網(wǎng)信軍民融合編輯部 王躋霖

王浚院士是我國(guó)人機(jī)與環(huán)境工程技術(shù)專家，多年來一直從事一線教學(xué)及科研工作，在環(huán)境控制技術(shù)、環(huán)境模擬技術(shù)、高超聲速飛行器熱控制及熱試驗(yàn)、航天技術(shù)、民用飛機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究。近日，王浚院士接受了《網(wǎng)信軍民融合》雜志的專訪，他就技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新、信息技術(shù)與系統(tǒng)工程應(yīng)用等談了自己的深刻見解與思考。

問：您從進(jìn)入北航以來到現(xiàn)在，一直在從事航空航天和相關(guān)領(lǐng)域的研究，是什么樣的機(jī)遇和信仰，讓您一直從事這方面的研究呢？

中國(guó)工程院院士王浚

王浚院士：首先從入學(xué)開始講起吧。上北航主要有兩點(diǎn)：首先，我畢業(yè)于山西省汾陽中學(xué)，該學(xué)校由美國(guó)教會(huì)用庚子賠款建立，校園非常優(yōu)美，老師的教學(xué)水平也很高。在中學(xué)期間，一次偶然的機(jī)會(huì)我讀到了前蘇聯(lián)火箭專家齊奧爾科夫斯基撰寫的一本科普書，其中有一句話對(duì)我影響很大，那就是“地球是人類的搖籃，但人類不能永遠(yuǎn)在搖籃里”，給我的啟發(fā)就是人類不能一直停留在地球上，總是要到地球之外的深空去探索；其次是在我1954年參加高考之前的幾年，我國(guó)正經(jīng)歷抗美援朝戰(zhàn)爭(zhēng)，當(dāng)時(shí)美軍的空中力量很強(qiáng)大，而我國(guó)初期沒有空中作戰(zhàn)能力，中后期也較弱，吃了很多虧，我們的后勤運(yùn)輸線遭受的損失也很大?？梢妵?guó)家沒有飛機(jī)是不行的。而此時(shí)北航作為國(guó)防院校進(jìn)行招生，經(jīng)過篩選和高考，我被北航錄取。

根據(jù)中央建立我國(guó)空軍急需人才的要求，由當(dāng)時(shí)清華大學(xué)等八所高校的航空系合并，于1952年創(chuàng)建了“北京航空學(xué)院（原）”。我初入校門時(shí)，印象最深的就是迎門的紅色橫幅：“歡迎未來的紅色航空工程師”。我的專業(yè)是飛機(jī)設(shè)計(jì)，在接受國(guó)防教育后，清楚地認(rèn)識(shí)到，國(guó)家想要強(qiáng)大、不挨打，就必須要造出自己的飛機(jī)。所以做一個(gè)紅色航空工程師也成為我一直努力的目標(biāo)。

畢業(yè)后，我根據(jù)國(guó)家需要服從分配留校到新成立的專業(yè)。當(dāng)時(shí)國(guó)際科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，飛機(jī)飛得越來越高、越來越快，而飛機(jī)上適應(yīng)高空的設(shè)備也隨之發(fā)展。在此背景下，適應(yīng)國(guó)防需要，北航成立了“飛機(jī)高空設(shè)備”這個(gè)專業(yè)。由于時(shí)間緊迫，從一年級(jí)開始培養(yǎng)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，新專業(yè)的學(xué)生就在飛機(jī)設(shè)計(jì)專業(yè)大學(xué)四年級(jí)（當(dāng)時(shí)北航是五年制）學(xué)生中抽調(diào)，組成了最開始的飛機(jī)高空設(shè)備專業(yè)。后來，根據(jù)專業(yè)的發(fā)展和空天技術(shù)的進(jìn)步，我們專業(yè)學(xué)科技術(shù)面擴(kuò)大，專業(yè)先是改名為飛行器環(huán)境控制，后于上世紀(jì)末改為今天的“飛行器人機(jī)與環(huán)境工程”，是國(guó)家認(rèn)可的“航空宇航科學(xué)技術(shù)”一級(jí)學(xué)科下屬的二級(jí)學(xué)科。我也一直從事這個(gè)專業(yè)至今。

成立之初這個(gè)專業(yè)的教師和輔導(dǎo)員都是24、25歲的青年，我們的主任也只有32歲。大家都沒有任何經(jīng)驗(yàn)，可以說是一片空白。因此，我們就去部隊(duì)、航空廠所調(diào)研，根據(jù)收集的一些產(chǎn)品說明書和工藝資料，消化整理編為最初的專業(yè)課教材。收集的產(chǎn)品用做教具，如：駕駛員的服裝、頭盔、氧調(diào)器、壓調(diào)器、降落傘等。我們還根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，自己設(shè)計(jì)一些教具。實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如高空艙等，教師查資料，自己設(shè)計(jì)，到工廠（如北京鍋爐廠）去加工，教師一直跟產(chǎn)。就在這樣的條件下，用了一年的時(shí)間，就正式上專業(yè)課，帶“課程設(shè)計(jì)”和“畢業(yè)實(shí)習(xí)”及“畢業(yè)設(shè)計(jì)”。其實(shí)，當(dāng)時(shí)我也只比學(xué)生大兩歲左右，但他們?nèi)缘媒形依蠋?。從成立到現(xiàn)在的歷程，可以看出我們這個(gè)專業(yè)一直是根據(jù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國(guó)家的需求發(fā)展、進(jìn)步和壯大，由短線變長(zhǎng)線，由軍用變軍民兩用。

問：“十四五”將“堅(jiān)持系統(tǒng)觀”作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展必須遵守的原則之一，人機(jī)與環(huán)境工程其實(shí)也是系統(tǒng)工程應(yīng)用的表現(xiàn)，那么您認(rèn)為這些國(guó)家戰(zhàn)略給了人機(jī)環(huán)境工程哪些機(jī)遇和挑戰(zhàn)呢？

王浚院士：我們應(yīng)該抓住兩點(diǎn)：首先，任何事物都應(yīng)該當(dāng)做一個(gè)整體來看待，不論是物質(zhì)的還是社科、人文、藝術(shù)領(lǐng)域等；其次，所有事物是動(dòng)態(tài)變化發(fā)展的。在我看來，錢學(xué)森先生提出的系統(tǒng)工程，其實(shí)與馬克思主義一脈相承，非常吻合。我認(rèn)為不論是物質(zhì)的還是社會(huì)現(xiàn)象的任何事物，都可以用一個(gè)數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行描述，我們將對(duì)不同事物的影響因素之間的關(guān)系通過數(shù)學(xué)模型建立聯(lián)系，這種關(guān)系是動(dòng)態(tài)變化的，應(yīng)有一個(gè)時(shí)間自變量。

當(dāng)前國(guó)家提出的很多政策都體現(xiàn)了系統(tǒng)工程理念，例如總體國(guó)家安全觀，它強(qiáng)調(diào)的不僅是軍隊(duì)或者武器裝備方面的安全，而是多維度的安全，涵蓋了經(jīng)濟(jì)安全、文化安全等16種安全。還有堅(jiān)持四個(gè)自信，我們要堅(jiān)持中國(guó)特色社會(huì)主義道路自信、理論自信、文化自信和制度自信，只有我們將其都看作一個(gè)有機(jī)整體，綜合來分析，才會(huì)理解得更深刻。

對(duì)我們專業(yè)而言也是這樣。人和機(jī)顧名思義，指的是人與其所使用的機(jī)器，比如飛機(jī)、軍艦、坦克等，但不同的環(huán)境對(duì)人與機(jī)器是有很大影響的。因此我們還需要研究其所處環(huán)境，這個(gè)環(huán)境既包括自然環(huán)境，同時(shí)也包括使用環(huán)境，例如體系作戰(zhàn)就包括戰(zhàn)場(chǎng)綜合環(huán)境。因此我們要將人機(jī)與環(huán)境看作一個(gè)不可分割的整體進(jìn)行研究。

當(dāng)前人機(jī)與環(huán)境的研究已經(jīng)不僅局限于航空和航天，也開始應(yīng)用于很多民用領(lǐng)域。例如辦公環(huán)境，我們提升辦公環(huán)境的目的在于在保證自身健康的同時(shí)，提升工作效率。研究辦公環(huán)境就與空氣質(zhì)量、溫度、濕度、風(fēng)速等因素息息相關(guān)，同時(shí)還包含光線、室內(nèi)裝修等視覺環(huán)境，以及與噪聲、音樂等相關(guān)的聲環(huán)境。從學(xué)科角度考慮，系統(tǒng)工程也涉及到不同學(xué)科的融合，不僅涉及到理工科，還包括與我們健康息息相關(guān)的醫(yī)學(xué)，以及藝術(shù)。例如室內(nèi)環(huán)境如何布置設(shè)計(jì)可以營(yíng)造一個(gè)生活工作便利、身心健康、心情愉悅的大健康場(chǎng)景，因此這又是一個(gè)科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)的融合，而且科學(xué)技術(shù)和藝術(shù)本來就是融合為一體的。

當(dāng)前我們?cè)诿裼妙I(lǐng)域也有不少合作。在室內(nèi)環(huán)境方面，目前我們與一些地面空調(diào)制冷企業(yè)及家電研究院所合作，將我們的專業(yè)知識(shí)與他們?nèi)诤稀?/p>

問：當(dāng)前社會(huì)信息化、數(shù)字化進(jìn)程加快，信息量越來越多，那么在航空航天領(lǐng)域，您認(rèn)為未來的研究重點(diǎn)是怎樣的呢？

王浚院士：從我們專業(yè)角度，第一個(gè)方向是人機(jī)環(huán)境的深度融合。把人和環(huán)境的因素融合進(jìn)去，將人和飛行器融合為一個(gè)高度適應(yīng)飛行和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的功能整體。

第二個(gè)方向是大健康。目前中央提出要提高人民的生活質(zhì)量，其中室內(nèi)環(huán)境就是重要組成部分。廣義的室內(nèi)環(huán)境可以把室內(nèi)看作一個(gè)整體，比如工作環(huán)境指的就是在保證自身安全健康的同時(shí)有效提升工作效率；家居環(huán)境要求保證不同人群生活和休息需求的高質(zhì)量環(huán)境（安全、健康、舒適、方便、節(jié)能、零/微排等）。這個(gè)方向就是所謂大健康、高工效，應(yīng)該說是一個(gè)新的研究領(lǐng)域。在這方面，我們與一些廠所正在開展研究，目前處于初步階段。

最后是大型整機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置建設(shè)問題。當(dāng)前，國(guó)外已建立了一些大型實(shí)驗(yàn)室，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的建立是基于上個(gè)世紀(jì)末的情況而考慮的?？焖俚目萍几锩a(chǎn)業(yè)變革、大國(guó)博弈帶來新的發(fā)展需求，就我們專業(yè)講，如：環(huán)境模擬領(lǐng)域的極地（兩極）自然環(huán)境模擬設(shè)備、臨空環(huán)境模擬設(shè)備、深海環(huán)境模擬設(shè)備、月球及火星等星球環(huán)境模擬設(shè)備，高超聲速飛行器整機(jī)熱/力組合環(huán)境模擬設(shè)備，時(shí)速400km/h高鐵氣候環(huán)境模擬設(shè)備、飛機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)組合空中模擬試驗(yàn)設(shè)備等。這些設(shè)備投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)，但我認(rèn)為國(guó)家需要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)一規(guī)劃，抓緊有計(jì)劃建設(shè)。

王浚院士接受本刊專訪

問：當(dāng)前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等為代表的新興信息技術(shù)不斷創(chuàng)新，您認(rèn)為人機(jī)與環(huán)境工程該如何和新興信息技術(shù)更好地融合，讓信息技術(shù)為我們賦能呢？

王浚院士：使用環(huán)境，如戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境包含了信息感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，我們專業(yè)的系統(tǒng)和設(shè)備也包括智能控制、健康診斷等，人的工效研究與各種測(cè)試設(shè)備和新的信息技術(shù)、AI等是緊密相關(guān)的。

首先，信息技術(shù)要從全面考慮，將陸?？仗炜醋饕粋€(gè)整體來研究，更加立體和全面來思考信息方面的問題，海指的不僅是海里，更是海下，這是我們目前的薄弱環(huán)節(jié)；其次，信息技術(shù)需要和實(shí)體結(jié)合，先進(jìn)的信息技術(shù)相當(dāng)于升級(jí)了我們的大腦，但我們?nèi)孕枰w進(jìn)行真實(shí)的活動(dòng)。信息更重要的是為更多領(lǐng)域賦能，關(guān)鍵問題就在于將各領(lǐng)域的知識(shí)與信息技術(shù)如何更好地融合。

此外，信息技術(shù)起源于基礎(chǔ)科學(xué)，比如數(shù)學(xué)和物理等，因此我們也需要重視基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。只有將基礎(chǔ)科學(xué)與當(dāng)前技術(shù)更好地融合，才能促進(jìn)整個(gè)領(lǐng)域更深層次的發(fā)展。我國(guó)人工智能技術(shù)當(dāng)前在國(guó)際上處于第一方隊(duì)，但我認(rèn)為在應(yīng)用方面仍處于初級(jí)階段，在數(shù)學(xué)方面還需要加強(qiáng)，信息技術(shù)的應(yīng)用不能僅停滯于初級(jí)階段，低端領(lǐng)域的應(yīng)用是無法發(fā)現(xiàn)問題的，還需要向高端應(yīng)用進(jìn)行發(fā)展，只有這樣才能促進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步和關(guān)鍵技術(shù)問題的攻克。

王浚院士接受本刊專訪

問：我們國(guó)家的科研工作不斷發(fā)展，剛剛神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射成功。作為一個(gè)科學(xué)工作者，您一直從事教學(xué)及科研工作，您認(rèn)為進(jìn)行科學(xué)研究都需要哪些品質(zhì)？當(dāng)今人才是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，可以為當(dāng)代科研工作者提一些建議嗎？

王浚院士：航天員訓(xùn)練中心與人機(jī)與環(huán)境工程專業(yè)是非常對(duì)口的，我們很多畢業(yè)生就在從事該領(lǐng)域的工作。

在我長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中，我認(rèn)為科學(xué)家需要具備的精神主要有以下三點(diǎn)：第一要有愛國(guó)愛黨的情懷，將國(guó)家和人民的需要放在第一位。僅考慮個(gè)人利益而沒有崇高的思想覺悟，很難在科研這條艱辛的道路上一直走下去。

第二是實(shí)踐出真知。我的所有課題都是結(jié)合航空航天，或者是相關(guān)工程技術(shù)領(lǐng)域的課題，我所帶的所有碩士生和博士生都需要參與到這些實(shí)踐研究中。比如特高壓輸電問題，在2008年南方冰雪災(zāi)害時(shí)，很多高壓線路發(fā)生故障，導(dǎo)致交通和運(yùn)輸中斷，經(jīng)濟(jì)損失很大?；谶@樣的情況，我們?yōu)閲?guó)家電網(wǎng)公司建立了一個(gè)大型環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)艙直徑20m，內(nèi)部容積約為13000m3，可以模擬6200m高海拔氣壓和-25℃溫度及雨、結(jié)冰、融冰和霧等環(huán)境下的特高壓放電、傳輸?shù)裙δ埽鞘澜缟弦?guī)模最大、性能最先進(jìn)的特高壓試驗(yàn)設(shè)備。我們利用了四年時(shí)間建成，國(guó)家電網(wǎng)公司做了大量實(shí)驗(yàn)，取得海量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為我國(guó)特高壓輸電做出貢獻(xiàn)。我們的青年教師、研究生全程參加了這項(xiàng)工作，將論文寫在了祖國(guó)的大地上。

第三是創(chuàng)新才能進(jìn)步。我們不能因循守舊，在遇到問題解決問題時(shí)，必須要有創(chuàng)新思想和創(chuàng)新精神才能有所進(jìn)步。我們團(tuán)隊(duì)參加20多項(xiàng)國(guó)家重大需求的項(xiàng)目，過程中會(huì)遇到許多理論和實(shí)際問題，沒有創(chuàng)新、敢想和實(shí)干精神是不行的。我們團(tuán)隊(duì)取得了三項(xiàng)國(guó)家獎(jiǎng)、五項(xiàng)國(guó)防一等獎(jiǎng)、九項(xiàng)部委和軍隊(duì)級(jí)二等獎(jiǎng)、五項(xiàng)三等獎(jiǎng)、近70項(xiàng)專利，都是結(jié)合科研實(shí)踐得到的。