---

---

离诺贝尔奖最近的中国科学家

——记中国虚拟仪器之父、北京东方所名誉所长应怀樵教授

应怀樵，清华大学、北京大学、东北大学、天津大学等校力学系及中国科学院力学研究所的博士生合作导师，东方振动和噪声技术研究所（以下简称“东方所”）名誉所长，中国振动工程学会名誉理事，振动与噪声控制分会名誉理事长，振动工程与信号处理专家，中国虚拟仪器最早的构建者与奠基人，主持研发完成DASP 虚拟仪器库和 INV303/306/3018 移动实验室。今天，我们有幸走近这位享誉中外的“虚拟仪器之父”。

披荆斩棘,永做开拓的“樵夫”

“樵夫”这个称呼，是很多媒体和业界人士对应怀樵教授的敬称，特此表达他在科研成果上的开拓创新贡献。他就像樵夫一样，在恶劣的环境下用自己的镰刀、斧头来为中国虚拟仪器领域不断开辟新的疆土，续写新的传奇。在跟记者的交谈中，我们了解到：应怀樵，1959年就读于浙江大学理论物理专业，后因国家需要，全班被调整为应用力学专业；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，由于工作的需要，又到清华大学流体力学专业学习风洞测试分析技术；1965年，应国防需要参与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，开始对振动噪声和频谱分析专业进行研究。随着工作的开展和现代化建设的需要，在学习数字计算机与信号处理分析的过程中，他接触到FFT、MEM、ARMA和模态分析等方法。前前后后共计接触了五个不同的专业，应怀樵戏称自己是多面手，祖国哪里需要，他就去哪里，这也为他后来在虚拟仪器领域的成功打下了坚实的基础。应怀樵将自己的”樵夫“精神带进了一个又一个新的领域，并在面临新的挑战时充分发扬了自己的开拓创新精神。应怀樵对自己的专业改变解释到：在当时的经济建设情况下，中国面临着大量的人才短板，尤其是高科技的技术性人才更为短缺，祖国需要自己去干什么，自己就去干什么，由一个熟悉的领域进入一个陌生的领域肯定会面临很多的困难，但是，越是困难越证明了自己开辟这个领域的重要性，“前人栽树，后人乘凉”，只有这样，我们祖国的科研事业才能生生不息地繁荣下去。

勇创辉煌成果,独领时代风骚

1985年，应怀樵创建了东方所，并下决心自筹资金研究攻克在科学仪器及测试领域长期存在的世界性技术难题。同时，他还提出了“把试验室拎着走”的目标，正式展开了“虚拟仪器库——振动噪声、模态分析移动试验室技术”的研究。

作为中国虚拟仪器之父，应怀樵多年来一直在行业的发展上独领风骚，特别是在理论及概念方面贡献巨大：早在1979年，在大部分中国人还不知道软件为何物的时候，他就提出了“软件制造仪器”的核心理念，比美国NI公司“软件即是仪器”的概念提出早7年。正如他所料，接下来的三十多年里，软件在全球以势如破竹之势改造着人类的生产方式和人们的生活方式，对仪器制造业和测试技术界科学仪器、分析仪器、高端仪器及各种电子测量仪器都产生了巨大影响。1985年在东方所成立时，他提出“把实验室拎着走”的目标，并研制成功中国第一台虚拟仪器，成功地应用于杭州钱塘江大桥的火箭激励模态试验。在提出“软件制造仪器”三十年之后的2009年，应怀樵再次原创性地提出了“云智慧仪器”的概念，并且认为：“云智慧科技是‘软件制造’与互联网及云计算的紧密结合，是第三次工业革命和制造业革命浪潮的先驱，亦是它的核心发动机。” 把世界的未来置于“云”端，再次给予我们无限的遐想。

在谈到自己为之奋斗一生的虚拟仪器时，应怀樵教授说：“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，从上世纪80年代起，开始出现了第四代仪器-虚拟仪器（VI），它不同于传统仪器，是以数采DAQ和DASP（数据采集与信号处理）软件技术和PC机为载体，以少量的硬件与大量的软件制造的仪器，其关键技术在于软件。经过30多年的发展，目前已经取得了重要进展。虚拟仪器的出现，彻底打破了传统仪器由硬件构成、使用者无法改变的模式，给使用者一个充分发挥自己才能和想象力的空间，使用者和研制者可根据不同要求，用软件代替硬件，满足多样的应用需求；它的出现，带来了科学仪器与科学试验领域的一次深远的技术革命，目前几乎渗透到了所有的测试和控制领域。将来它会是第五代仪器-云智慧仪器的核心技术之一，也会是云智慧科技时代的基石之一。对第三次工业革命和“工业4.0”起重大的推动作用。”

软件重构未来，“软件制造仪器”再创新奇迹  

30多年的积淀和奋斗，使得应怀樵和他的东方所收获了累累硕果。他们研发出了原创产品DASP虚拟仪器库、INV移动试验室和包含121项自主创新的信号处理与V1新技术产品，更加值得称道的是，他们在研发过程中攻克了虚拟仪器“十大世界性技术难题”并填补了国内空白，使我国虚拟仪器和动态分析测试仪器的性能从一般的低精度、低档次测量仪器跨入了高精度、高水准测量仪器的世界领先水平，其中YSL算法使INV-DASP软件频率精度达到十的负十七次方，用软件制造仪器的软件频率精度远远跑在了世界的前面，达到了世界第一，这是中国仪器制造方面的新奇迹。

事实证明，“虚拟仪器”省去了大量昂贵和笨重的硬件材料和人力物力、设备、厂房及能源，便于生产、携带，目前已广泛应用于国防军工、航天航空等多个部门：1988年，应怀樵研发的仪器被用于火箭激振钱塘江大桥模态试验分析；1993年，该仪器参加北京新技术展览会，并走出国门远赴加拿大多伦多展览，获表扬名单第一名；1995年用于“长三捆”火箭全箭模态试验获得成功；1996年用于“神舟”号载人飞船移动发射平台模态试验获得成功；2004年，用于航天员超重训练设备臂架系统模态分析获得成功；2008年用于北京奥运会场馆鸟巢的动态测试获得成功……累计用户超过2千多家，经济效益超过2亿元，打破了此类仪器长期依赖进口的局面，为国家节省了数亿美元的外汇。

放眼未来，随着软件制造一切、定义一切理论的进一步应用，无疑将会加速未来软件对整个世界的重构和定义。未来，软件和信息技术服务业将以高速发展和快速演进的优势深刻影响全球经济活动和社会进程。应怀樵教授正是用自己的科研成果在为我们祖国的现代化建设保驾护航，而其贡献恰如中国科学报（2013.7.5）和中国高校科技2012年增刊两文中的评价一样：“烈火中永生的哥白尼打破神学的诅咒；超越时光的爱因斯坦让宇宙不再遥远；苹果树下的牛顿使我们明白人不会掉到太空；虚实转换的应怀樵拖着孱弱的身躯誓让软件制造一切”……使“软件制造一切”与“日心说”、“相对论”、“万有引力”相提并论，使一个中国人和三个外国著名科学家相提并论，这将是中华民族继“四大发明”之后，对人类文明进程中最杰出的贡献之一，而他，注定将长留青史。

永不止步，“诺奖”精神长记心间

应怀樵因其在虚拟仪器领域上的突出地位和卓越贡献，被公认为中国虚拟仪器的创始人和奠基者。其由中美两国同步创造的虚拟仪器更是获得业内高度认同，认为是“可以问鼎诺贝尔物理奖的具有世界性重大意义的成果”，他本人更是被评论界誉为“距离诺奖最近的中国人之一”。

尽管，如今已年逾古稀之龄，经过三次中风、四次心梗的生死考验，面对陡峭的科技高峰，应怀樵依然执着地奋斗在创世界一流的“虚拟仪器”的科研阵地上。“生命不息，奋斗不止，让 INV 系统走进每一个实验室，让 DASP 软件运行在每一个实验平台上，这是我的理想，也是东方所年轻后生们一直奋斗的目标！”应怀樵如此表示。执着于振动与噪声技术科学领域，他数十年来一直都在坚持着科研创新，为此目标，他在建所之初就提出“勤奋、创新、坚持、自强、和谐”的十字座右铭；提倡“高、大、深、快、善良、务实”的“玻尔所”精神以及“坚持真理、自由讨论、互相尊重和实事求是”的科学精神，极大增强了东方所的文化凝聚力。科研路上几多跋涉，应怀樵从未有过怨言。当虚拟仪器技术攀上科学顶峰的时候，他仍然没有止步，而是将目光投向了更远处。他看好虚拟仪器的发展前景，要尽全力推动虚拟仪器技术“达到世界普及”的产业化进程。“把实验室拎着走，让虚拟仪器运行在每个试验台上”，这是“虚拟仪器之父”应怀樵最深沉的心愿。

这些年来，在虚拟仪器方面的骄人成果和潜在的巨大效益已经充分证明了应怀樵的科学贡献，对于年逾古稀的他来说，余生最大的愿望就是期待自己的成果得到权威奖项——诺贝尔奖的肯定。“诺贝尔奖，是我一生的梦想，我将用我毕生的精力来追寻它。”应怀樵认为，“向‘诺奖’冲刺，这不仅是一个科学家的荣誉，更是中华民族屹立世界民族之林的时代要求。伴随中华民族的伟大复兴，中国科学家理应在高科技领域取得原创的重大突破：让我国具有自主知识产权的科学仪器登上国际领奖台，并改变国人使用外国仪器的习惯；让中国自主创新的信号处理与虚拟仪器技术走出国门，影响并改变世界。或许，坚守心中那份最深的信念，通过坚持不懈的奋斗，让诺贝尔奖花落中国，让人类的未来因为科技而更加美好，这才是应怀樵心底最深切的希冀。

专家介绍

应怀樵，北京东方振动和噪声技术研究所名誉所长、科技委主任，浙江绍兴人，教授、研究员，北京应用科学研究院副院长，清华大学、北京大学、天津大学、东北大学和中国科学院力学所博士生合作导师，并兼任浙江大学、西安交通大学、江苏大学、北京邮电大学等八所高校兼职教授。兼任中国振动工程学会名誉理事、振动与噪声分会名誉理事长、中国仪器仪表学会虚拟仪器与网络分会理事。是我国最早提出“虚拟仪器”构想、最早提出和实现“用软件制造仪器”，“用软硬件相结合”来取代传统的主要由硬件组成的模拟式仪器的学者。1985 年创建北京东方振动和噪声技术研究所，2001年获得全国优秀科技工作者荣誉称号，2010 年被评为科学中国人 2009 年度人物。