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“虚拟仪器之父”是怎样炼成的

行业聚焦点中国仪表网2012年06月14日 09:38人气:12911

  导读:科学无国界,而科学家是有国界的,这句话在“中国虚拟仪器之父”应怀樵身上,就是近半个世纪的岁月里,他始终以“砍柴樵夫”般的坚韧与顽强,跋涉在为中华崛起而奋斗的科学高峰上,即使古稀之年,面对“3次中风、4次心梗、7次至阎王殿”的生命挑战,依然以超人的毅力、坚定的信念,战胜病魔,执著奋进在创世界一流的“虚拟仪器”科研阵地上。

         5月24日,北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长应怀樵在第十五届北京科博会“2012中国战略性新兴产业发展论坛”上,作题为《云智慧时代第三次工业革命正在走来——“从软件制造仪器”到“软件制造一切”》的主题演讲。
  
  科学无国界,而科学家是有国界的,这句话在“中国虚拟仪器之父”应怀樵身上,就是近半个世纪的岁月里,他始终以“砍柴樵夫”般的坚韧与顽强,跋涉在为中华崛起而奋斗的科学高峰上,即使古稀之年,面对“3次中风、4次心梗、7次至阎王殿”的生命挑战,依然以超人的毅力、坚定的信念,战胜病魔,执著奋进在创世界一流的“虚拟仪器”科研阵地上。
  
  而支撑他的则是中国科学界应为人类文明进步作出更大贡献的使命感与荣誉感!正是怀着振兴中华、造福人类的理想追求,他数十年如一日,呕心沥血,将全部精力投入虚拟仪器(VI)科学研究之中,自主创新112项新技术,攻克十大世界性难题并填补国内空白,特别是对“传递函数的测试及实时控制和反演关键技术”的成功突破,为提高虚拟仪器测量精度和范围开创新途径,被认为“可与‘光纤之父’诺奖得主高锟教授的‘光纤通信’成果相提并论”,使中美两国同步创造的虚拟仪器达到可问鼎诺贝尔物理学奖的,具有世界性重大意义的成果,是中华民族继四大发明之后,对人类文明有重要意义和影响的现代发明之一。
  
  生命熔铸: “虚拟仪器之父”是怎样炼成的
  
  1941年7月,应怀樵出生于浙江绍兴,这里人文底蕴深厚,而无论是早年受笃信佛教的母亲的熏陶,还是得益蔡元培曾担任校长的小学优良的教学传统,都使他从小树立了为民族崛起而读书的远大理想。
  
  1959年,应怀樵就读浙江大学理论物理专业,后应国家需要全班调整为应用力学专业。1964年,大学毕业后,他被分配到中国铁道科学院,致力于高速列车风洞课题研究,并到清华学习风洞测试分析技术。1965年,他参与我国核爆炸防护工程研究,接触到震动噪声和频谱分析,开始了虚拟仪器科研生涯,而早年五次转换专业,则练就他扎实的学术功底和多学科交叉研究课题的优势。更重要的是,科技水平对国家命运的深刻影响更使他深感责任重大。成为世界一流的科学家,为国争光成为他深埋心中的梦想。而他也毫不讳言对诺奖的钟情,在他看来,诺奖不仅是一种崇高的荣誉,更是激励创新、造福人类的精神泉源。
  
  在他看来,以“四大发明”为标志,中华民族曾为人类科技进步作出重要贡献,然而近代以来却落伍了,应怀樵认为,伴随中华民族的伟大复兴,中国科学家理应在高科技领域取得原创的重大突破,向诺奖冲刺。这不仅是一个科学家的荣誉,更是中华民族屹立世界民族之林的时代要求。
  
  正是怀着这样一份强烈的使命感和荣誉感,应怀樵走过了一条不平凡的科研探索之路。要成为世界一流的科学家,首先要有敏锐、超前发现重大课题的科研能力。应怀樵介绍说,所谓“‘虚拟仪器’其实并非是传统的仪器,它是指集数据采集和信号调理器、信号处理技术与PC机技术于一体的软件制造仪器”。事实上,1965年他参加国防核爆炸防护工程课题——地下铁道核爆炸震动噪声与动力学测试分析的研究,当他遇到地铁道床的下沉残余位移(OHz)用硬件无法获得的难题时,就萌生了虚拟仪器的大胆构想——“用数字算法和软件取代硬件”,1973年他尝试用数字计算机的软件数字积分取代传统硬件模拟积分的方法解决上述难题,1979年获得成功,成为虚拟仪器的最早成功范例。同年于杭州召开的国防科委核试验全国防护工程学术会上,他提出虚拟仪器的核心概念——“软件制造仪器”,获得主持会议的中科院力学所所长郑哲敏院士、清华大学副校长张维院士、同济大学校长李国豪院士的赞扬和支持,比美国NI公司“软件是仪器”的概念提出早7年。
  
  成为世界一流科学家,还要有瞄准国际前沿,不断自我超越的创新意志。据了解,科学仪器与实验技术发展至今已走过模拟式、数字式、智能式三个阶段,从1983年~1986年,开始出现第四代仪器即虚拟仪器(简称VI)。而应怀樵的研究始终走在国际前列。1979年,他编撰的具有该领域应用成果的国内首部专著《振动测试和分析》出版发行,并不断自我超越:1982年《CZ测震仪与测振技术》出版发行,1983年出版了具有中国虚拟仪器早期构思实例框图的《波形和频谱分析与随机数据处理》。1985年他自筹资金创建东方振动和噪声技术研究所(简称东方所),开始系统从事虚拟仪器库、移动实验室技术研究,提出“把实验室拎着走”的目标,正式立题“DASP虚拟仪器库—振动噪声、模态分析移动实验室技术”研究,为此,他自立课题、自筹资金开始研究“PC卡泰”(PCCATAI)—微机卡式自动采集测试分析仪器。他还是国内外最早提出“用软件制造仪器”、“用软硬件相结合”来取代传统仪器的学者。此后,依靠持续创新,他带领团队突破了虚拟仪器的核心技术,开发出适合便携机和笔记本使用的小型数采卡和大容量数据采集分析(LCAS)软件,研制成功台式和笔记本式大容量智能数据采集和信号处理系统以及DASP“达世普”虚拟仪器库系统。这是我国最早研制成功的虚拟仪器产品,实现“把实验室拎着走”的目标。
  
  1988年9月16日,中国虚拟仪器应用于火箭激振钱塘江大桥模态实验圆满成功。1993年3月,该仪器参加北京新技术展览会,并远赴加拿大参展获一致好评。1995年用于“长三捆”火箭全箭模态实验,1996年用于神舟载人飞船移动发射平台模态实验。2004年用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析。2007年,在第二届全国虚拟仪器学术交流大会上,东方所的卓越贡献受到高度评价,应怀樵被誉为“中国虚拟仪器之父”。
(本文来源:中国科学报转载请注明出处
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