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元宇宙前世篇|控制論與被遺忘的華人科學家

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元宇宙前世篇|控制論與被遺忘的華人科學家

自相關儀前的師生二人:左為維納、右為李郁榮、中為Jerome Wiesner (時為實驗室副主任,後為肯尼迪總統科技顧問,MIT校長)| 1949年于MIT

撰文|王飛躍(中國科學院自動化研究所研究員)

責編|邸利會

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李郁榮,1904年生于澳門,是廣東新會人。他是華人系統學習研究現代通信和控制的第一人,他的工作催生了維納的控制論思考,并在後期發展維納控制論的理論及工程應用方面,做出了極大的貢獻。

他于1930年在MIT獲得博士學位,導師是維納。

維納本人也十分看重與李郁榮的合作,認為李郁榮的穩重與判斷力正是自己需要的,李郁榮是自己進入工程應用的 “橋梁”,并與李郁榮完成了他的第一個網絡專利。

實際上,這也是1936年維納來清華任教一年的主要原因之一,因為離開了李,他在電路網絡方面的研究進展大大受挫,一籌莫展。

在清華大學,他們取得更多的進展,加深了維納對回報作用、意義及其複雜性的了解。他們還提出了離散計算機的設想,并安排清華大學向MIT購買相應裝置器件,可惜因種種原因被時任MIT工學院院長的布什否定。

此外,在清華的時候,維納還幫助過華羅庚,前往英國到他以前的老師哈代那裡深造,使華羅庚在國際數學界顯露頭角。

維納自己認為,在清華大學的一年,才是控制論思想萌芽的一年。

其實,李郁榮随維納學習之初十分困難。開始時,按維納的理論設計電路總行不通。他跑去找維納,說理論一定有什麼地方不對。好在李郁榮沒有放棄,不斷的嘗試,一年之後,才算明白維納在說什麼,終于成功。

他們的“柔性網絡”在當時具有革命性的突破意義,以緻 “無人相信”!

博斯(Bose)是李郁榮的博士生,他後來轉述了李郁榮博士論文答辯的火爆場面——

電機系裡20名教授全都來了,他們根本不了解李郁榮在做什麼,弄不明白為何對一個清清楚楚的電路,搞上一堆不知所雲的複雜數學公式,而且除了維納保證這些式子是對的,就是李郁榮自己也說不清它們是什麼意思。

原來,李按照維納的指導,第一次将拉蓋爾函數用于電路分析,還首次使用今日電路和控制通用的術語 “綜合”(Synthesis),并開創性地把希爾伯特變換關系用于工程分析,發明了著名的Lee-Wiener網絡。

因為不是數學家,李郁榮有些地方并沒有吃透,而且維納似乎也沒花多少時間去思考并指導李郁榮。結果,大家 “猛轟” 李郁榮,不停向他提問,使他幾乎無法招架。

最後,年輕的教授維納站起來說:“先生們,我建議你們把論文帶回家好好研究一下,你們會發現它是對的!” 維納的話結束了李郁榮的答辯,但是“通過”還是“失敗”,沒個結果。

兩周之後,李郁榮在惴惴不安中收到系裡寄來的小紙條,上面寫着:“你過了。(You passed. )”

博斯為此憤憤不平,認為這些教授們欠李郁榮和維納一個道歉:他們應祝賀二位并贊揚其巨大貢獻,這是電機工程領域裡程碑式的工作,從此為現代通信工程打下了理論和應用基礎。

博士畢業之後,李郁榮因身為中國人很難找到工作,盡管維納非常想把他留在MIT或在美國工作,極力推薦。最後李郁榮隻好回到上海,後赴清華教書,最先要做的一件事就是請維納來華通路。

在清華,維納收到了AT&T的信,要買他和李郁榮的專利。為了使專利盡快得到應用,維納決定忍痛以5千美元的低價把專利賣了,以為産品上市後一定還會分到更多的利潤。

沒想到,AT&T買他們的專利的目的是為了将其束之高閣,打開他們自己專利的市場,消滅競争。從此,他們再也沒從專利得到分文。這件事,讓維納痛恨AT&T和大公司,從此開始失去對大組織的信任。

1942年初,維納向軍方送出了他關于防空火力控制的研究報告,名為《穩态時間序列的外插、内插和平滑》。裡面滿是複雜的數學公式。

報告很快被相關部門負責人瓦倫 韋弗(也是一個數學家)用明亮的黃色封面裝訂起來,被稱為 “黃禍” 并标為機密,僅在有一定密級的人員中傳閱。

戰後的1948年,香農和韋弗出版了《通信的數學理論》(也是一部經典),維納認為該作利用了他的研究成果,至少受了啟發,而維納的報告卻遲遲沒有解密,直到1949年才正式發表。

維納一直堅信他的理論可以在第二次世界大戰中發揮重要作用,但卻被官僚封殺,自此更對政府和軍方失去信心。這就是為何他在戰後聲稱不再接收大公司、軍方和政府的研究經費資助,并公開發表反戰聲明的一個原因,也是他心中想去賴特-帕特森空軍基地但不自己前往的原因。

從曆史資料看來,維納與李郁榮和博斯這些低調 “微不足道” 的人共事時最為快樂且高産。

維納後來幫助李郁榮在MIT找到位置,但李郁榮和夫人因抗日戰争爆發滞留上海,最後靠開古董店和當年AT&T的專利費維生。戰後他們得以赴美,在MIT為推廣維納理論的應用不遺餘力,成果卓然,形成當時名震世界的通信統計理論學派,并在MIT開課,其講座影響廣泛。

李郁榮的學生中有許多留在MIT執教,他們都是現代控制和通信曆史上赫赫有名的權威,其中兩人創辦了今天仍十分有名的Teledyne公司和Bose公司。至此,李郁榮總算 “回報” 了當年MIT電機系教授們對他的博士論文的 “禮遇”。

元宇宙前世篇|控制論與被遺忘的華人科學家

李郁榮主持的MIT夏季講座使維納的理論廣為傳播,成為現代通信的基礎 |(攝于1954年,維納身邊分别是李郁榮和香農)

身為第二代孟加拉裔的美國人,博斯是李郁榮一位富有傳奇色彩的學生,也是他的第一個博士生。

當年,李要博斯研究維納的非線性理論的論文和筆記,但花了十個月博斯還弄不清維納到底在講什麼。每次問李郁榮,李郁榮總是告訴他:“堅持,會來的。(Keep on it, it will come. )”

一次李郁榮告訴博斯,有個數學的國際會議将在MIT召開,讓他去講維納的理論。在此之前,博斯從未做過學術報告,而且并不懂要講的東西,他真的吓壞了。會議召開的兩周之前,他終于覺得 “明白了”,結果博斯的報告被會議高度評價,連維納也非常滿意,這段經曆也成了博斯最寶貴的學習體驗。

元宇宙前世篇|控制論與被遺忘的華人科學家

黑闆前的師生三代:左為李郁榮、中為博斯、右為維納 | 1957年于MlT

當年,博斯因為難以向大公司推銷他的音響技術而苦悶,去向李郁榮訴說。李郁榮用自己開古董店的經驗告訴博斯:“每一個古董商的夢想就是有一天一個極有價值的東西能來到手中,而且能被認出來并抓牢,不讓它跑掉。”

盡管李郁榮沒再講什麼,波斯明白了:他不應該再去找大公司了,自己幹!今天,Bose公司已是世界上最著名的音響裝置商,李郁榮就是它的 “催生者”。

李郁榮的一生樸實低調,他婚後無子女,其夫人是加拿大人,著有 A Letter to My Aunt ,記錄其中國的艱難經曆。1969年退休後到加州生活,于1989年11月8日去世。今天,李郁榮教授差不多已被完全遺忘,令人感歎。

制版編輯 | 姜絲鴨

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