許國(guó)志,1919年4月20日生于江蘇省揚(yáng)州市。1939年考入交通大學(xué)機(jī)械系。當(dāng)時(shí)中日戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)爆發(fā),上海淪為孤島,但交大的教師隊(duì)伍、圖書設(shè)備仍具有很好的規(guī)模,不失為一求學(xué)的園地。1941年冬珍珠港事變,上海已難久留,于是在1942年夏秋之際,許國(guó)志與少數(shù)同班同學(xué),歷盡艱辛,西行抵重慶繼續(xù)求學(xué)。交大畢業(yè)后,在原資源委員會(huì)所屬各廠先后從事鍋爐的設(shè)計(jì)以及蒸汽渦輪機(jī)的裝機(jī)與運(yùn)行。時(shí)約五年之久,因而初步積累了工程技術(shù)方面的一些經(jīng)驗(yàn)。1947年底赴美,入堪薩斯大學(xué),仍修機(jī)械工程,獲碩士學(xué)位后,轉(zhuǎn)入數(shù)學(xué)系,于1953年獲博士學(xué)位。畢業(yè)后,先后在美國(guó)芝加哥大學(xué)氣象學(xué)系和馬利蘭大學(xué)流體力學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所工作。為參加祖國(guó)的建設(shè),藩籬難阻,許國(guó)志終于在1955年9月同夫人蔣麗金(化學(xué)家)雙雙乘輪歸國(guó)。
1956年1月許國(guó)志被分派到當(dāng)時(shí)剛建立的中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所。當(dāng)時(shí)運(yùn)籌學(xué)剛發(fā)展不久,錢學(xué)森和許國(guó)志敏銳地看到這一學(xué)科旺盛的生命力和廣泛的應(yīng)用前景,首次將其引入國(guó)內(nèi)。由于許國(guó)志在工程方面的功底與數(shù)學(xué)方面有相當(dāng)造詣,錢學(xué)森所長(zhǎng)便要他負(fù)責(zé)籌建了中國(guó)第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)研究室。許國(guó)志編著了中國(guó)第一批有關(guān)運(yùn)籌學(xué)的書和文章,系統(tǒng)地介紹了規(guī)劃論、排隊(duì)論和博奕論等運(yùn)籌學(xué)的各個(gè)分支。招收了中國(guó)第一批運(yùn)籌學(xué)的研究生和進(jìn)修生,培養(yǎng)了一支運(yùn)籌學(xué)骨干隊(duì)伍。今天,他們都已在各自的研究領(lǐng)域成為學(xué)科帶頭人。同時(shí),許國(guó)志等在交通運(yùn)輸、紡織和水利等部門進(jìn)行了運(yùn)籌學(xué)的推廣普及工作。50年代末到60年代初,許國(guó)志領(lǐng)導(dǎo)并參與了運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用研究,使運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)得到了很大的發(fā)展。后來,中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)運(yùn)籌學(xué)會(huì)成立,許國(guó)志任副理事長(zhǎng)。
60年代中,許國(guó)志注意到了一門聯(lián)系計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)組合數(shù)學(xué)的新分支——組合最優(yōu)化正在形成,他便積極倡導(dǎo)開展研究。幾十年來,許國(guó)志一直致力于組合最優(yōu)化的科研工作,為中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域趕超世界先進(jìn)水平作出了重要貢獻(xiàn)。
70年代末,錢學(xué)森、許國(guó)志、王壽云合作發(fā)表了中國(guó)第一篇全面深刻地闡述系統(tǒng)工程的文章,對(duì)其在中國(guó)的迅猛發(fā)展起了決定性的作用。80年代,許國(guó)志與一些同志共同努力,創(chuàng)建了中國(guó)第一個(gè)系統(tǒng)科學(xué)研究所,1980-1983年他任該所副所長(zhǎng);他參與籌建了中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì),并擔(dān)任第二屆和第三屆理事長(zhǎng);他在國(guó)防科技大學(xué)協(xié)助開辦了第一個(gè)系統(tǒng)工程系與應(yīng)用數(shù)學(xué)系;創(chuàng)辦了第一個(gè)系統(tǒng)工程的刊物“系統(tǒng)工程的理論與實(shí)踐”,并任主編。
近年來,許國(guó)志注意到管理,決策與信息系統(tǒng)結(jié)合的新趨向,并開展了這方面的研究,他籌建了中國(guó)科學(xué)院“管理,決策與信息系統(tǒng)開放研究實(shí)驗(yàn)室”并任實(shí)驗(yàn)室主任。
許國(guó)志為我國(guó)開創(chuàng)幾個(gè)新學(xué)科,作出了重要貢獻(xiàn)。
1995年當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。
為創(chuàng)立中國(guó)運(yùn)籌學(xué)奠定基礎(chǔ)
1955年秋,許國(guó)志歸國(guó)途中與錢學(xué)森同舟,時(shí)相討論如何為祖國(guó)建設(shè)作出貢獻(xiàn)。錢學(xué)森以其淵深的學(xué)識(shí)與真知卓見,從政治、經(jīng)濟(jì)到科學(xué)技術(shù),常常提出重要的見解。在第二次世界大戰(zhàn)期間,從研究作戰(zhàn)方法的過程中,國(guó)外產(chǎn)生了一門嶄新的學(xué)科——運(yùn)籌學(xué)(Operations
Research)。錢學(xué)森與許國(guó)志談及當(dāng)時(shí)剛發(fā)展不久的這一新學(xué)科,認(rèn)為這門學(xué)科雖起源于二次大戰(zhàn),但對(duì)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)肯定也能發(fā)揮作用。雖然它建立于資本主義國(guó)家,但由于其學(xué)術(shù)上的本質(zhì)是強(qiáng)調(diào)總體,對(duì)社會(huì)主義建設(shè)為用亦大。他們決定將這一新學(xué)科引入中國(guó)。這一段經(jīng)歷為期雖短,但對(duì)于許國(guó)志此后的生涯影響頗深。
回國(guó)后,許國(guó)志被分派到當(dāng)時(shí)剛建立的中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所。由于許國(guó)志在工程方面的功底與數(shù)學(xué)上具有相當(dāng)造詣,錢學(xué)森所長(zhǎng)便要他負(fù)責(zé)籌建運(yùn)籌組。
運(yùn)籌學(xué)英文名為Operations Research,初譯為運(yùn)用學(xué)。后來周華章提出Operations Research已經(jīng)從初期的武器有效使用的問題擴(kuò)展到許多籌劃問題的探討,初譯為運(yùn)用學(xué)已不能包含其內(nèi)容。經(jīng)過許國(guó)志和周華章的反復(fù)討論,改譯為運(yùn)籌學(xué),以概括運(yùn)用與籌劃兩方面的內(nèi)容。運(yùn)籌兩字淵源于史記中“運(yùn)籌帷幄中,決勝千里外”一語,這樣也同時(shí)包括了運(yùn)籌學(xué)起源軍事,仍舊有應(yīng)用于軍事的含義。
運(yùn)籌學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科(當(dāng)時(shí)還沒有“跨學(xué)科”的提法),其科研組織的構(gòu)成也應(yīng)能適應(yīng)這一學(xué)科特點(diǎn)。在籌建運(yùn)籌組中,許國(guó)志體現(xiàn)了錢學(xué)森的想法,在人員組成方面實(shí)行了“三三”制,即三個(gè)理科專業(yè),三個(gè)工科專業(yè),三個(gè)社會(huì)科學(xué)專業(yè)。這樣的人員構(gòu)成不僅在當(dāng)時(shí)頗有新意,而且為運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
運(yùn)籌學(xué)在我國(guó)原無基礎(chǔ),創(chuàng)建伊始從何處著手?許國(guó)志認(rèn)為要使運(yùn)籌學(xué)得以在我國(guó)發(fā)展,就必須與我國(guó)的實(shí)際相結(jié)合。許國(guó)志一方面在《科學(xué)通報(bào)》和《人民日?qǐng)?bào)》上著文介紹運(yùn)籌學(xué),一方面思考具體的研究課題。當(dāng)時(shí)我國(guó)運(yùn)輸緊張,糧食調(diào)運(yùn)與儲(chǔ)存都是很大的問題。眾所周知,“運(yùn)輸問題”是線性規(guī)劃(運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)子學(xué)科)中的著名問題。當(dāng)時(shí)從這個(gè)問題起始,會(huì)是一個(gè)極好的開端。許國(guó)志在和我國(guó)糧食調(diào)運(yùn)的同志合作一段時(shí)期以后,發(fā)現(xiàn)他們有一種極易理解和操作的方法(當(dāng)然是對(duì)簡(jiǎn)單的小規(guī)模問題而言)。線性規(guī)劃中的運(yùn)輸問題的算法是代數(shù)性質(zhì)的,可通過表格化來進(jìn)行計(jì)算。這種方法是圖解性質(zhì)的,當(dāng)時(shí)便定名為“圖上作業(yè)法”。從這個(gè)方法,許國(guó)志提出了兩個(gè)重要的觀點(diǎn),其一是圖上作業(yè)法揭示了運(yùn)輸問題的本質(zhì)。其二是“運(yùn)輸問題”本質(zhì)是一個(gè)圖論理論性的問題。這使許國(guó)志對(duì)圖論產(chǎn)生興趣,并積極倡導(dǎo)開展圖論和組合最優(yōu)化的研究。
組合最優(yōu)化的核心是發(fā)現(xiàn)和研究各種“好算法”。在70年代初,人們已經(jīng)知道用擬陣來概括大部分組合最優(yōu)化問題。一個(gè)擬陣的最優(yōu)基問題和二個(gè)或三個(gè)擬陣的最優(yōu)交問題已有了好算法,而三個(gè)或三個(gè)以上的擬陣最優(yōu)交問題已無希望有好算法。因此,關(guān)鍵之處是要搞清楚二個(gè)到三個(gè)擬陣交之間的問題。朱永津和劉振宏首先提出的最小樹形圖問題是二個(gè)擬陣交的典型例子,在國(guó)際上被稱為“朱劉Edmands算法”。1979年許國(guó)志推廣了這一算法,在二個(gè)到三個(gè)擬陣之間找到了一個(gè)具有好算法的新問題——“具有次約束的最優(yōu)樹形圖問題”,具次約束的最小樹形圖是非2—擬陣問題。許國(guó)志研究這個(gè)問題是基于下列設(shè)想。Edmands證明了2擬陣問題存在多限式算法,并且證明最小樹形圖是一個(gè)2—擬陣。但無法證明3—擬陣問題存在多限式算法。許國(guó)志與他的同事們有一個(gè)想法,即研究一些具體的非2—擬陣問題,并給出其多項(xiàng)式算法,從而對(duì)3—擬陣能有較多的理解。
許國(guó)志對(duì)交通運(yùn)輸,特別是鐵路運(yùn)輸始終有很大興趣。他看出鐵路運(yùn)輸中存在著很多組合優(yōu)化的問題,它們的難易度不一。諸如著名的列車編組問題,從理論上很容易給出一個(gè)動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法。但對(duì)于“取送車問題”的研究,從理論上導(dǎo)致了一個(gè)正數(shù)序列的排列剖分,這是一個(gè)極難的問題!拔幕蟾锩币院螅S國(guó)志主持并參加了駝峰調(diào)車問題研究。許國(guó)志親自編寫計(jì)算機(jī)程序。因當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)內(nèi)存小功能差,而算法必須考慮的問題實(shí)際要求多,編程花費(fèi)了較多精力。雖然計(jì)算機(jī)給出的方案得到實(shí)際部門的認(rèn)可和贊譽(yù),但終因輸入費(fèi)時(shí)和打印效果差,而難于實(shí)際使用。但同當(dāng)時(shí)所看到的國(guó)外工作比較,這項(xiàng)研究的理論成果是先進(jìn)的。
許國(guó)志一貫堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際,重視學(xué)科發(fā)展的實(shí)際背景;特別注重從具體問題中得到啟發(fā),從而提出具有一般意義的概念和規(guī)律。例如:
從順序剖分和成組剖分中,他得到了衡量一個(gè)有限整數(shù)序列的“顛倒序”和“混雜序”。
從寶塔型車組這一具體問題,他和他的同事們證明并給出長(zhǎng)度為n的有限整數(shù)序列的最大混雜度。
從駝峰調(diào)車課題的經(jīng)驗(yàn)中,許國(guó)志深深體會(huì)到系統(tǒng)概念的重要性。在一個(gè)系統(tǒng)中,一個(gè)子系統(tǒng)無論如何先進(jìn),如何完善,若不能與其他子系統(tǒng)匹配,則這種先進(jìn)性和完善性是無從發(fā)揮的。在當(dāng)時(shí)整個(gè)調(diào)車作業(yè)還相當(dāng)陳舊的情況下,先進(jìn)的調(diào)車研究成果也是無法付諸實(shí)現(xiàn)的。
許國(guó)志認(rèn)為從具體問題中認(rèn)識(shí)事理的本質(zhì)是極為重要的,這也是他研究工作中的一大興趣。
中國(guó)系統(tǒng)工程的創(chuàng)建人之一
在60年代初期,系統(tǒng)工程在我國(guó)國(guó)防科研工作中已被采用。但這種情況鮮為人知。1979年4月,許國(guó)志向錢學(xué)森提出在我國(guó)發(fā)展系統(tǒng)工程的設(shè)想,得到錢學(xué)森的贊同。同年發(fā)表了由錢學(xué)森、許國(guó)志、王壽云撰寫的題為“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程”。這篇論文對(duì)推動(dòng)我國(guó)系統(tǒng)工程的開展,起了關(guān)鍵性作用。
系統(tǒng)工程中使用了很多運(yùn)籌學(xué)的方法。那么系統(tǒng)工程和運(yùn)籌學(xué)的關(guān)系如何?這個(gè)問題,錢學(xué)森在他的科學(xué)體系中已給出明確解答。系統(tǒng)工程屬于工程技術(shù),而運(yùn)籌學(xué)又屬于該體系中上一層的技術(shù)科學(xué)。自然界的一切現(xiàn)象都有其自身的規(guī)律,人類社會(huì)活動(dòng)亦不例外。在前面提到過圖上作業(yè)法,許國(guó)志認(rèn)為這個(gè)方法的兩條最優(yōu)解的判別準(zhǔn)則,“無對(duì)流”和“無迂回”是用運(yùn)輸?shù)恼Z言敘述了充分和必要條件,這就揭示了最優(yōu)分配的本質(zhì),說明了“事理”。同樣排隊(duì)論揭示了擁擠現(xiàn)象的一些規(guī)律,博奕論探討了一類依賴者決定勝負(fù)的競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象的規(guī)律。運(yùn)籌學(xué)的研究對(duì)象是“事理”。系統(tǒng)工程的研究不能不牽涉到,因而就不可避免地要應(yīng)用諸多運(yùn)籌學(xué)的關(guān)系,許國(guó)志發(fā)表了“論事理”一文。多年來,許國(guó)志一直有這樣的觀點(diǎn):他認(rèn)為運(yùn)籌學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展為應(yīng)用數(shù)學(xué)開拓了一個(gè)新的、廣闊的領(lǐng)域,即從自然現(xiàn)象擴(kuò)大到人類社會(huì)活動(dòng)和行為。這是本世紀(jì)40年代以來,應(yīng)用數(shù)學(xué)的一大進(jìn)展。許國(guó)志在一些文章和學(xué)術(shù)會(huì)議的報(bào)告上,屢次闡述他這一觀點(diǎn)。
。罚澳甏笃,許國(guó)志和他的同行在老一輩科學(xué)家的倡導(dǎo)下,曾參與籌建一些新科研單位和事業(yè)。1979年夏,他曾希望在此后五年內(nèi)能為系統(tǒng)工程在我國(guó)籌建一個(gè)研究所,從事研究工作;一個(gè)系培養(yǎng)人材;一個(gè)學(xué)會(huì)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流;一個(gè)刊物,發(fā)表科學(xué)論文。在科學(xué)春天的大好形勢(shì)下,在不到三年的時(shí)間內(nèi)全都得以實(shí)現(xiàn)。他常為得以親身參與感到無限欣慰。
倡導(dǎo)和主持決策分析的研究
運(yùn)籌學(xué)起源于軍事問題,特別是大型武器的有效使用。后來發(fā)現(xiàn)這方面的許多概念和方法對(duì)一般管理問題也能發(fā)揮很大作用。60年代在有些管理的文獻(xiàn)中提及的量化方法,大部分就是運(yùn)籌學(xué)方法。同樣,眾所周知,在國(guó)外,系統(tǒng)工程起源于大型工程項(xiàng)目的規(guī)劃與執(zhí)行。自然,這方面的一些內(nèi)容屬于管理范疇。70年代后期,有效管理在我國(guó)受到相當(dāng)重視。許國(guó)志的興趣便更多地,逐漸地轉(zhuǎn)移到管理方面。他認(rèn)為在管理問題中,決策不僅層次最高,而且在發(fā)展上也最完備。自博奕論為其奠定基礎(chǔ)以來,在方法論方面,發(fā)展了決策分析一套工作。進(jìn)而開展了決策支持系統(tǒng)。使復(fù)雜的決策問題借助計(jì)算機(jī)而得以實(shí)現(xiàn)。在這方面,他有著如下的觀點(diǎn)。
。ǎ保┰S國(guó)志強(qiáng)調(diào),無論是決策理論,決策分析,或者是決策支持系統(tǒng)都是決策科學(xué)工作者的工作。而決策本身是決策者的職責(zé)。決策科學(xué)工作者決不能越級(jí)發(fā)展。
。ǎ玻Q策科學(xué)工作者對(duì)具體問題經(jīng)過研究探討而提出的方案,是否為決策者所采納絕不是判別該項(xiàng)工作優(yōu)劣的準(zhǔn)則。判別的主要依據(jù)應(yīng)是該方案對(duì)決策者所起的影響作用。
。ǎ常┤说臎Q策行為并不完全依賴邏輯思維。因而一些傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)概念和方法在決策問題中的應(yīng)用常不盡如人意。即使在一般管理問題中,也應(yīng)審慎。60年代國(guó)際上過分重視量化方法,是不適當(dāng)?shù)。?duì)于70年代流行的一些觀點(diǎn),許國(guó)志認(rèn)為也需要修正,他多次在學(xué)術(shù)報(bào)告中提及此點(diǎn)。
(4)系統(tǒng)工程中的方法論的本質(zhì),是提出一個(gè)進(jìn)行工作的步驟和程序。他認(rèn)為決策科學(xué)化的核心內(nèi)容之一是決策程序化。僅僅采用一些科學(xué)方法甚至是難度較大的數(shù)學(xué)方法,而忽略了應(yīng)遵循的步驟,決不能稱為決策科學(xué)化。
。ǎ担┤魏我豁(xiàng)具體的決策問題的研究,如果沒有決策者以某種方式參與共事;而希望該項(xiàng)成果的取得實(shí)際效果,是不能想象的。決策者和專業(yè)科學(xué)工作者的共同參與、協(xié)同工作是一種藝術(shù)。
數(shù)十年來,許國(guó)志用了較多的時(shí)間從事組織領(lǐng)導(dǎo)工作。他在完成具體管理工作的同時(shí),還以一個(gè)科學(xué)家的眼光,把一些具體事務(wù)作為案例進(jìn)行研究。他曾遵守并積極倡導(dǎo)下列原則。
。ǎ保┗パa(bǔ)原則。許國(guó)志注重于與他性格迥異,事業(yè)不盡相同的人合作。
數(shù)學(xué)規(guī)劃論中有一條互補(bǔ)定理,它是優(yōu)解的判別準(zhǔn)則。他認(rèn)為這個(gè)原則是受到運(yùn)籌管理的啟發(fā)。
。ǎ玻┮孜辉瓌t。許國(guó)志認(rèn)為在許多非原則問題上,常常站在對(duì)方的立場(chǎng)想一想問題,是能把事情辦得更好一些的重要原則。
。ǎ常┤嘣瓌t。多想、多聽、多寫。要多分析、多思考;要讓人家把話講完;重要的文件不要假手他人。
。ǎ矗┮槐P棋原則。許國(guó)志認(rèn)為任何一個(gè)單位都是一盤棋中的一個(gè)棋子;蛘哒f是一個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。如果不相互交流,那么就成為一個(gè)奇異點(diǎn),或者說形成一個(gè)閉系統(tǒng)。在封閉系統(tǒng)中,熵不斷增大,終而導(dǎo)致無序。在單位內(nèi)部,他強(qiáng)調(diào)“兼收并蓄”,這樣方能葉茂枝繁!
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