借他的地位的个人力量以胁迫手段将一种苛刻的交易强加于人”,哪怕他真是个天才。终于,1978年在奥多莱扎去世的那一年,国际控制论大会决议承认了他的奠基人地位和1938年的起点,并非1948年维纳的著作,也就是说,维纳的著作比奥多莱扎的著作整整晚了10年。最后闹了半天控制论的奠基人和起点都不是维纳。只不过维纳比人家名气大,所以大家都以为他创立了控制论。维纳在华这一年,只不过是控制论学者给清华大学带来了一丝仙气而已。另一位人物就是钱学森了。相较于李郁荣,钱学森是后来者,但名气和贡献绝非旁人能望其项背的。在维纳访问清华大学时,钱学森才到美国MIT留学,1936年获硕士学位后来到加州理工学院,师从“超音速之父”冯·卡门(Theodore von Kármán,1881—1963)攻读博士学位,1939获博士学位后留校任教。1945年,钱学森被美国政府派往德国,考察德国的秘密研究火箭的基地。1947年在加州理工学院任副教授,1949年任教授。钱学森的工作得到冯·卡门的高度赞赏。美国政府曾赞扬他为反法西斯战争做出了“巨大的无法估量的贡献。”但就是因为钱学森过人的才华和无法估量的贡献,让他受到1950年代在美国盛行的“麦卡锡主义”的迫害。为转移美国政府和军方的视线,他脱离军方工作转而从事理论研究,并撰写出《工程控制论》。该书于1954年被麦克米伦公司出版了英文本。 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps19.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101443s5dkdn005035kuw6.jpg 钱学森的《工程控制论》封面及其应用那时维纳的控制论在苏联被当做伪科学而遭到批判。适逢钱学森的《工程控制论》问世,很快便被译成俄文和德文。并为维纳的控制论在苏联得到平反做出贡献。这后话,涉及到1949年以后的事情。三、控制论在苏联四、对控制论的评价钱学森于历尽千辛回到中国,于1955年10月抵达广州,游子归来先回上海省亲。然后在国内巡览。1956年《工程控制论》的英文原版获国家第一届自然科学一等奖,引起轰动。钱学森抵沪省亲维纳的《控制论》出版后,被称为“奇书”,有人将其褒奖为名垂青史的著作,有人将其嗤之以鼻,天堂地狱,毁誉参半,维纳不厌其烦,甚是苦恼。倒是他有位知书达理的妻子,让他不要太在乎外界的评价。这才使维纳的心情平静下来,继续从事他的工作。在我看来,维纳的《控制论》就像德国逻辑学家弗雷格(Gottlob Frege,1848—1925)1879年出版的《概念文字——一模仿算术的纯思维的形式语言》一本划时代的书。他于成功地构造了一种形式语言,建立了首个一阶谓词演算系统。这个系统包含了数理逻辑的基本要素,是数理逻辑诞生的标志。弗雷格被称为数理逻辑的创始人。弗雷格坚称数理逻辑是一种语言——一种普遍语言,也就是莱布尼茨梦寐以求的形式语言,藉此将人类知识表达出来。虽然弗雷格将《概念文字》理解为“语言”。但逻辑学家施罗德(Enerst Schröder,1841—1902)却认为,《概念文字》实为“推理演算”。弗雷格不同意施罗德的观点,认为他的《概念文字》不是推理演算,至少不仅仅是推理演算。弗雷格(左)和施罗德(右)弗雷格开发创的逻辑系统的动机,类似于莱布尼茨对理性演算的渴望。换句话说,他既希望《概念文字》是“普遍语言”,又希望它是“理性演算”齐女两袒的心思终于让弗雷格被迫二选一。尽管后来人们认为《概念文字》是实现了莱布尼茨理念。但它不像布尔代数,经过耶方斯、皮尔士、施罗德改进很快就成为符号逻辑,实现了莱布尼茨普遍语言的梦想。布尔继承了莱布尼茨普遍语言的技术传统,香农于1938年将其用于电气开关设计,使其在信息时代发挥出不可或缺的核心作用。大概维纳受到苏联对他的控制论追捧的鼓舞。在他的思维框架里,控制论的范畴似乎无所不包,恨不得把社会、人类、其他生物体甚至机械体都纳入进来。举个简单例子,他于1964年与他人合编了一套丛书,对生物控制论下了一个笼统而宽泛的定义:“生物控制论的目的主要在于建立能反映人体和动物功能的模型与理论,而且这种模型和理论中的逻辑原理和有机体中的逻辑原理是相同的。它也试图建立和生物系统有同样的物理与生物化学成分的模型。它是少数能真正称之为边缘科学的学科之一。无论是对生物学还是医学来说,生物控制论都给了他们一种新的、普遍适用的、能充分发挥数学威力的语言。”有人对维纳对生物信息学的定义大不以为然,认为他把数理生物学、理论生物学、生物医学等学科都包括在内,动了别人的蛋糕。本来是件简单的事情,却被维纳搞复杂了。后来控制论根本就变形了,被各个分支学科所肢解。现在通常把生物控制论的定义缩窄,就是研究生物系统中的信息传递、变换和处理的过程和调解控制规律的科学。但我们不应对维纳过于苛求,毕竟在编书的1964年他已是69岁的人。而且同年3月份便去世了。倒是当年控制论在苏联被批判的那一部分在信息哲学中留有一席之地。钱学森的《工程控制论》就不是这样包罗万象,北京大学黄琳院士曾说,科学的发展从来是由萌发经发展到丰富与相对成熟的过程, 而后则需要提炼, 找出最本质最核心的部分以迎接新的质的飞跃和发展. 钱先生在书中用很短的篇幅从Laplace变换开始将上述两个方向(时域与频域)的工作中最核心的部分进行了叙述。可谓是对经典控制理论主体内容很好的凝练。同时钱在这本著作中还在工程允许的假设条件下通过对回路中谐波分析等物理角度的考量, 讨论了也可归于经典控制理论范畴自然扩展的具时滞的系统、釆样系统和交流伺服系统.这就比维纳的控制论“干净”许多,没有拖泥带水。能满足工程技术人员需求。file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps20.pnghttp://bbsatt.m4.cn/attachment/forum/202308/07/101404b3f26utqfpbffz06.jpg 维纳(左)和钱学森(右)在讲课1956年初,中央发出“向现代科学进军”的号召,同年召集中国科学院、国务院相关部门以及高校领导和科技专家共同制定了《1956—1967年科学技术发展远景规划》,开创了文革前10年的科技繁荣期。同年,《自然辩证法研究通讯》创刊,主要研究以数学和自然科学中的哲学问题。由于控制论是个横断学科,涉及到信息论、数理逻辑、心理学、计算机技术、生物学、符号学、社会学、以及机器与思维、人工智能、自动机和生命等等一系列广泛争论的新生科学的哲学问题都被广泛介绍到国内。维纳的《控制论》的翻译也在进行。所幸的是,中国躲过了对控制论搞大批判的那一劫,1956年后,各种报章杂志和书籍更是层出不穷,国内开始对控制论有了比较全面接触和了解,不仅继续译介苏联及其他社会主义国家的控制论文章,而且也逐步关注西方国家对控制论的研究和探讨。1957年左右就开始翻译维纳的《控制论》。这个译本最终于1961年以郝季仁的笔名出版了。但我重点举两个例子,一个是《控制论的哲学问题译文集》一个是《外国自然科学科学哲学资料选集第四辑(控制论哲学问题选集)》前者所选的是1959—1963年苏联和东欧国家有关控制论的哲学问题的讨论33篇,其中3篇是东德学者的,2篇是捷克学者的。后者是介绍国外(西方)有关自然科学的哲学问题的研究状况和思想动向,目的是为批判各种资产阶级思想和现代修正主义思想材料提供资料,其中收入控制论的哲学问题的文章有12篇。1966年开始搞运动,整个学术工作基本告一段落。文革浩劫让整个学术工作彻底停顿。直到文革后,所谓的“老三论”热,引发了学界的追捧。1985年出版了《控制论、信息论、系统科学与哲学》。该书最大特点就是承接1960年代工作,算是个总结吧。在理论上并没有脱离苏联当年理论界的窠臼,更倾向于自然科学成果的介绍,哲学的味道少多了。而一旦少了哲学,在哲学界的地位可想而知,尽管它获得了1986年图书金钥匙奖和1987年全国畅销书奖。 file:///C:/Users/bwg115/AppData/Local/Temp/ksohtml7264/wps21.png2、电脑小型化——王安王安(1920年2月7日-1990年3月24日),生于上海,江苏昆山人,是著名的美籍华人科学家、发明家和企业家。1951年创办王安实验室(Wang Laboratories) ,后成为"电脑大王"。1986年成为美国第五大富豪,1986年荣获美国总统自由奖章,1988年荣登美国发明家名人堂。1940年毕业于国立交通大学(今上海交大、西安交大前身)电机工程专业,1945年作为中国高级工程技术人员被派往美国深造,同年秋进入哈佛大学学习。1948年获哈佛大学应用物理学博士学位,同年加入霍华德艾肯(Howard Aiken)的"哈佛计算机实验室",参与"马克4型"电脑的研制。不久,他发明"磁芯记忆体"(即磁芯存储器),大大提高了电脑的贮存能力。1949年10月21日,王安向专利局申请了"磁芯存储器"的专利。1951年,王安离开哈佛大学,以仅有的600美元,创办了名为王安实验室(Wang Laboratories)的电脑公司。1956年,他将磁芯存储器的专利权卖给国际商用机器(IBM)公司,获利50万美元。雄心勃勃的王安并不满足于安逸享乐,对事业的执着追求使他将这50万美元全部用于支持研究工作。1964年,他推出最新的用电晶体制造的桌上电脑,并由此开始了王安电脑公司成功的历程。王安公司在其后的20年中,因为不断有新的创造和推陈出新之举,使事业蒸蒸日上。如1972年,公司研制成功半导体的文字处理机,两年后,又推出这种电脑的第二代,成为当时美国办公室中必备的设备。对科研工作的大量投入,使公司产品日新月异,迅速占领了市场。这时的王安公司,在生产对数电脑、小型商用电脑、文字处理机以及其它办公室自动化设备上,都走在时代的前列。
王安:个人电脑 譬如气候—农业—历法—时空测量之间的关系
没有精确的时间(方位),就没有编年(地图),也就没有历史、地理……
吴文俊在《九章算术与数学机械化》中进一步提到斯特洛伊克《数学简史》中的一段议论:
“一切古代东方数学中没有任何地方是足以使我们发现我们所谓证明的任何企图,从未用过推理,而仅仅是列出某些规则来:如此做,做这个。对于我们这些被欧几里得的严格推理所教育的人,这整个的东方思考方法在最初似乎是惊异又高度不满的。但是当我们认识到讲授给我们今天的工程师们和技术人员们的数学大部仍是“如此做,做这个”的方式,而很少有严格的证明企图时,这种惊异就会消灭了。”
正如席宗泽提出的所谓欧式几何与伽利略物理学并无关联一样,吴文俊以笛卡尔的《方法》为例,指出17-18世纪的大量西方数学著作也没有欧几里得的格式。正如李继闵所说“我国古代数学往往寓理于算,不证自明”,因为它们是从实践中总结出来的,也是经受实践检验的。
吴文俊还指出《几何原本》本身存在很多逻辑弊病:“这在19世纪数学批判性浪潮中已多所指摘。Hilbert、《几何基础》的作者已指出,欧几里得的证明方式是不可能达到应有的严密程度的,而且是几乎无可挽救的”。“我国古代数学并没有演绎形式,……其成果远非同时期世界其他地区的数学可比……数学的内容实质才是主要的一面。”。
陈美东编《简明中国科学技术史话》:
边冈在唐昭宗景福元年(892)编《崇玄历》时,把曹士蒍在《符天历》(唐德宗建中年间(780-783))中开创的“数学公式化计算法”(取“万”为天文常数的统一分母),推广到一般历法推算中:每日日中影长的计算式采用“三次函数式”,每日太阳视赤纬是计算式采用“四次函数式”。“他们在天文学史和数学史上都具有十分重大的意义”。
元代郭守敬编《授时历》在计算日月五星位置时,使用了“三次内插法”(三次函数);在处理黄道和赤道读书坐标变换时,使用了“弧矢割圆术”(球面三角术)。“这两项数学方法的运用,使历法推算精度又提高了一步。”明神宗万历三十六年(1608),邢云路测定回归年长度数值为365.2421928日,“误差只有2秒左右”。
但自明太祖开始,严禁民间学习天文历法,科举考试中又是“八股取士”,没有了“算学”科目,以至后期历法虽已不准,“全国已经很难找到通晓历法的人才了”。“传统的高深数学,又主要在历法计算方面,在当时社会上没有实际用途”,于是只剩下商业上应用的计算数学,这就出现了从珠算到筹算的演变。
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