1950年,钱学森受到麦卡锡主义的迫害,无法再参与保密项目研究。为了转移美国政府的注意力,争取早日回国。在被软禁的日子里,他的学术研究并未停滞,反而取得了重大进步,他将自己的研究重点转向理论研究,其一是开创“物理力学”,其二便是创立“工程控制论”。
控制论是二战后产生的研究各类系统调节和控制规律的新兴学科,以1948年数学家维纳的名著《控制论——关于在动物和机器中控制和通讯的科学》的出版为创立的标志。基于在火箭技术方面的丰富经验,钱学森敏锐地觉察到了控制论的重要性,迅速将控制论的原理应用到喷气推进技术中的稳定、控制与制导系统的研究,对其进行了发展和创新。
钱学森更加深入地意识到不仅在火箭技术领域,而且在整个工程技术范围内,几乎到处存在着被控制的系统。而且,有关系统控制的技术也有了多方面的发展,因此很有必要采用一种通观全局的方法,来充分了解和发挥导航技术和控制技术的潜在力量,以更广阔的眼界用更系统的方法观察问题,寻求新的方法,解释新的前景。于是,他从技术科学的高度出发,运用控制论的基本思想,结合在二战中发展起来的控制与制导技术的实践经验,以更广阔的眼界来观察工程领域中的自动控制问题,对各种工程技术系统的自动调节和控制理论做了全面研究,把控制工程系统的技术总结提炼为一般性的理论,从而创立了“工程控制论”这门新的技术科学。工程控制论的创立是控制论领域的一次伟大突破,旨在研究在工程中实现自动控制与调节的理论以及自动控制与调节系统的结构原理。
1953年底,钱学森在加州理工学院开设“工程控制论”课程,1954年,出版专著《工程控制论》(Engineering Cybernetics)。钱学森将“工程控制论”的内容界定为系统各个部分之间的相互作用的定性性质以及整个系统的运转状态。该书系统地揭示了控制论对自动化、航空、航天、电子通信等科学技术的意义和深远影响。书中所阐明的基本理论和观点,一方面奠定了工程控制论的基础,为人们提供了解决工程问题的普遍性理论,另一方面指出了进一步研究的方向,使人们能够更系统地、定量地处理工程中的控制问题,为控制论在工程技术中的应用开辟了新的前景,对自动控制理论的发展起了开拓和指导作用。

《工程控制论》1958年中文版
该书得到了广泛的赞赏,吸引了大批数学家、工程技术专家献身于控制 论的研究。几年间,该书就被译成俄、德、中、捷克等多种文字,广为流 传,对控制论的发展和应用起到了巨大的推动作用,成为控制论领域的经 典著作。
美国的一位专栏作家评论道:“工程师偏重于实践,解决具体问题;数学家擅长理论分析,不善于从一般到具体,去解决实际问题。钱学森集两个优势于一身,高超地将两个轮子装到一辆战车上,碾出了工程控制论研究的新途径。”
在回国前夕,钱学森带着刚出版的《工程控制论》和他在加州理工学院授课用的《物理力学讲义》去送给导师冯·卡门,并和他做最后辞别。冯·卡门把书翻了翻,饱含感情地说:“你现在学术上已超过我了!”
此后几十年,工程控制论的研究在国内外方兴未艾。
钱学森回国后,在中国大力传播这一理论。1956年春,他在北京中关村组织了一个“工程控制论”讲习班。1961年,又在他的建议下,国防部第五研究院与中科院数学所联合成立了控制论研究室,对我国导弹控制技术的发展做出了重要的贡献。
1957年1月24日,《工程控制论》荣获中国科学院1956年度科学奖金一等奖。这也是新中国第一次设立的国家最高自然科学奖。
美国斯坦福大学的控制论专家伦伯格于1990年访问我国时,对许国志院士说:《工程控制论》的学术思想在国际上超前五年。自动控制理论专家、中国科学院院士高为炳说:“《工程控制论》是自动控制领域中引用率最高的著作。”
编辑:瞿凯侠
