自動化專業(yè)在未來將大有可為
管曉宏，清華大學(xué)自動化系系主任，長江特聘教授，國際電氣電子工程師協(xié)會會士（IEEE Fellow）。曾獲得國家杰出青年基金、國家自然科學(xué)二等獎、國家科技進(jìn)步二等獎、美國李氏基金杰出成就獎等重大獎項(xiàng)。
記者：中國有句古話“欲善其事，先利其器”，用這句話來形容信息科學(xué)在中國現(xiàn)代化發(fā)展中的重要作用是再恰當(dāng)不過了。自動化是信息學(xué)科中十分重要的一部分，您能否通俗地介紹一下，什么是自動化？
管曉宏：所謂自動化，簡單地說就是指各種智能裝置，包括計(jì)算機(jī)、受控對象和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的系統(tǒng)按照一定的規(guī)律完成系統(tǒng)的控制、優(yōu)化、決策等等的功能。比如 “神舟六號”飛船，它要按照設(shè)計(jì)發(fā)射出去，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的軌跡進(jìn)入太空軌道，然后在太空中保持一定的姿態(tài)平穩(wěn)地運(yùn)行，最后完全按照指令和要求按照預(yù)定的軌道返回地球，非常精確地到達(dá)預(yù)定的地點(diǎn)，這就是一個非常復(fù)雜的控制系統(tǒng)。這個控制系統(tǒng)的復(fù)雜過程都是自動化學(xué)科專業(yè)要完成的任務(wù)。
記者：您曾撰文論述過未來幾年或是幾十年將是自動化再次蓬勃發(fā)展的時期，這是不是可以理解為自動化學(xué)科未來的發(fā)展前景非常好？
管曉宏：的確如此。發(fā)射探索更遠(yuǎn)太空的飛船、建造飛得更快更安全的飛機(jī)、制造跑得更快更安全的高速列車、制造航行更遠(yuǎn)更快的艦船……這些都離不開自動化。自動化學(xué)科是在第二次世界大戰(zhàn)以后在實(shí)際需求牽引下發(fā)展起來的。我國目前正處于工業(yè)化和信息化并行的特殊時期，國家提出用信息化帶動工業(yè)化改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，反過來促進(jìn)信息化的發(fā)展思路。自動化學(xué)科在這之中是一個承上啟下的學(xué)科，起到接口的作用。所以自動化學(xué)科在未來是大有作為的。
記者：但是也有人提出這樣的問題：自動化技術(shù)已經(jīng)非常普及了，機(jī)械有機(jī)械自動化，電氣有電氣工程自動化，能源有能源自動化。那么自動化學(xué)科和這些學(xué)科之間有什么相同或者不同處？
管曉宏：我很高興自動化學(xué)科專業(yè)能在其他行業(yè)、其他學(xué)科中得到發(fā)揚(yáng)、推廣。但是自動化學(xué)科有自身的規(guī)律。
從清華自動化學(xué)科的發(fā)展情況看，清華的自動化學(xué)科有非常悠久的歷史，可以追溯到自動化學(xué)科、控制論發(fā)源的源頭。1936年美國麻省理工控制論的創(chuàng)始人維納教授在自己后來寫的一本書《我是一個數(shù)學(xué)家》中明確提出，他的控制論創(chuàng)始的工作實(shí)際上是源于在清華工作的那段時間。另外，1935年錢學(xué)森教授考取了清華的公費(fèi)出國名額到美國留學(xué)，后來在美國創(chuàng)立了工程控制論。上世紀(jì)50年代以后清華好幾個系都成立了跟自動化相關(guān)的專業(yè)，所以很多國內(nèi)的著名學(xué)者，像鐘士模教授、常迵院士、鄭維敏教授、方崇智教授、童詩白教授……都是自動化學(xué)科的。
可以說，清華的自動化學(xué)科的發(fā)展體現(xiàn)出以下特點(diǎn)：一是要充分考慮信息科學(xué)技術(shù)的新成果，研究信息的獲取、信息的處理、系統(tǒng)的建模、優(yōu)化的新理論和新方法；二是要針對不同行業(yè)出現(xiàn)的新問題加以研究，開拓新的研究方向，追求學(xué)科發(fā)展的制高點(diǎn)，比如說我們研究網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，研究復(fù)雜系統(tǒng)，研究傳感器網(wǎng)絡(luò)，研究信息融合，研究生物信息學(xué)，研究量子控制等等這些非常新的研究方向。
因此，可以說，自動化學(xué)科有兩種辦學(xué)方向，一是按照自身的規(guī)律進(jìn)行，二是按照一個產(chǎn)業(yè)或行業(yè)的背景來進(jìn)行。清華自動化學(xué)科的是按學(xué)科自身規(guī)律進(jìn)行辦學(xué)的，并有自己的鮮明特色：一是實(shí)踐性，自動化學(xué)科是從實(shí)踐當(dāng)中來的，是由實(shí)際需求牽引的；二是基礎(chǔ)性，我們的基礎(chǔ)主要是應(yīng)用數(shù)學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)的基礎(chǔ)，應(yīng)用數(shù)學(xué)還有研究系統(tǒng)的規(guī)律等都需要數(shù)學(xué)方程的描述，物理學(xué)原理幫助我們進(jìn)行系統(tǒng)物理量的檢測，所以也要大量應(yīng)用物理學(xué)原理；三是時代特色，自動化學(xué)科永遠(yuǎn)要研究新問題，總是在研究各類系統(tǒng)出現(xiàn)的新問題；四是綜合性，自動化學(xué)科總是從一個系統(tǒng)的全面的角度來看待、分析、研究各類的目標(biāo)；五是學(xué)科交叉特色明顯，自動化學(xué)科與計(jì)算機(jī)學(xué)科、電子通訊學(xué)科，以及與很多傳統(tǒng)的學(xué)科，比如力學(xué)、機(jī)械學(xué)、化工等都有交叉。特別是最近一些年來，自動化跟生物學(xué)科也有非常密切的交叉關(guān)系。
記者：自動化大概有哪些學(xué)科方向？主要研究對象是什么？
管曉宏：自動化系招生的本科專業(yè)名稱是自動化，學(xué)科的正式名稱叫控制科學(xué)與工程，下設(shè)五個大的方向，或者叫二級學(xué)科：一是控制理論與控制工程，主要是研究控制系統(tǒng)，比如說各類各樣的機(jī)器人的控制，包括擬人機(jī)器人的控制；二是模式識別與智能系統(tǒng)，研究信息智能處理、模式識別的問題，比如說指紋的識別系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)都是這個學(xué)科研究的主要內(nèi)容之一；三是檢測與自動化裝置，研究各類的傳感器對物理量的測量，比如說飛機(jī)、宇宙飛船的速度、加速度、姿態(tài)等物理量的測量；四是系統(tǒng)工程，它主要從一個系統(tǒng)的大的范圍內(nèi)研究系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、優(yōu)化等等，比如說智能交通系統(tǒng)研究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，研究系統(tǒng)運(yùn)行時的優(yōu)化控制，使得盡量減少交通堵塞；五是導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制，主要是研究飛船、飛機(jī)、艦船的導(dǎo)航，姿態(tài)的控制，軌跡的控制等等。
記者：在這些方向和領(lǐng)域，清華都取得了哪些進(jìn)展？
管曉宏：改革開放以來，清華自動化系先后承擔(dān)了數(shù)百項(xiàng)的科研項(xiàng)目，取得了十多項(xiàng)國家級獎項(xiàng)，包括去年剛剛獲得的國家科技進(jìn)步二等獎。同時自動化系還獲得了美國制造工程師協(xié)會（ESME）1994年頒發(fā)的“大學(xué)領(lǐng)先獎”。在剛剛進(jìn)行的國家一級學(xué)科評估中，清華大學(xué)的控制科學(xué)與工程學(xué)科（自動化）全國第一；控制理論與控制工程和模式識別和智能系統(tǒng)兩個二級學(xué)科在上一次的重點(diǎn)學(xué)科評估當(dāng)中也是排名第一。清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室很重要的一個組成部分就是自動化學(xué)科的相關(guān)研究部。另外，國家集成制造CIMS工程研究中心就設(shè)在清華自動化系。可以說，清華自動化學(xué)科自成立以來取得了很大的成就，也為國家做出了一定的貢獻(xiàn)。
記者：聽說清華自動化系的國際學(xué)術(shù)交流與合作也非常頻繁。
管曉宏：是的。自動化系同國外一流大學(xué)，如哈佛大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院（MIT）、美國伯克利加州大學(xué)、耶魯大學(xué)、康奈爾大學(xué)每年都派學(xué)者互訪，年輕學(xué)者經(jīng)常到這些學(xué)校去講學(xué)、進(jìn)修。自動化系還有國際合作學(xué)生的派出計(jì)劃，與國外大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生，使本科生和研究生有機(jī)會到這些大學(xué)去學(xué)習(xí)。
自動化系還常常舉辦許多有影響的國際會議，如2004年舉辦的國際智能與網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的研討會，邀請了四位美國工程院院士以及國內(nèi)十幾位院士和著名學(xué)者參加研討會。
同時自動化學(xué)科還與國際知名的跨國公司合作建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，比如說微軟、Google、IBM、西門子、羅克韋爾等一些著名跨國公司。最近還正在同美國的UCC公司商談建立聯(lián)合研究院。
記者：自動化系的師資力量也非常強(qiáng)，很多國際知名學(xué)者，比如像您，都本科生講課。您能否詳細(xì)介紹一下？
管曉宏：是的，我不僅給本科生講課，也帶本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)。不僅僅在自動化系，清華許多有名教授都是這樣做的。自動化系有100多位專職教師，其中大部分人都有博士學(xué)位，很多還擁有國外知名大學(xué)的博士學(xué)位。我們的教師隊(duì)伍當(dāng)中有中國科學(xué)院李衍達(dá)院士，中國工程院吳澄院士。另外，自動化系還聘請了國際知名學(xué)者、美國哈佛大學(xué)何毓琦教授擔(dān)任講席教授，在他的帶領(lǐng)下，邀請了其他5位國內(nèi)外知名學(xué)者擔(dān)任講席教授組成員。
記者：自動化系不僅師資力量雄厚，學(xué)生培養(yǎng)也非常有特色，比如說非常強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)，創(chuàng)新等等。
管曉宏：自動系在學(xué)生培養(yǎng)方面可以簡要概括為以下幾個特點(diǎn)：
一，非常注重對學(xué)生基礎(chǔ)理論的培養(yǎng)，注重基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)。例如，自動化系本科生在歷年北京市舉辦的非物理專業(yè)的物理競賽上取得的成績在北京市一直名列前茅。
二，注重對學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。自動化系在“挑戰(zhàn)杯”科展上一直都有不俗的表現(xiàn)。自動化系還實(shí)施了SRT引導(dǎo)計(jì)劃，引導(dǎo)同學(xué)盡快進(jìn)入課題組研究課題。另外，自動化系在國際智能機(jī)器人大賽上取得了好成績，在Freescale智能車大賽上自動化系的代表隊(duì)獲得了一等獎。
三，注重對學(xué)生全面素質(zhì)的培養(yǎng)。比如，自動化系國防班學(xué)生自己作曲填詞的節(jié)目《追夢》，表現(xiàn)了追求真理、追求知識的積極向上的精神。體育活動也是自動化系的另外一個傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)，在校運(yùn)會“馬約翰”杯的比賽中多次獲得冠軍。通過這樣的文體活動，激發(fā)了同學(xué)們積極向上的精神，創(chuàng)造了一種非常健康向上的文化。
記者：自動化系畢業(yè)生的就業(yè)情況如何？
管曉宏：自動化本科生約70%直接免試推薦攻讀研究生，約5%通過考試進(jìn)入研究生階段的學(xué)習(xí)，約15%出國繼續(xù)深造，另外約10%直接就業(yè)。本科生和研究生就業(yè)單位包括了高等院校、科研院所、重點(diǎn)企業(yè)、外資企業(yè)、政府機(jī)關(guān)、部隊(duì)、金融機(jī)構(gòu)等等。因?yàn)樽詣踊档膶W(xué)科專業(yè)強(qiáng)調(diào)了基礎(chǔ)、綜合、交叉，所以自動化系畢業(yè)生就業(yè)范圍很廣，學(xué)生的適應(yīng)力很強(qiáng)。
記者：您1982年清華自動化本科畢業(yè)，1985年清華自動化系碩士畢業(yè)，之后出國學(xué)習(xí)工作后又選擇了回國。作為自動化系的杰出學(xué)長，請您談?wù)勄迦A對您最大的影響是什么？
管曉宏：清華對我最大的影響首先是兩種精神，一種是立志創(chuàng)新、追求卓越的精神，對我而言無論是學(xué)術(shù)還是人生的發(fā)展都受益無窮；另一種就是對祖國、對人民、對社會的責(zé)任感。我記得我入學(xué)時候是剛剛粉碎“四人幫”全國百廢待興的時候，進(jìn)校的時候校領(lǐng)導(dǎo)跟我們說：“清華大學(xué)是重點(diǎn)中的重點(diǎn)，同學(xué)們都是百里挑一、千里挑一進(jìn)去的，所以你們責(zé)任感很重。”我們對清華大學(xué)對我們的培養(yǎng)一直銘記在心。另外清華大學(xué)特別注重培養(yǎng)學(xué)生的社會工作能力，我曾經(jīng)擔(dān)任過班干部，也在校團(tuán)委做過社會工作，這對我以后的發(fā)展當(dāng)中培養(yǎng)自己的團(tuán)隊(duì)合作精神、組織協(xié)調(diào)能力起了很大的作用。
記者：聽說自動化系向您這樣杰出的畢業(yè)生非常多。
管曉宏：自動化系專業(yè)面寬、適應(yīng)力強(qiáng)，所以在各行各業(yè)都有一大批非常杰出的系友，為我國現(xiàn)代化事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。例如，上世紀(jì)60年代培養(yǎng)的畢業(yè)生當(dāng)中包括了著名的航天控制專家吳宏鑫院士，也包括中央政治局的兩位常委吳官正同志和黃菊同志。在1977年恢復(fù)高考以后，在學(xué)術(shù)界有北京大學(xué)著名的控制理論專家王龍教授、東南大學(xué)田玉平教授，他們都是長江特聘教授、國家杰出青年基金的獲得者。同時，一些非常杰出的系友活躍在海外的學(xué)術(shù)界，比如說美國康奈爾大學(xué)的童朗教授，他是國際上知名的通信與控制專家；美國南加州大學(xué)的秦泗釗教授，他是著名化工控制專家；加拿大阿爾伯特大學(xué)的陳通文教授，他是著名的控制理論和信號處理專家；香港中文大學(xué)的嚴(yán)厚民教授，他是著名的系統(tǒng)工程專家；香港理工大學(xué)的張大鵬教授是著名的模式識別、人工智能專家。在國防院所工作的校友包括了原空一所的所長張鴻元大校；空軍第四研究所的副所長劉寶生大校；航天科技集團(tuán)五O二研究所的胡軍博士，他曾經(jīng)是“神州六號”飛船分系統(tǒng)的總師。在政府機(jī)關(guān)和金融界也有非常優(yōu)秀的系友，如現(xiàn)任中國人民銀行行長、自動化系的第一位博士生周小川。
記者：那么如何從人生規(guī)劃看專業(yè)選擇？
管曉宏：我國正在經(jīng)歷一個前所未有的發(fā)展時期，我們正在實(shí)現(xiàn)我們中國多少代志士仁人夢寐以求的現(xiàn)代化。現(xiàn)代化呼喚自動化，需要一大批從事自動化科學(xué)與技術(shù)的專門高級人才。所以，從家國家發(fā)展的大視野中規(guī)劃自己的人生是大有可為、前途無量的。我們非常真誠的歡迎有志者到清華大學(xué)自動化系來學(xué)習(xí)，為我們國家的自動化科學(xué)和技術(shù)事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。（通訊員楊悅 編輯 顧淑霞）
