相信自動化與控制領(lǐng)域的朋友們對卡爾曼這個名字都不陌生，可能還有一個更著名的名詞縈繞在我們的腦海中——卡爾曼濾波，這個60多年前的算法，時到如今，依舊深刻地影響著我們的生活。

童年經(jīng)歷

卡爾曼于1930年出生于匈牙利布達(dá)佩斯的猶太家庭，父親是一名電氣工程師。卡爾曼從小就展現(xiàn)出來極高的學(xué)習(xí)天賦，在班級里名列前茅。然而匈牙利與德國納粹相互勾結(jié)，在1938年《慕尼黑協(xié)定》簽訂后占據(jù)了捷克斯洛伐克部分領(lǐng)土，并在之后的二戰(zhàn)中成為軸心國一份子。為了躲避戰(zhàn)亂與納粹的迫害，1943年卡爾曼的父親便帶著一家人移民到了美國。

學(xué)術(shù)生涯

卡爾曼追尋父親的腳步，在麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)電氣工程并于1953年獲得學(xué)士學(xué)位，并于一年后取得了碩士學(xué)位。之后他前往紐約哥倫比亞大學(xué)繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。他在1955年成為一名控制論的講師（Instructor）并在1957年成為助理教授。1958年，卡爾曼發(fā)表了他的博士畢業(yè)論文Analysis and Synthesis of Linear Systems Operating on Randomly Sampled Data并于同年獲得博士學(xué)位。

攻讀博士期間卡爾曼發(fā)表了許多具有影響力的論文，包括Physical and mathematical mechanisms of instability in nonlinear automatic control systems以及Optimal synthesis of linear sampling control systems using generalized performance indexes，對動態(tài)系統(tǒng)的噪聲問題做了充分的研究。

1958年至1964年，卡爾曼被任命為馬里蘭州巴爾的摩高級研究所的數(shù)學(xué)研究專家，并在此期間做出了一系列的重大研究成果。他敏銳地預(yù)見到了計算機(jī)技術(shù)以及數(shù)字控制的發(fā)展前景，發(fā)表了A unified approach to the theory of sampling systems、Control system analysis and design via the “second method” of Lyapunov. II. Discrete-time systems等重要論文。他與Bertram首次將李雅普諾夫穩(wěn)定性理論引入了控制理論，對動態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

1960年，卡爾曼參加了在莫斯科舉行的IFAC（國際自動控制聯(lián)合會）第一次代表大會，發(fā)表了會議文章On the general theory of control systems。在這次會議上，他介紹了他的一些基本發(fā)現(xiàn)與思想，包括可控性（controllability）、可觀性（observability）等概念，這些概念將在之后的時間里發(fā)展成熟。

也正是在巴爾的摩的這段時間，卡爾曼做出了他一生中最卓越的貢獻(xiàn)——卡爾曼濾波器。他將科學(xué)家們早期對濾波器研究的成果整合并于狀態(tài)空間方法整合，發(fā)表了著名論文A new approach to linear filtering and prediction problems。這篇論文通過遞歸濾波的方法革命性地改變了估計領(lǐng)域。之后他也研究了這種濾波方法的連續(xù)版本（之前是離散版本），發(fā)表在論文New results in linear filtering and prediction theory中。卡爾曼濾波器在應(yīng)用數(shù)學(xué)、工程、科學(xué)等領(lǐng)域都有著極其深遠(yuǎn)的影響，美國的阿波羅登月計劃也依賴于此。卡爾曼濾波器以及其后來對非線性問題的拓展，可能是現(xiàn)代控制理論中應(yīng)用最廣泛的方法。自動駕駛、地震數(shù)據(jù)處理、過程控制、天氣預(yù)報、計量經(jīng)濟(jì)、健康監(jiān)測、計算機(jī)視覺、電機(jī)控制、定位與導(dǎo)航……在無數(shù)的領(lǐng)域卡爾曼濾波都發(fā)揮著重大作用。

1964年，卡爾曼前往斯坦福大學(xué)擔(dān)任教授，研究領(lǐng)域涉足代數(shù)理論與系統(tǒng)論。他再次在新的領(lǐng)域取得了多樣的成果，在現(xiàn)代系統(tǒng)論中開辟了新的領(lǐng)域。受自動機(jī)代數(shù)理論的啟發(fā)，卡爾曼在論文Algebraic theory of linear systems中提出了一種線性系統(tǒng)的代數(shù)理論。

1971年，卡爾曼搬到蓋恩斯維爾的弗羅里達(dá)大學(xué)，在數(shù)學(xué)、電氣工程以及工業(yè)系統(tǒng)工程系擔(dān)任教授。他的工作側(cè)重于統(tǒng)計、計量經(jīng)濟(jì)建模以及系統(tǒng)識別的系統(tǒng)理論方法，作為他早期工作的自然補(bǔ)充。在弗羅里達(dá)，他建立了數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論研究中心，吸引了眾多控制與數(shù)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)者。

1969年至1972年，卡爾曼在法國巴黎礦業(yè)學(xué)院擔(dān)任科學(xué)顧問。1972年，卡爾曼從弗羅里達(dá)大學(xué)退休，一年后他被選為蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論主席，直到1997年到他的法定退休時間。在他后期的學(xué)術(shù)生涯里，卡爾曼在代數(shù)、統(tǒng)計、電路理論等領(lǐng)域都做出了廣泛的研究。

人物評價

終其一生，卡爾曼在科學(xué)界做出的貢獻(xiàn)是無與倫比的，他入選美國國家科學(xué)院、美國國家工程院，并且是匈牙利、俄羅斯、法國等國家科學(xué)院的外籍院士。他于1964年成為IEEE Fellow，并于2012年成為美國數(shù)學(xué)會Fellow。

卡爾曼獲得的獎項更是不計其數(shù)。1962年，他被馬里蘭科學(xué)院評為年度杰出青年科學(xué)家。因為他開創(chuàng)了系統(tǒng)論中的現(xiàn)代方法，包括可控性、可觀測性、過濾和代數(shù)結(jié)構(gòu)的概念，他于 1974 年獲得了 IEEE 榮譽勛章。1976 年，他還獲得了美國機(jī)械工程師協(xié)會頒發(fā)的 Rufus Oldenburger 獎?wù)隆?984 年卡爾曼被授予 IEEE 百年紀(jì)念獎?wù)隆?985 年獲得京都獎，京都獎被廣泛認(rèn)為是傳統(tǒng)上不授予諾貝爾獎的領(lǐng)域中最負(fù)盛名的獎項。1987 年他獲得了美國數(shù)學(xué)會的斯蒂爾獎……

2009 年 10 月 7 日，美國總統(tǒng)巴拉克·奧巴馬 (Barack Obama) 在白宮舉行的頒獎典禮上授予卡爾曼國家科學(xué)獎?wù)?#xff0c;這是美國對科學(xué)成就的最高榮譽。

在整個職業(yè)生涯中，卡爾曼以身作則，無論需要多長時間或需要付出多大的努力，他都是一個追求完美的純粹主義者。他的出版物在優(yōu)雅和科學(xué)深度上都是瑰寶，無一例外。他一生發(fā)表了50余篇技術(shù)論文，舉辦了不計其數(shù)的講座。他最有名的論文A new approach to linear filtering and prediction problems在谷歌上迄今獲得了近4萬的引用量，而卡爾曼濾波器相關(guān)的出版物超過了5萬部。

卡爾曼不僅是現(xiàn)代系統(tǒng)與控制理論的創(chuàng)造者，也是信號處理、數(shù)學(xué)科學(xué)、信息等領(lǐng)域的杰出人物。他是一位真正的天才，能夠流利說出好幾門語言，在音樂方面也有著一定的造詣。鮮有人知他對音響系統(tǒng)以及跑車也有著濃厚的興趣。

2016年7月2日，卡爾曼先生永遠(yuǎn)地閉上了雙眼，享年86歲。而由他創(chuàng)造的濾波技術(shù)仍然保證著現(xiàn)代社會的運轉(zhuǎn)，人類登月后留下的足跡，永恒地紀(jì)念著他對人類智慧不滅的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

【1】Ku?era, Vladimír. “Rudolf E. Kalman: Life and Works.” IFAC-PapersOnLine 50 (2017): 631-636.
【2】https://en.wikipedia.org/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【人物志1】鲁道夫·埃米尔·卡尔曼（Rudolf E. Kalman）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。