相信自動化與控制領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。

童年經歷

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

學術生涯

卡爾曼追尋父親的腳步，在麻省理工學院學習電氣工程并于1953年獲得學士學位，并于一年后取得了碩士學位。之后他前往紐約哥倫比亞大學繼續攻讀博士學位。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，卡爾曼發表了他的博士畢業論文Analysis and Synthesis of Linear Systems Operating on Randomly Sampled Data并于同年獲得博士學位。

攻讀博士期間卡爾曼發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，對動態系統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學研究專家，并在此期間做出了一系列的重大研究成果。他敏銳地預見到了計算機技術以及數字控制的發展前景，發表了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定性理論引入了控制理論，對動態系統的穩定性研究產生了深遠的影響。

1960年，卡爾曼參加了在莫斯科舉行的IFAC（國際自動控制聯合會）第一次代表大會，發表了會議文章On the general theory of control systems。在這次會議上，他介紹了他的一些基本發現與思想，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——卡爾曼濾波器。他將科學家們早期對濾波器研究的成果整合并于狀態空間方法整合，發表了著名論文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域。之后他也研究了這種濾波方法的連續版本（之前是離散版本），發表在論文New results in linear filtering and prediction theory中。卡爾曼濾波器在應用數學、工程、科學等領域都有著極其深遠的影響，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，可能是現代控制理論中應用最廣泛的方法。自動駕駛、地震數據處理、過程控制、天氣預報、計量經濟、健康監測、計算機視覺、電機控制、定位與導航……在無數的領域卡爾曼濾波都發揮著重大作用。

1964年，卡爾曼前往斯坦福大學擔任教授，研究領域涉足代數理論與系統論。他再次在新的領域取得了多樣的成果，在現代系統論中開辟了新的領域。受自動機代數理論的啟發，卡爾曼在論文Algebraic theory of linear systems中提出了一種線性系統的代數理論。

1971年，卡爾曼搬到蓋恩斯維爾的弗羅里達大學，在數學、電氣工程以及工業系統工程系擔任教授。他的工作側重于統計、計量經濟建模以及系統識別的系統理論方法，作為他早期工作的自然補充。在弗羅里達，他建立了數學系統理論研究中心，吸引了眾多控制與數學領域的學者。

1969年至1972年，卡爾曼在法國巴黎礦業學院擔任科學顧問。1972年，卡爾曼從弗羅里達大學退休，一年后他被選為蘇黎世聯邦理工學院的數學系統理論主席，直到1997年到他的法定退休時間。在他后期的學術生涯里，卡爾曼在代數、統計、電路理論等領域都做出了廣泛的研究。

人物評價

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

卡爾曼獲得的獎項更是不計其數。1962年，他被馬里蘭科學院評為年度杰出青年科學家。因為他開創了系統論中的現代方法，包括可控性、可觀測性、過濾和代數結構的概念，他于 1974 年獲得了 IEEE 榮譽勛章。1976 年，他還獲得了美國機械工程師協會頒發的 Rufus Oldenburger 獎章。1984 年卡爾曼被授予 IEEE 百年紀念獎章。1985 年獲得京都獎，京都獎被廣泛認為是傳統上不授予諾貝爾獎的領域中最負盛名的獎項。1987 年他獲得了美國數學會的斯蒂爾獎……

2009 年 10 月 7 日，美國總統巴拉克·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獎章，這是美國對科學成就的最高榮譽。

在整個職業生涯中，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。他的出版物在優雅和科學深度上都是瑰寶，無一例外。他一生發表了50余篇技術論文，舉辦了不計其數的講座。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的出版物超過了5萬部。

卡爾曼不僅是現代系統與控制理論的創造者，也是信號處理、數學科學、信息等領域的杰出人物。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，卡爾曼先生永遠地閉上了雙眼，享年86歲。而由他創造的濾波技術仍然保證著現代社會的運轉，人類登月后留下的足跡，永恒地紀念著他對人類智慧不滅的貢獻。

參考文獻

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

總結

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）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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