求索动静之间

　　在2006年国家自然科学奖二等奖的名单上，一项看似不太起眼的“振动控制系统的非线性动力学”名列其中，但这却是该领域第一个也是唯一一个获此殊荣的项目，困扰航空航天界多年的飞行器振动难题，在这项研究面前露出了曙光。

　　振动不休　探索不止

　　上世纪80年代中期，我国启动民用客机预先研究，课题之一是降低飞机舱内噪声。航空工业部设立了“民机噪声与声疲劳系统工程”项目。飞机中最重要的的噪声源就来自振动，这种振动几乎无处不在，发动机、机翼、传动系统等主要部件都是制造噪音的“罪魁祸首”，控制振动减小噪声就成为科学家们孜孜以求的研究目标。

　　当时的胡海岩，作为普通科技人员参加了这一系统工程中的振动控制研究。胡海岩非常清楚地认识到，飞机、舰船、汽车等一切有机械传动系统的运输工具不可能避免振动，但它们也是最不愿意面对振动的，“因为振动不仅降低了乘坐人员的舒适性，而且会大大减少机械设备、电子设备的使用寿命”。人类自从发明并制造机械设备后就在不停地探索如何控制振动，方法不外乎通过增加阻尼、使用不同材料等方式让振动衰减下来，“比如我们日常生活经常看到的减振垫圈、弹簧等就是一些简单的减振措施。”胡海岩说，“但是到了上世纪八九十年代，这些方法已经发展到极致，潜力基本被挖掘一空，想要更进一步控制振动难于上青天。”

　　因此在降低飞机舱内噪声研究中，课题组尝试用具有迟滞阻尼的“金属橡胶”隔离航空发动机传递到飞机舱的振动。在研究这一新技术的过程中，胡海岩在研究中发现了若干有趣的科学问题，他将其归结为迟滞阻尼振动系统的非线性动力学，并提出了这类系统的实验建模方法、动力学分析方法和振动控制方法，为发动机减振安装设计提供了依据。

　　“振动控制系统的非线性动力学，通俗地理解就是在振动产生过程中，输入的力与输出的振动不成正比，因为这其中有很多因素复杂得让人难以预料，比如间隙大小、磨擦力等等”，因此胡海岩研究的内容就是要发现这些不同常规的“力”，并通过计算，给予它相反的控制力，减轻振动。

　　“这就像是在路上开车，发现汽车的向右偏了，我们就要向左打方向。”胡海岩这个通俗解释，顿时让记者对这项艰涩难懂的研究豁然开朗。

　　摸索前行 　扬名天下

　　在振动控制系统中，从测量振动、控制决策到产生控制力来抑制振动，所产生的测控时滞是胡海岩研究过程中遇到的一个棘手问题。尽管这种时滞仅在毫秒级，却会使控制系统失去稳定性或控制效果恶化。胡海岩领导的研究小组提出了一套独特的数学力学方法，建立了时滞反馈振动系统的稳定性、稳定性切换、鲁棒稳定性代数判据，发现了无限多个共存周期振动等新现象，最终建立起“振动控制系统的非线性动力学”理论体系。

　　这项研究在国际学术界产生了重要影响。他们在德国出版的专著《时滞反馈受控力学系统的动力学》及54篇期刊论文已被他人引用920余次，研究结果被国际著名学者誉为“提出了令人耳目一新的、系统的分析方法”“一个非常有趣的、归功于Hu的分支”等。

       从那以后，世界各国的科学家开始关注起振动控制领域的非线性动力学，并有大批研究人员投身其中，开创了振动控制的全新领域。

　　胡海岩说：“工程科学研究的选题源于工程，但研究境界要高于工程需求，要把工程问题抽象成科学问题。最终得到的结论还要回到工程问题，经得起实践的检验。”

　　目前，含迟滞阻尼振动控制系统的建模和控制方法已经被车辆、飞行器等领域的研究机构广泛采用。因为涉及国防机密，胡海岩在采访对应用成功的领域没有多说，但是从他的表情和只言片语中可以看得出，这项研究已经在我国的航空航天领域发挥出重要的作用。

　　在学术界，一项应用基础研究获得国家自然科学奖往往被认为画了圆满的句号，毕竟全国每年只有几项应用基础研究获此殊荣。面对获奖，胡海岩却在思考：我们是不是真的画上句号了？他说：“答案是仅仅画了个分号，这个领域还有许多开放的问题，需要我们继续研究下去。”

　　“目前，我们与同济大学合作开展的一项973研究刚刚起步，可以预计的是，再过两三年，我们会在这个领域得出一些崭新的研究成果。”胡海岩非常有信心地说。