用实际行动追逐中国人的诺贝尔奖之梦记中国虚拟仪器之父

用实际行动追逐中国人的诺贝尔奖之梦记中国虚拟仪器之

父

作为科学界含金量最高的奖项，诺贝尔奖一直以来是每位科学家的追求和情愫。诺奖已走过百余春秋，然而中国作为一个泱泱大国却一直无本土科学家获此殊荣，虽然也许存在一些文化、地域的原因，但对于我们来说确实有着深深的遗憾。

这么多年来，我们的科学家从没有放弃努力和尝试，当世人在不断追问中国人离诺贝尔奖还有多远的时候，他们一直用实际行动追逐着中国人的诺贝尔之梦！其中，有一位极具代表性，被评论界誉为“距离诺奖最近的中国人之一”，他是中国虚拟仪器的创始人和奠基者，现任北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长、科技委主任，被国人誉为“中国虚拟仪器之父”的杰出科学家——应怀樵。

他的成绩，使得中美两国同步创造的虚拟仪器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，被认为是“可以问鼎诺贝尔物理奖的、具有世界性重大意义的杰出成果”，是“中华民族继古代四大发明之后，对人类文明有重要意义和深远影响的现代发明之一”。

他，是一位走在国际前沿的学者，更是一位钟情于创新的杰出科学家。他以梦想为追求、以科学为精神、怀揣着“让INV系统走进每个实验室，让DASP软件运行在每个试验平台”的理想，提出“软件制造仪器，用软硬件相结合取代传统仪器”的理论，站在了虚拟仪器发展的前沿。2009年他提出了“云智慧仪器试验室”与“云智慧故障诊断中心”的构想。2011年云智慧仪器的初步试验成功，为我国抢占世界高科技制高点做出了重要贡献。他和他带领的团队攻克世界难题取得高科技成果，是中华民族原创的、对人类文明过程有着巨大

杰出贡献的。

而‘对人类的杰出贡献’——这也是诺贝尔奖最高宗旨和要求。

今天就让我们怀着对科学的敬畏和崇敬，一同去认识和了解应怀樵教授孜孜不倦、科研创新、注重科技成果积极转化的追逐历程。

“樵夫”传奇求学路，一生科研硕果丰

国内的一些媒体称应怀樵为中国“当代樵夫”。“樵夫”，也就是砍柴人，应怀樵欣然接受，觉得对他而言很贴切，因为他所崇敬的孙中山先生在日本期间就曾用过“中山樵”的佚名。“孙先生志向高远，他要把当时压在中国人民头上的三座大山推到。而应怀樵曾在多种场合表示，“只想做一名在科研道路上低头砍柴的樵夫，虽然很苦很累，但一路有白云清风相伴，人生也别有一番美景。” 应怀樵几十年如一日地耕作在他科学的乐园里，像园丁一样辛勤执着，培育出一朵朵科学奇葩，又像樵夫一样耳畔唯有清风白云，默默无闻，挥舞手中智慧的镰刀披荆斩棘，通往科学之巅。

应怀樵1941年7月出生于浙江绍兴市嵊州，与我们的开国总理是同籍。地杰人灵的绍兴培育了他聪慧正直、有韧性不服输的性格。1959年，应怀樵考入浙江大学，就读于工程物理系理论物理专业。不久之后，因为国家发展需要这个班级被调整到数学力学系应用力学专业。他的人生也在这里拐了一个弯，开始不断面对挑战。1964年毕业后，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，并到清华大学工程力学系流体力学专业实习，学習风洞测试分析技术。1965年他参与了我国西部罗布泊核试验基地原子弹和氢弹的核爆炸防护工程研究，学习原子弹爆炸测试技术，接触了振动噪声和频谱分析。这之后应怀樵又学习了数字计算机和信号处理分析，专业涉及到振动和频谱分析。

一生五次面对不同的专业，一步一个转折，应怀樵在每一片领域都走得扎扎实实，他的一系列成果相继问世。1979年，他编撰的反映虚拟仪器技术领域应用成果的国内首部专著《振

动测试和分析》出版发行；1982年《CZ测震仪与测振技术》出版发行；1983年，《波形和频谱分析与随机数据处理》出版发行；从1997年至今，他还主编《现代振动与噪声技术》第一卷至第九卷等共10多部专著及“倒熵谱”、“虚拟仪器”等150多篇论文报告。

创新是一个民族的灵魂。“大胆的设想，科学的求证”是几千年来人类科学研究能够得到不断突破和创新的原因。体现着一种民族创新奋进的激情。而应怀樵就是一个善于思考创新的人。中国虚拟仪器的构想是在我国重大国防工程——核试验中萌发的。1965年-1979年应怀樵在核爆炸地下铁道国防试验中，对绝对位移进行测量，通过数字积分代替硬件积分测得了OHz的残余位移，这是“软件制造仪器”的第一次成功应用。1979年11月，在杭州召开的国防科委核试验全国防护工程学术（保密）会上，他提出的虚拟仪器核心概念“软件制造仪器”、“用软硬件结合取代传统仪器”获得主持会议的中科院力所所长郑哲敏院士、清华副校长张维院士、同济校长李国豪院士的赞扬和支持。“软件制造仪器”，正是中国虚拟仪器的核心概念，与1986年美国NI公司提出的“软件是仪器”概念不谋而合。但比美国NI提出的“软件是仪器”概念早七年，应怀樵成为我国虚拟仪器的创始人和奠基者，被业内外人士尊称为“中国虚拟仪器之父”。

1983年1月，他受到无法使用磁带记录仪与信号分析仪的困难和压力。为此，他筹建了东方所的前身中国振动技术咨询部，并下决心研究PC卡泰。“当时，国内还没有相关技术与资料，只能使用进口的各种数字式FFT分析仪作参考，这些仪器已经不能满足需要，大多存在功能单一、记录与分析分离、设备笨重、价格昂贵等缺点，尤其是有些参数根本就没办法测到。”发现问题之后，应怀樵下决心要研制出能够满足我国科技发展需求、具有完全自主知识产权的PC卡泰仪器。1985年10月，为了将这一课题深入研究和实践，应怀樵决定成立自己的研究所。

成立研究所，说起来容易做起来困难重重，摆在他面前的首要难题就是资金。当年他身上仅

有300元，就是用这300元，他将自己的构想，借鉴丹麦“玻尔研究所”和英国南安普敦大学“振动和噪声研究所”的模式，形成正式的材料和表格，寄发出去，联系了一批志同道合的研究员，成立了自己的振动和噪声研究所。他为这个研究所取了一个充满希望又大气的名字——“东方”。据不完全统计，东方所现已有2 000多家用户，累计经济效益超过一亿元，打破了此类仪器长期依赖进口的局面，如果在国内全面推广应用，可以为国家节省外汇约数亿美元。

饱含诺贝尔情怀，开启虚拟智慧仪器

人类发展至今，科学仪器与试验技术走过了模拟式、数字式、智能式三个阶段，从上个世纪80年代起，开始出现了第四代仪器，“虚拟仪器（简写VI）”以数采DAQ和DASP（数据采集与信号处理）软件技术和PC机为载体。经过20多年的发展，目前已经取得了重要进展，VI已逐渐取代上述三类仪器。

虚拟仪器是指在PC机技术基础上通过数采和信号调理硬件和信号处理分析（DASP）及各种应用软件构建而成的、具有可视化界面的仪器。它是一种新概念的测试仪器、就其功能而言，它是一个真实的仪器，而“虚拟”的含义是指用软件来实现传统仪器中许多硬件所实现的功能，用“软件制造仪器、软件代替硬件”，满足多样的应用需求。应怀樵认为，各种科学仪器与分析仪器主要由①信号和数据采集②分析和处理③显示存储和输出及传输等三大部分构成，其中除第①部分需要必要的硬件构造外，后两大部分都可以用基于计算机与互联网技术的信号处理和分析及各种应用软件，如DASP，LABVIEW等来构造完成。目前PC 机与互联网已经普及并深入家庭。因此，VI的应用前景极其广泛。虚拟仪器相当于一个“便携式实验室”，可以为科学仪器与科学试验领域带来一次深远的技术革命。他高瞻远瞩的预测，虚拟仪器的出现最终将取代大量的传统仪器成为仪器领域里的主流产品，成为测量、分析、控制、自动化仪表的核心。软件可以聚集人类的各种智慧，若全面将推广，将来发展到