对"中国科技财富"杂志社记者的采访问答

     按语：2011年3月“中国科技财富"杂志社有二位记者先后采访了我，我对他们提出的问题作了以下简要的答复。

1.       您是我国原子能科学研究院的研究员，在涉及原子能科技领域的核素分离等重大技术成果上取得过突出的成绩，并获得国防科学工业委员会及省部级科技进步等多项奖励，为我们回顾一下您的这段科研征程。

从60-70年代,我主要从事稳定核素的电磁法分离中的若干关键物理、强流等离子体源物理与技术、强流离子光学等课题的实验研究; 80年代开始学科转型，结合国际上新兴科学(非线性科学、混沌学、非平衡态理论：新三论——耗散结构理论、协同学和突变论)，以实验中提出的物理问题―低温等离子体为主要课题背景(如鞘层（Sheath）中三条通向混沌的道路),开展了上述有关理论的研究。20世纪80-90年代走出国门，出国学术访问遍及欧、亚、美、澳四大洲，在国外20多个大学和科研单位访问合作，课题研究更上一层楼。千禧之交，我开始开展了网络科学及其应用研究，特别是获得了第一个国家自然科学基金网络科学的重点基金，在主持了“一院两校”联合组研究，在网络科学若干重要课题及其应用方面取得了一批成果突出，结题被国家自然科学基金委员会组织的专家小组评为“特优”重点项目。

2.       后来您的研究方向转向了非线性科学、混沌控制理论及其保密通信应用等方面，当时是出于如何一种考虑呢？

学科转型的背景：1978年全国科学大会为标志，中国知识分子的科学春天来到了。自由研究的环境有了比较大的改善，国内外学术交流活跃了，我开始学习和吸收了一些新兴科学，参加一些会议，对新兴科学，包括非线性科学、混沌学、非平衡统计理论，尤其对新三论：耗散结构理论、协同学和突变论，发生了浓厚的兴趣。对新事物的敏感性和好奇心促使我思考和决心进行了学科转型问题。

我认识到学科转型的必要性和重要性。原来的研究工作已经不能适应科学发展的需要了，必须调整和改变学科结构了。改革开放给我带了这个变革的良机。

3.       某种意义上来说，对于一个科学家来说，科研的转型会经受很多挑战和风险，但事实证明您的转型是相当成功，您是如何做到的？

一旦我下定了转型的决心之后，需要顶着困难和风险上。当时，有人怀疑和背后议论，但是我一概不肖一顾，埋头苦干。因为我相信自己的能力，并有二个优势：一是我带着自己十多年的实验研究的背景和提出的物理问题；二是在大学里我毕业论文做的就是理论课题，有比较好的理论基础。这里值得一提的是，半个世纪来我的母校——清华大学清华精神一直在激励着我，教我如何自强不息、勇于探索和顽强拼搏，鼓舞着我不断地跨越不同学科，去探索从核科学技术到广泛的新兴的交叉科学。我记得，当时清华大学招生上工物系的介绍最打动我的心是，兼具综合理科大学物理系和工科相关专业的基础理论与技术知识，不仅具有严谨求实的科学态度和作风，而且将来能够创造性从事科研的独立工作能力。这些要求之高和期望之大，令我铭记在心。50多年过去了，我问心无愧地说，我正是按此目标实践着自己的科研人生，没有辜负学校的培养和期望。毕业后我分配到中国科学院原子能研究所（80年代初更名为中国原子能科学研究院，简称401），一直工作至今。我的专业与学科几经大的转型，首先从学加速器物理及受控核聚变的专业转到从事同位素分离器专业，在60到70年代从事了电磁分离器物理、强流离子束物理、强流离子源物理与技术以及低温等离子体物理特性及其应用等研究工作，为了解决实验研究中的难题，我结合理论探索，提出了强流离子光学和相关束流传输计算理论方法，多篇论文发表在当时我国最顶级刊物——“中国科学”和“科学通报”上。改革开放后，知识分子迎来了科学的春天，为了适应世界上新兴科学和交叉科学的迅猛发展，我果断地进一步进行了新学科“转型”，通过努力钻研，实现了从实验研究到理论与实验结合，最终以探索新兴的交叉科学理论与应用的转型过程。我之所以能够成功地实现学科的多次“转型”主要靠得是，母校给我了相当广博的基础知识和理论功底，当年我的毕业论文就是理论课题。母校培养了具有自立、自强、自学的自适应独立科研能力，对新鲜事物具有高敏感性和好奇心。因此，在核科技领域我敢于独树一帜，以核科技为交叉应用平台，很快进入了新兴的交叉科学领域研究，并不断与时俱进，先后猎及非线性科学、非平衡物理、混沌控制与同步、复杂性科学、及最广泛的交叉科学——网络科学，始终站在科研第一线工作，在国内外核心刊物发表了一系列文章，做出了国内外同行认可和称赞的业绩。

4.       我们知道，您是一位涉猎较广的科学家，思维敏锐并勇于挑战前沿，在在非线性科学、混沌控制理论及其保密通信应用等方面取得了骄人的成绩，为我们介绍一下这些成果？

迄今在国内外出版了多本专著或合著（含专题篇章）和发表了二百余篇论文，据“中国知网”2009年公布的我国物理学论文按被引次数排名顺序，名列全国第三位，在核科技论文按被引次数排名第二位，迄今已获得国家和省部级科技成果奖共12项。出国学术访问遍及欧、亚、美、澳四大洲，20多个大学和科研院所。2009年应邀我为美国出版的第一本专著“网络科学——理论与应用”撰写了评论：“Book Review: Network Science―Theory and Application”。这一定程度上反映了我国该领域在国外学术界的影响程度。主要代表性著作有：驾驭混沌与发展高新技术(M)（2002）；驾驭强流束晕与探索网络科学(M)（2008）；毕桥和方锦清：网络科学与统计物理方法（2011），并为美国、德国和新加坡等出版的3本专著撰写长篇了专题综述篇章。在原子能领域“电磁法分离稳定同位素”项目集体获得1978年全国科学大会奖，作为主要成员该项目解决了强流离子源和强流离子光学的理论和技术难题；随后获得国防科学工业委员会及省部级科技进步奖11项，其中：1998-2008年科技成果获奖项目如下：

[1]1998年度中国核工业总公司部级科技进步二等奖：“非线性系统中的混沌控制与同步”（第1名）；

[2]2000年度国防科工委国防科学技术二等奖，项目名称：“一些混沌系统的复杂性与分解法的数学机械化及其在非线性系统中的应用” （第1名）；

[3]2002年度他与合作者一起获得了广西壮族自治区省级科技进步二等奖：“混沌、超混沌和时空混沌的控制方法及其应用研究” （第2名）；

[4]2005年度获国防科工委国防科学技术三等奖：“基于混沌理论的数字链路混沌密码机及其应用前景” （第1名）；

[5]2004年度获得北京市科学技术三等奖：“驾驭混沌的若干创新方法与发展稿新`技术的前景” （第1名）；

[6]2008年中共中央办公厅部级国家密码科技进步二等奖：“混沌密码理论及其应用” （第3名）；

[7] 国防发明专利：国密第2699号，发明名称：数据链路密码机（第2名），专利号：ZL 200410029361.5; 授权共公日：2008年4月30日；

[8] 2008年获得第六届中国科协期刊优秀学术论文二等奖：《一门崭新的交叉科学：网络科学》（第1名））。

5.       您的科研成果都极具创新性，您是如何理解创新的？

按照我的理解，基础性科研创新 （scientific innovation）是在对自然界和社会中各种问题的探索与研究中发现了前所未有的现象、创立了新的理论（见解）和提出了新的科学学说，其特点是这些创新成果都是前人所没有的，并能帮助人们科学地理解、解释和揭开所研究的对象及其产生的机制（实质性原因）、定性或定量地描述其变化规律。具体点说，我认为，基础性科研创新可以包括几个方面：（1）新现象和新规律的发现；（2）新思想、新方法的提出；（3）新理论或新学说的创建；（4）新科技或技术产品的创新设计；（5）其他方面创新，诸如：知识创新、机制或管理制度创新等。这里不涉及企业创新需要考虑其经济效益或经济价值等重要因素。

6.       您对网络科学的深入研究，让您在业界享有盛誉，您如何看待这一科学的战略意义？

网络科学与工程的研究属于极其广泛的交叉科学领域，它兼备基础性、战略性、前瞻性、指导性和应用性，面临着空前的挑战。

首先,网络科学面临整个国家安全和军事竞争的最严峻挑战。其中因特网攻击与防护，特别是军事上美国军方把把网络科学作为“网络中心战”的指导理论，从1998年开始已是美国等发达国家国防重大研究项目。美国国防部认为“实现美军向网络中心作战的转型, 可能是美国政府历史上最复杂的任务。它可以和第二次世界大战及对前苏联的冷战相比, 是长期、困难、高费用和高风险的任务。”“这一任务岂止是非常复杂, 所需的知识甚至还不存在。这类似当年美国的曼哈顿 '原子弹工程及‘阿波罗 '登月工程, 需要长期的、动员全国力量的创新”。

由此可见，网络科学不仅具有重要的现实价值，而且在国防上具有长远的战略意义。

第二，网络理论已经成为新原理和新技术的源头，成为各种网络工程的设计、安全防护和开发应用的强有力的工具。人们不会忘记“爱虫”、“熊猫烧香”等病毒在互联网上大肆传播、震惊世界的“北美大停电”，“台湾海底电缆事故”由于台湾地震演变成史无前例的亚太区通讯网络大灾难，我们应该从一系列网络的严重事件中吸取教训,值得密切关注的问题是：计算机病毒如何在互联网上和万维网上传播而导致流行？人们应该如何阻止和控制病毒在复杂网络上传播蔓延？如何有效地防止黑客侵入？怎样来设计出具有强鲁棒性的复杂网络以防止网络上的一系列级联效应？怎样消除不断变暖的全球气候和恶化的生态环境网络而保持生态环境良性平衡？等等，这一系列棘手问题无不与人类社会生活息息相关。

第三，网络科学对于社会领域的应用更具紧迫性和实际意义，如何有效防止全球的艾滋病、非典、禽流感等各种传染病的传播，寻找提供解决这些问题的合理答案和有效途径已成为世界各国今后最关注的焦点问题。

第四，网络科学在政治、全球反恐和经济社会等众多领域同样能够发挥着重要作用。

因此，网络科学与工程的研究任重道远，揭开复杂网络的“庐山真面目”，必将大大有助于解决人类面临的许多挑战性问题，应用潜力巨大，发展前景十分美好。

7.       展望一下网络科学的发展前景。

网络科学发展前景十分美好，基于以下两大方面：

（1）                它能够进一步加快人类社会与各国人民之间的更密切、更快捷的沟通与交流，包括科学技术、文化娱乐、经济商业、外交社交、人类外空（宇航）活动等方方面面，网络无所不在，无所不能。网络科学既是科学发展观和方法论，具有指导意义；又是可以应用于实际各种领域，产生社会经济效益，因此它的深入发展必将极大地促进人类的物质文明和精神文明的建设和进步。

（2）                网络科学发展同时也是一把双韧箭，有利有弊，需要全世界爱好和平的人民团结起来，高度警惕，共同来维护网络的安全与和平利用，绝对不能被别有用心的人或野心家、集团和国家用于盗窃、破坏和战争等各种卑鄙目的。网络科学的研究与发展应该也必须接受“曼哈顿(原子弹)工程”的历史深刻教训，对于“反恐”网络分析，特别是“网络中心战”，不应被各国军方不负责任地扩大化。任何负责任的国家和国防部门都要认真研究应对这种可能发生的方法、策略和措施等长远之计。对此，今后全世界的网络工作者应该引起高度的警惕和关切！绝不能让历史的悲剧重演！

网络科学的挑战与机遇并存，决不可等闲视之！