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元宇宙前世篇|控制论与被遗忘的华人科学家

已有 1579 次阅读 2022-3-24 11:05 |系统分类:观点评述

元宇宙前世篇|控制论与被遗忘的华人科学家


王飞跃


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自相关仪前的师生二人:左为维纳、右为李郁荣、中为Jerome Wiesner (时为实验室副主任,后为肯尼迪总统科技顾问,MIT校长)| 1949年于MIT


李郁荣,1904年生于澳门,是广东新会人。他是华人系统学习研究现代通信和控制的第一人,他的工作催生了维纳的控制论思考,并在后期发展维纳控制论的理论及工程应用方面,做出了极大的贡献。


他于1930年在MIT获得博士学位,导师是维纳。


维纳本人也十分看重与李郁荣的合作,认为李郁荣的稳重与判断力正是自己需要的,李郁荣是自己进入工程应用的 “桥梁”,并与李郁荣完成了他的第一个网络专利。


实际上,这也是1936年维纳来清华任教一年的主要原因之一,因为离开了李,他在电路网络方面的研究进展大大受挫,一筹莫展。


在清华大学,他们取得更多的进展,加深了维纳对反馈作用、意义及其复杂性的理解。他们还提出了离散计算机的设想,并安排清华大学向MIT购买相应设备器件,可惜因种种原因被时任MIT工学院院长的布什否定。


此外,在清华的时候,维纳还帮助过华罗庚,前往英国到他以前的老师哈代那里深造,使华罗庚在国际数学界显露头角。


维纳自己认为,在清华大学的一年,才是控制论思想萌芽的一年。


其实,李郁荣随维纳学习之初十分困难。开始时,按维纳的理论设计电路总行不通。他跑去找维纳,说理论一定有什么地方不对。好在李郁荣没有放弃,不断的尝试,一年之后,才算明白维纳在说什么,终于成功。


他们的“柔性网络”在当时具有革命性的突破意义,以致 “无人相信”! 


博斯(Bose)是李郁荣的博士生,他后来转述了李郁荣博士论文答辩的火爆场面——


电机系里20名教授全都来了,他们根本不理解李郁荣在做什么,弄不明白为何对一个清清楚楚的电路,搞上一堆不知所云的复杂数学公式,而且除了维纳保证这些式子是对的,就是李郁荣自己也说不清它们是什么意思。


原来,李按照维纳的指导,第一次将拉盖尔函数用于电路分析,还首次使用今日电路和控制通用的术语 “综合”(Synthesis),并开创性地把希尔伯特变换关系用于工程分析,发明了著名的Lee-Wiener网络。


因为不是数学家,李郁荣有些地方并没有吃透,而且维纳似乎也没花多少时间去思考并指导李郁荣。结果,大家 “猛轰” 李郁荣,不停向他提问,使他几乎无法招架。


最后,年轻的教授维纳站起来说:“先生们,我建议你们把论文带回家好好研究一下,你们会发现它是对的!” 维纳的话结束了李郁荣的答辩,但是“通过”还是“失败”,没个结果。


两周之后,李郁荣在惴惴不安中收到系里寄来的小纸条,上面写着:“你过了。(You passed. )” 


博斯为此愤愤不平,认为这些教授们欠李郁荣和维纳一个道歉:他们应祝贺二位并赞扬其巨大贡献,这是电机工程领域里程碑式的工作,从此为现代通信工程打下了理论和应用基础。


博士毕业之后,李郁荣因身为中国人很难找到工作,尽管维纳非常想把他留在MIT或在美国工作,极力推荐。最后李郁荣只好回到上海,后赴清华教书,最先要做的一件事就是请维纳来华访问。


在清华,维纳收到了AT&T的信,要买他和李郁荣的专利。为了使专利尽快得到应用,维纳决定忍痛以5千美元的低价把专利卖了,以为产品上市后一定还会分到更多的利润。


没想到,AT&T买他们的专利的目的是为了将其束之高阁,打开他们自己专利的市场,消灭竞争。从此,他们再也没从专利得到分文。这件事,让维纳痛恨AT&T和大公司,从此开始失去对大组织的信任。


1942年初,维纳向军方提交了他关于防空火力控制的研究报告,名为《稳态时间序列的外插、内插和平滑》。里面满是复杂的数学公式。


报告很快被相关部门负责人瓦伦•韦弗(也是一个数学家)用明亮的黄色封面装订起来,被称为 “黄祸” 并标为机密,仅在有一定密级的人员中传阅。


战后的1948年,香农和韦弗出版了《通信的数学理论》(也是一部经典),维纳认为该作利用了他的研究成果,至少受了启发,而维纳的报告却迟迟没有解密,直到1949年才正式发表。


维纳一直坚信他的理论可以在第二次世界大战中发挥重要作用,但却被官僚封杀,自此更对政府和军方失去信心。这就是为何他在战后声称不再接收大公司、军方和政府的研究经费资助,并公开发表反战声明的一个原因,也是他心中想去赖特-帕特森空军基地但不自己前往的原因。


从历史资料看来,维纳与李郁荣和博斯这些低调 “微不足道” 的人共事时最为快乐且高产。


维纳后来帮助李郁荣在MIT找到位置,但李郁荣和夫人因抗日战争爆发滞留上海,最后靠开古董店和当年AT&T的专利费维生。战后他们得以赴美,在MIT为推广维纳理论的应用不遗余力,成果卓然,形成当时名震世界的通信统计理论学派,并在MIT开课,其讲座影响广泛。


李郁荣的学生中有许多留在MIT执教,他们都是现代控制和通信历史上赫赫有名的权威,其中两人创办了今天仍十分有名的Teledyne公司和Bose公司。至此,李郁荣总算 “回报” 了当年MIT电机系教授们对他的博士论文的 “礼遇”。

 

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李郁荣主持的MIT夏季讲座使维纳的理论广为传播,成为现代通信的基础 |

(摄于1954年,维纳身边分别是李郁荣和香农)


身为第二代孟加拉裔的美国人,博斯是李郁荣一位富有传奇色彩的学生,也是他的第一个博士生。


当年,李要博斯研究维纳的非线性理论的论文和笔记,但花了十个月博斯还弄不清维纳到底在讲什么。每次问李郁荣,李郁荣总是告诉他:“坚持,会来的。(Keep on it, it will come. )”


一次李郁荣告诉博斯,有个数学的国际会议将在MIT召开,让他去讲维纳的理论。在此之前,博斯从未做过学术报告,而且并不懂要讲的东西,他真的吓坏了。会议召开的两周之前,他终于觉得 “明白了”,结果博斯的报告被会议高度评价,连维纳也非常满意,这段经历也成了博斯最宝贵的学习体验。

 

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黑板前的师生三代:左为李郁荣、中为博斯、右为维纳 | 1957年于MlT


当年,博斯因为难以向大公司推销他的音响技术而苦闷,去向李郁荣诉说。李郁荣用自己开古董店的经验告诉博斯:“每一个古董商的梦想就是有一天一个极有价值的东西能来到手中,而且能被认出来并抓牢,不让它跑掉。”


尽管李郁荣没再讲什么,波斯明白了:他不应该再去找大公司了,自己干!今天,Bose公司已是世界上最著名的音响设备商,李郁荣就是它的 “催生者”。


李郁荣的一生朴实低调,他婚后无子女,其夫人是加拿大人,著有 A Letter to My Aunt ,记录其中国的艰难经历。1969年退休后到加州生活,于1989年11月8日去世。今天,李郁荣教授差不多已被完全遗忘,令人感叹。



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1 王安良

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