牢記國家使命 推動環境科學技術發展
——訪中國工程院院士王浚

網信軍民融合編輯部 王躋霖

王浚院士是我國人機與環境工程技術專家，多年來一直從事一線教學及科研工作，在環境控制技術、環境模擬技術、高超聲速飛行器熱控制及熱試驗、航天技術、民用飛機等相關領域進行了深入研究。近日，王浚院士接受了《網信軍民融合》雜志的專訪，他就技術發展與創新、信息技術與系統工程應用等談了自己的深刻見解與思考。

問：您從進入北航以來到現在，一直在從事航空航天和相關領域的研究，是什么樣的機遇和信仰，讓您一直從事這方面的研究呢？

中國工程院院士王浚

王浚院士：首先從入學開始講起吧。上北航主要有兩點：首先，我畢業于山西省汾陽中學，該學校由美國教會用庚子賠款建立，校園非常優美，老師的教學水平也很高。在中學期間，一次偶然的機會我讀到了前蘇聯火箭專家齊奧爾科夫斯基撰寫的一本科普書，其中有一句話對我影響很大，那就是“地球是人類的搖籃，但人類不能永遠在搖籃里”，給我的啟發就是人類不能一直停留在地球上，總是要到地球之外的深空去探索；其次是在我1954年參加高考之前的幾年，我國正經歷抗美援朝戰爭，當時美軍的空中力量很強大，而我國初期沒有空中作戰能力，中后期也較弱，吃了很多虧，我們的后勤運輸線遭受的損失也很大。可見國家沒有飛機是不行的。而此時北航作為國防院校進行招生，經過篩選和高考，我被北航錄取。

根據中央建立我國空軍急需人才的要求，由當時清華大學等八所高校的航空系合并，于1952年創建了“北京航空學院（原）”。我初入校門時，印象最深的就是迎門的紅色橫幅：“歡迎未來的紅色航空工程師”。我的專業是飛機設計，在接受國防教育后，清楚地認識到，國家想要強大、不挨打，就必須要造出自己的飛機。所以做一個紅色航空工程師也成為我一直努力的目標。

畢業后，我根據國家需要服從分配留校到新成立的專業。當時國際科學技術發展迅速，飛機飛得越來越高、越來越快，而飛機上適應高空的設備也隨之發展。在此背景下，適應國防需要，北航成立了“飛機高空設備”這個專業。由于時間緊迫，從一年級開始培養時間較長，因此，新專業的學生就在飛機設計專業大學四年級（當時北航是五年制）學生中抽調，組成了最開始的飛機高空設備專業。后來，根據專業的發展和空天技術的進步，我們專業學科技術面擴大，專業先是改名為飛行器環境控制，后于上世紀末改為今天的“飛行器人機與環境工程”，是國家認可的“航空宇航科學技術”一級學科下屬的二級學科。我也一直從事這個專業至今。

成立之初這個專業的教師和輔導員都是24、25歲的青年，我們的主任也只有32歲。大家都沒有任何經驗，可以說是一片空白。因此，我們就去部隊、航空廠所調研，根據收集的一些產品說明書和工藝資料，消化整理編為最初的專業課教材。收集的產品用做教具，如：駕駛員的服裝、頭盔、氧調器、壓調器、降落傘等。我們還根據實驗需求，自己設計一些教具。實驗設備，如高空艙等，教師查資料，自己設計，到工廠（如北京鍋爐廠）去加工，教師一直跟產。就在這樣的條件下，用了一年的時間，就正式上專業課，帶“課程設計”和“畢業實習”及“畢業設計”。其實，當時我也只比學生大兩歲左右，但他們仍得叫我老師。從成立到現在的歷程，可以看出我們這個專業一直是根據科學技術的發展和國家的需求發展、進步和壯大，由短線變長線，由軍用變軍民兩用。

問：“十四五”將“堅持系統觀”作為我國經濟社會發展必須遵守的原則之一，人機與環境工程其實也是系統工程應用的表現，那么您認為這些國家戰略給了人機環境工程哪些機遇和挑戰呢？

王浚院士：我們應該抓住兩點：首先，任何事物都應該當做一個整體來看待，不論是物質的還是社科、人文、藝術領域等；其次，所有事物是動態變化發展的。在我看來，錢學森先生提出的系統工程，其實與馬克思主義一脈相承，非常吻合。我認為不論是物質的還是社會現象的任何事物，都可以用一個數學模型來進行描述，我們將對不同事物的影響因素之間的關系通過數學模型建立聯系，這種關系是動態變化的，應有一個時間自變量。

當前國家提出的很多政策都體現了系統工程理念，例如總體國家安全觀，它強調的不僅是軍隊或者武器裝備方面的安全，而是多維度的安全，涵蓋了經濟安全、文化安全等16種安全。還有堅持四個自信，我們要堅持中國特色社會主義道路自信、理論自信、文化自信和制度自信，只有我們將其都看作一個有機整體，綜合來分析，才會理解得更深刻。

對我們專業而言也是這樣。人和機顧名思義，指的是人與其所使用的機器，比如飛機、軍艦、坦克等，但不同的環境對人與機器是有很大影響的。因此我們還需要研究其所處環境，這個環境既包括自然環境，同時也包括使用環境，例如體系作戰就包括戰場綜合環境。因此我們要將人機與環境看作一個不可分割的整體進行研究。

當前人機與環境的研究已經不僅局限于航空和航天，也開始應用于很多民用領域。例如辦公環境，我們提升辦公環境的目的在于在保證自身健康的同時，提升工作效率。研究辦公環境就與空氣質量、溫度、濕度、風速等因素息息相關，同時還包含光線、室內裝修等視覺環境，以及與噪聲、音樂等相關的聲環境。從學科角度考慮，系統工程也涉及到不同學科的融合，不僅涉及到理工科，還包括與我們健康息息相關的醫學，以及藝術。例如室內環境如何布置設計可以營造一個生活工作便利、身心健康、心情愉悅的大健康場景，因此這又是一個科學技術與藝術的融合，而且科學技術和藝術本來就是融合為一體的。

當前我們在民用領域也有不少合作。在室內環境方面，目前我們與一些地面空調制冷企業及家電研究院所合作，將我們的專業知識與他們融合。

問：當前社會信息化、數字化進程加快，信息量越來越多，那么在航空航天領域，您認為未來的研究重點是怎樣的呢？

王浚院士：從我們專業角度，第一個方向是人機環境的深度融合。把人和環境的因素融合進去，將人和飛行器融合為一個高度適應飛行和戰場環境的功能整體。

第二個方向是大健康。目前中央提出要提高人民的生活質量，其中室內環境就是重要組成部分。廣義的室內環境可以把室內看作一個整體，比如工作環境指的就是在保證自身安全健康的同時有效提升工作效率；家居環境要求保證不同人群生活和休息需求的高質量環境（安全、健康、舒適、方便、節能、零/微排等）。這個方向就是所謂大健康、高工效，應該說是一個新的研究領域。在這方面，我們與一些廠所正在開展研究，目前處于初步階段。

最后是大型整機實驗裝置建設問題。當前，國外已建立了一些大型實驗室，絕大多數實驗室的建立是基于上個世紀末的情況而考慮的。快速的科技革命、產業變革、大國博弈帶來新的發展需求，就我們專業講，如：環境模擬領域的極地（兩極）自然環境模擬設備、臨空環境模擬設備、深海環境模擬設備、月球及火星等星球環境模擬設備，高超聲速飛行器整機熱/力組合環境模擬設備，時速400km/h高鐵氣候環境模擬設備、飛機/發動機組合空中模擬試驗設備等。這些設備投資大，建設周期長，但我認為國家需要進行頂層設計，統一規劃，抓緊有計劃建設。

王浚院士接受本刊專訪

問：當前科學技術高速發展，以大數據、云計算等為代表的新興信息技術不斷創新，您認為人機與環境工程該如何和新興信息技術更好地融合，讓信息技術為我們賦能呢？

王浚院士：使用環境，如戰場環境包含了信息感知、網絡傳輸等，我們專業的系統和設備也包括智能控制、健康診斷等，人的工效研究與各種測試設備和新的信息技術、AI等是緊密相關的。

首先，信息技術要從全面考慮，將陸海空天看作一個整體來研究，更加立體和全面來思考信息方面的問題，海指的不僅是海里，更是海下，這是我們目前的薄弱環節；其次，信息技術需要和實體結合，先進的信息技術相當于升級了我們的大腦，但我們仍需要肢體進行真實的活動。信息更重要的是為更多領域賦能，關鍵問題就在于將各領域的知識與信息技術如何更好地融合。

此外，信息技術起源于基礎科學，比如數學和物理等，因此我們也需要重視基礎科學的發展。只有將基礎科學與當前技術更好地融合，才能促進整個領域更深層次的發展。我國人工智能技術當前在國際上處于第一方隊，但我認為在應用方面仍處于初級階段，在數學方面還需要加強，信息技術的應用不能僅停滯于初級階段，低端領域的應用是無法發現問題的，還需要向高端應用進行發展，只有這樣才能促進基礎科學的進步和關鍵技術問題的攻克。

王浚院士接受本刊專訪

問：我們國家的科研工作不斷發展，剛剛神舟十二號載人飛船發射成功。作為一個科學工作者，您一直從事教學及科研工作，您認為進行科學研究都需要哪些品質？當今人才是引領發展的第一動力，可以為當代科研工作者提一些建議嗎？

王浚院士：航天員訓練中心與人機與環境工程專業是非常對口的，我們很多畢業生就在從事該領域的工作。

在我長期的教學實踐中，我認為科學家需要具備的精神主要有以下三點：第一要有愛國愛黨的情懷，將國家和人民的需要放在第一位。僅考慮個人利益而沒有崇高的思想覺悟，很難在科研這條艱辛的道路上一直走下去。

第二是實踐出真知。我的所有課題都是結合航空航天，或者是相關工程技術領域的課題，我所帶的所有碩士生和博士生都需要參與到這些實踐研究中。比如特高壓輸電問題，在2008年南方冰雪災害時，很多高壓線路發生故障，導致交通和運輸中斷，經濟損失很大。基于這樣的情況，我們為國家電網公司建立了一個大型環境模擬實驗室，實驗艙直徑20m，內部容積約為13000m3，可以模擬6200m高海拔氣壓和-25℃溫度及雨、結冰、融冰和霧等環境下的特高壓放電、傳輸等功能，是世界上規模最大、性能最先進的特高壓試驗設備。我們利用了四年時間建成，國家電網公司做了大量實驗，取得海量試驗數據，為我國特高壓輸電做出貢獻。我們的青年教師、研究生全程參加了這項工作，將論文寫在了祖國的大地上。

第三是創新才能進步。我們不能因循守舊，在遇到問題解決問題時，必須要有創新思想和創新精神才能有所進步。我們團隊參加20多項國家重大需求的項目，過程中會遇到許多理論和實際問題，沒有創新、敢想和實干精神是不行的。我們團隊取得了三項國家獎、五項國防一等獎、九項部委和軍隊級二等獎、五項三等獎、近70項專利，都是結合科研實踐得到的。