眼前這位個(gè)子不高的中年人，便是中科院院士郭雷。看不出有多少“控制欲”的他，卻在國(guó)際控制科學(xué)領(lǐng)域帶出了一支奇兵，這支奇兵以一個(gè)個(gè)讓世界矚目的原創(chuàng)性成果，站到了世界前沿。

    “正是基金的培育，凝聚了研究隊(duì)伍，穩(wěn)定了研究環(huán)境，催生了重要成果，推動(dòng)了我國(guó)系統(tǒng)控制科學(xué)的發(fā)展，贏得國(guó)際同行的認(rèn)同。”郭雷說。

    何謂控制科學(xué)？控制科學(xué)是研究各種系統(tǒng)的共同控制規(guī)律的科學(xué)，是數(shù)學(xué)與工程學(xué)的交叉科學(xué)，是自動(dòng)化系統(tǒng)的核心理論，也是人類改造世界的重要方法。通俗地說，從現(xiàn)代汽車到航天飛機(jī)，都離不開控制理論。隨著計(jì)算機(jī)和其他高技術(shù)的急劇發(fā)展，人類需要處理越來越復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，而保持技術(shù)和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)不斷地刺激著追求控制系統(tǒng)的精確性、有效性和可靠性。航空航天、工業(yè)過程、生物醫(yī)學(xué)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域出現(xiàn)了大量復(fù)雜系統(tǒng)控制問題，對(duì)控制科學(xué)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。

    先進(jìn)的控制理論對(duì)一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)研究水平、相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、國(guó)防安全等都有至關(guān)重要的作用。因而，2003年，郭雷及其團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)開展“控制科學(xué)中若干關(guān)鍵基礎(chǔ)問題的研究”，并得到國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新研究群體的支持。迄今為止，該團(tuán)隊(duì)共獲得3期、長(zhǎng)達(dá)9年的創(chuàng)新群體基金資助。

    幾年來，他們開啟了“反饋機(jī)制的最大能力與局限”的定量研究，并針對(duì)幾類典型非線性不確定系統(tǒng)，首次發(fā)現(xiàn)并證明了反饋機(jī)制最大能力的“臨界值”或“不可能性定理”等一系列根本性結(jié)果，對(duì)定量理解人類和機(jī)器中普遍存在的反饋行為的最大能力，以及智能反饋設(shè)計(jì)中的根本性局限具有重要科學(xué)意義。這一工作被國(guó)際同行評(píng)價(jià)為“具有根本的重要性”“是過去10年控制領(lǐng)域最有意義和最重要的研究方向之一”。

    此外，該群體關(guān)于“分布參數(shù)系統(tǒng)控制的幾何方法”“矩陣的半張量積及其應(yīng)用”“多自主體系統(tǒng)的同步性理論”“網(wǎng)絡(luò)信息論與大型無線通訊系統(tǒng)”等方面的研究均具有很強(qiáng)的原創(chuàng)性和突破性。

    在郭雷看來，傲人的成績(jī)是“副產(chǎn)品”，整個(gè)群體的根基是人才隊(duì)伍的成長(zhǎng)壯大。

    “某種意義上，我自己就是在科學(xué)基金的資助下成長(zhǎng)起來的。”如今不必再擔(dān)心科研經(jīng)費(fèi)的郭雷，依然對(duì)20年前的8000元經(jīng)費(fèi)記憶猶新。1989年，27歲的郭雷在澳大利亞完成博士后研究后，回到中科院系統(tǒng)科學(xué)所，彼時(shí)，他已被國(guó)際同行譽(yù)為“隨機(jī)適應(yīng)控制領(lǐng)域國(guó)際學(xué)術(shù)帶頭人之一”。回國(guó)之初，他的月工資只有100多元，一家人擠在12平方米的招待所小屋里，甚至連從國(guó)外帶回來的計(jì)算機(jī)都無處安放。就在他最困難的時(shí)候，基金委數(shù)理科學(xué)部“雪中送炭”——資助他8000元的主任基金，“支持了我最基本的科研需求”。

    不久，他在自適應(yīng)控制領(lǐng)域長(zhǎng)期懸而未決的核心難題“自校正調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性與收斂性”研究上取得重大突破，并在國(guó)際上獲獎(jiǎng)。此后的1994年和1997年，他先后獲得國(guó)家杰出青年科學(xué)基金的支持和延續(xù)支持。2001年，39歲的他當(dāng)選為中科院院士，成為當(dāng)時(shí)中國(guó)大陸最年輕的院士之一。

    這期間，自然科學(xué)基金是郭雷最重要的科研經(jīng)費(fèi)來源。為了靜心做科研，他至今沒有主持其他類型的“大項(xiàng)目”。“因?yàn)檫@些項(xiàng)目大部分需要頻繁的評(píng)估，規(guī)定在什么時(shí)間內(nèi)必須取得什么樣的成果，這會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間精力，也不太符合基礎(chǔ)研究的特點(diǎn)。” 

    創(chuàng)新群體基金寬松的“土壤”里成長(zhǎng)起來的不只是一個(gè)學(xué)術(shù)帶頭人。群體成員姚鵬飛在博士生期間關(guān)于彈性算子平方根表示方面的研究成果，曾獲得國(guó)際同行贊譽(yù)。但隨后，他瞄準(zhǔn)了更有意義及挑戰(zhàn)性的變系數(shù)波動(dòng)方程的邊界能控性研究。為了解決這一國(guó)際公開難題，姚鵬飛默默耕耘，幾年都沒有發(fā)表論文，最終他獨(dú)立提出分布參數(shù)系統(tǒng)邊界控制的黎曼幾何方法，取得了變系數(shù)波動(dòng)方程邊界能控性研究的關(guān)鍵突破，研究成果被國(guó)際同行稱為“姚定理”。2002年，在獲得國(guó)家杰出青年基金贊助后，他立即中斷國(guó)外為期3年的學(xué)術(shù)訪問，毅然回國(guó)。

    事實(shí)上，創(chuàng)新群體的人才成長(zhǎng)和不斷開拓的學(xué)科領(lǐng)域相輔相成。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，郭雷意識(shí)到，量子控制理論在微觀世界的調(diào)控中將具有重要意義和作用，時(shí)不待我，必須立即部署這一重要領(lǐng)域的研究。2005年，團(tuán)隊(duì)決定啟動(dòng)量子控制這個(gè)新研究方向。但當(dāng)時(shí)，群體里沒有現(xiàn)成人選，重?fù)?dān)便落到了已與英國(guó)某大學(xué)簽了3年合同的席在榮身上。

    “我本身也不是學(xué)這個(gè)的，但是研究群體需要有人來做這個(gè)事情，我就回來了。”席在榮說，“回國(guó)的第一年，我都是在院里聽課，從頭開始學(xué)，沒有做任何研究。”而現(xiàn)在，在群體支持下，已在糾纏動(dòng)力學(xué)、量子系統(tǒng)糾纏度優(yōu)化、量子系統(tǒng)控制等方面取得了一系列重要成果。

    如今，該團(tuán)隊(duì)中擁有2位中科院院士、3位國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）會(huì)士，以及7位國(guó)家杰出青年基金獲得者，先后獲得30多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外重要學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)和榮譽(yù), 多位群體成員在國(guó)際學(xué)術(shù)界擔(dān)任重要職位。

    ■群體名片

    “控制科學(xué)中若干關(guān)鍵基礎(chǔ)問題的研究”創(chuàng)新群體：郭雷、陳翰馥、程代展、張紀(jì)峰、姚鵬飛、洪奕光、郭寶珠、張旭、黃一、方海濤、席在榮、韓靖、呂金虎。該團(tuán)隊(duì)在控制科學(xué)若干關(guān)鍵基礎(chǔ)問題的研究中取得一系列突破，如反饋機(jī)制最大能力、非均勻材料彈性系統(tǒng)建模與控制、多自主體系統(tǒng)同步性等；并在推進(jìn)控制理論與量子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、動(dòng)態(tài)博弈及生物系統(tǒng)的交叉研究中，提出了新問題、新方法，建立了新理論；在面向國(guó)家戰(zhàn)略需求，特別是在高性能飛行器姿態(tài)控制等領(lǐng)域應(yīng)用研究也取得重要成果。