牢记国家使命 推动环境科学技术发展——访中国工程院院士王浚

网信军民融合编辑部 王跻霖

王浚院士是我国人机与环境工程技术专家，多年来一直从事一线教学及科研工作，在环境控制技术、环境模拟技术、高超声速飞行器热控制及热试验、航天技术、民用飞机等相关领域进行了深入研究。近日，王浚院士接受了《网信军民融合》杂志的专访，他就技术发展与创新、信息技术与系统工程应用等谈了自己的深刻见解与思考。

问：您从进入北航以来到现在，一直在从事航空航天和相关领域的研究，是什么样的机遇和信仰，让您一直从事这方面的研究呢？

中国工程院院士王浚

王浚院士：首先从入学开始讲起吧。上北航主要有两点：首先，我毕业于山西省汾阳中学，该学校由美国教会用庚子赔款建立，校园非常优美，老师的教学水平也很高。在中学期间，一次偶然的机会我读到了前苏联火箭专家齐奥尔科夫斯基撰写的一本科普书，其中有一句话对我影响很大，那就是“地球是人类的摇篮，但人类不能永远在摇篮里”，给我的启发就是人类不能一直停留在地球上，总是要到地球之外的深空去探索；其次是在我1954年参加高考之前的几年，我国正经历抗美援朝战争，当时美军的空中力量很强大，而我国初期没有空中作战能力，中后期也较弱，吃了很多亏，我们的后勤运输线遭受的损失也很大。可见国家没有飞机是不行的。而此时北航作为国防院校进行招生，经过筛选和高考，我被北航录取。

根据中央建立我国空军急需人才的要求，由当时清华大学等八所高校的航空系合并，于1952年创建了“北京航空学院（原）”。我初入校门时，印象最深的就是迎门的红色横幅：“欢迎未来的红色航空工程师”。我的专业是飞机设计，在接受国防教育后，清楚地认识到，国家想要强大、不挨打，就必须要造出自己的飞机。所以做一个红色航空工程师也成为我一直努力的目标。

毕业后，我根据国家需要服从分配留校到新成立的专业。当时国际科学技术发展迅速，飞机飞得越来越高、越来越快，而飞机上适应高空的设备也随之发展。在此背景下，适应国防需要，北航成立了“飞机高空设备”这个专业。由于时间紧迫，从一年级开始培养时间较长，因此，新专业的学生就在飞机设计专业大学四年级（当时北航是五年制）学生中抽调，组成了最开始的飞机高空设备专业。后来，根据专业的发展和空天技术的进步，我们专业学科技术面扩大，专业先是改名为飞行器环境控制，后于上世纪末改为今天的“飞行器人机与环境工程”，是国家认可的“航空宇航科学技术”一级学科下属的二级学科。我也一直从事这个专业至今。

成立之初这个专业的教师和辅导员都是24、25岁的青年，我们的主任也只有32岁。大家都没有任何经验，可以说是一片空白。因此，我们就去部队、航空厂所调研，根据收集的一些产品说明书和工艺资料，消化整理编为最初的专业课教材。收集的产品用做教具，如：驾驶员的服装、头盔、氧调器、压调器、降落伞等。我们还根据实验需求，自己设计一些教具。实验设备，如高空舱等，教师查资料，自己设计，到工厂（如北京锅炉厂）去加工，教师一直跟产。就在这样的条件下，用了一年的时间，就正式上专业课，带“课程设计”和“毕业实习”及“毕业设计”。其实，当时我也只比学生大两岁左右，但他们仍得叫我老师。从成立到现在的历程，可以看出我们这个专业一直是根据科学技术的发展和国家的需求发展、进步和壮大，由短线变长线，由军用变军民两用。

问：“十四五”将“坚持系统观”作为我国经济社会发展必须遵守的原则之一，人机与环境工程其实也是系统工程应用的表现，那么您认为这些国家战略给了人机环境工程哪些机遇和挑战呢？

王浚院士：我们应该抓住两点：首先，任何事物都应该当做一个整体来看待，不论是物质的还是社科、人文、艺术领域等；其次，所有事物是动态变化发展的。在我看来，钱学森先生提出的系统工程，其实与马克思主义一脉相承，非常吻合。我认为不论是物质的还是社会现象的任何事物，都可以用一个数学模型来进行描述，我们将对不同事物的影响因素之间的关系通过数学模型建立联系，这种关系是动态变化的，应有一个时间自变量。

当前国家提出的很多政策都体现了系统工程理念，例如总体国家安全观，它强调的不仅是军队或者武器装备方面的安全，而是多维度的安全，涵盖了经济安全、文化安全等16种安全。还有坚持四个自信，我们要坚持中国特色社会主义道路自信、理论自信、文化自信和制度自信，只有我们将其都看作一个有机整体，综合来分析，才会理解得更深刻。

对我们专业而言也是这样。人和机顾名思义，指的是人与其所使用的机器，比如飞机、军舰、坦克等，但不同的环境对人与机器是有很大影响的。因此我们还需要研究其所处环境，这个环境既包括自然环境，同时也包括使用环境，例如体系作战就包括战场综合环境。因此我们要将人机与环境看作一个不可分割的整体进行研究。

当前人机与环境的研究已经不仅局限于航空和航天，也开始应用于很多民用领域。例如办公环境，我们提升办公环境的目的在于在保证自身健康的同时，提升工作效率。研究办公环境就与空气质量、温度、湿度、风速等因素息息相关，同时还包含光线、室内装修等视觉环境，以及与噪声、音乐等相关的声环境。从学科角度考虑，系统工程也涉及到不同学科的融合，不仅涉及到理工科，还包括与我们健康息息相关的医学，以及艺术。例如室内环境如何布置设计可以营造一个生活工作便利、身心健康、心情愉悦的大健康场景，因此这又是一个科学技术与艺术的融合，而且科学技术和艺术本来就是融合为一体的。

当前我们在民用领域也有不少合作。在室内环境方面，目前我们与一些地面空调制冷企业及家电研究院所合作，将我们的专业知识与他们融合。

问：当前社会信息化、数字化进程加快，信息量越来越多，那么在航空航天领域，您认为未来的研究重点是怎样的呢？

王浚院士：从我们专业角度，第一个方向是人机环境的深度融合。把人和环境的因素融合进去，将人和飞行器融合为一个高度适应飞行和战场环境的功能整体。

第二个方向是大健康。目前中央提出要提高人民的生活质量，其中室内环境就是重要组成部分。广义的室内环境可以把室内看作一个整体，比如工作环境指的就是在保证自身安全健康的同时有效提升工作效率；家居环境要求保证不同人群生活和休息需求的高质量环境（安全、健康、舒适、方便、节能、零/微排等）。这个方向就是所谓大健康、高工效，应该说是一个新的研究领域。在这方面，我们与一些厂所正在开展研究，目前处于初步阶段。

最后是大型整机实验装置建设问题。当前，国外已建立了一些大型实验室，绝大多数实验室的建立是基于上个世纪末的情况而考虑的。快速的科技革命、产业变革、大国博弈带来新的发展需求，就我们专业讲，如：环境模拟领域的极地（两极）自然环境模拟设备、临空环境模拟设备、深海环境模拟设备、月球及火星等星球环境模拟设备，高超声速飞行器整机热/力组合环境模拟设备，时速400km/h高铁气候环境模拟设备、飞机/发动机组合空中模拟试验设备等。这些设备投资大，建设周期长，但我认为国家需要进行顶层设计，统一规划，抓紧有计划建设。

王浚院士接受本刊专访

问：当前科学技术高速发展，以大数据、云计算等为代表的新兴信息技术不断创新，您认为人机与环境工程该如何和新兴信息技术更好地融合，让信息技术为我们赋能呢？

王浚院士：使用环境，如战场环境包含了信息感知、网络传输等，我们专业的系统和设备也包括智能控制、健康诊断等，人的工效研究与各种测试设备和新的信息技术、AI等是紧密相关的。

首先，信息技术要从全面考虑，将陆海空天看作一个整体来研究，更加立体和全面来思考信息方面的问题，海指的不仅是海里，更是海下，这是我们目前的薄弱环节；其次，信息技术需要和实体结合，先进的信息技术相当于升级了我们的大脑，但我们仍需要肢体进行真实的活动。信息更重要的是为更多领域赋能，关键问题就在于将各领域的知识与信息技术如何更好地融合。

此外，信息技术起源于基础科学，比如数学和物理等，因此我们也需要重视基础科学的发展。只有将基础科学与当前技术更好地融合，才能促进整个领域更深层次的发展。我国人工智能技术当前在国际上处于第一方队，但我认为在应用方面仍处于初级阶段，在数学方面还需要加强，信息技术的应用不能仅停滞于初级阶段，低端领域的应用是无法发现问题的，还需要向高端应用进行发展，只有这样才能促进基础科学的进步和关键技术问题的攻克。

王浚院士接受本刊专访

问：我们国家的科研工作不断发展，刚刚神舟十二号载人飞船发射成功。作为一个科学工作者，您一直从事教学及科研工作，您认为进行科学研究都需要哪些品质？当今人才是引领发展的第一动力，可以为当代科研工作者提一些建议吗？

王浚院士：航天员训练中心与人机与环境工程专业是非常对口的，我们很多毕业生就在从事该领域的工作。

在我长期的教学实践中，我认为科学家需要具备的精神主要有以下三点：第一要有爱国爱党的情怀，将国家和人民的需要放在第一位。仅考虑个人利益而没有崇高的思想觉悟，很难在科研这条艰辛的道路上一直走下去。

第二是实践出真知。我的所有课题都是结合航空航天，或者是相关工程技术领域的课题，我所带的所有硕士生和博士生都需要参与到这些实践研究中。比如特高压输电问题，在2008年南方冰雪灾害时，很多高压线路发生故障，导致交通和运输中断，经济损失很大。基于这样的情况，我们为国家电网公司建立了一个大型环境模拟实验室，实验舱直径20m，内部容积约为13000m3，可以模拟6200m高海拔气压和-25℃温度及雨、结冰、融冰和雾等环境下的特高压放电、传输等功能，是世界上规模最大、性能最先进的特高压试验设备。我们利用了四年时间建成，国家电网公司做了大量实验，取得海量试验数据，为我国特高压输电做出贡献。我们的青年教师、研究生全程参加了这项工作，将论文写在了祖国的大地上。

第三是创新才能进步。我们不能因循守旧，在遇到问题解决问题时，必须要有创新思想和创新精神才能有所进步。我们团队参加20多项国家重大需求的项目，过程中会遇到许多理论和实际问题，没有创新、敢想和实干精神是不行的。我们团队取得了三项国家奖、五项国防一等奖、九项部委和军队级二等奖、五项三等奖、近70项专利，都是结合科研实践得到的。