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回顧我數十載學術生涯,貫穿始終的是兩個關鍵要素:問題意識與質疑精神。二者的交織與互動,引領我從懵懂少年一步步走向科學殿堂,從破解經典難題到開拓學科前沿,在測繪遙感領域探索未知、服務國家所需。
我出生于江蘇泰縣(今泰州市姜堰區)溱潼鎮,小學時的一次考試讓我第一次嘗到了質疑的“甜頭”。試卷上對“假分數”的定義寫的是“分子大于分母”,但我自己認為,應當是“分子大于或等于分母”。我鼓起勇氣向老師提出了這個觀點。結果,滿分100分的卷子,我得了103分——這顆敢于質疑的種子,從此在我心里扎了根,并一直伴隨著我的求學求知生涯。
1957年,我考入武漢測繪學院。學習中我發現,當時采用的蘇聯教材里關于“無扭曲模型公式”的推導存在問題,而“變換光束測圖”理論中未發現引起的坐標軸歪斜。這些發現讓我坐不住了。沒有像樣的稿紙,我就在父親廢棄的舊銀行賬本背面,一口氣寫了4篇分析文章,指出其中的疏漏。
幾經輾轉,我把文章交到了時任學院副院長、我國遙感測量奠基人王之卓教授手中。王先生那時并不直接教我們本科生,但他看到文章后,把我叫到家里,一聊就是好幾個小時。這不僅是對一個本科生莫大的鼓勵,更成為我學術道路的轉折點。
他讓我跟著他做畢業設計,并鼓勵我閱讀英文文獻。那時我學的是俄語,為了啃下英文資料,我專門找英語教研室的老師補習,一頭扎進文獻堆里。在廣泛閱讀中,我又發現國際知名學者、加拿大多倫多大學教授沃塞克的一篇文章也存在錯誤。在王先生的悉心指導下,我把發現寫成論文,他逐字逐句幫我修改,最終發表在《測繪學報》上。我1963年畢業,論文1965年刊發。那180元的稿酬,讓我記憶猶新——因為當時我一個月的工資才55元。我堅持要把王先生的名字署在前面,他卻堅決不同意:“這是你的發現,你的成果。”這就是名教授的風范,也讓我懂得了提攜后學的真諦。
如果說質疑是發現問題的鑰匙,那么強烈的問題意識,則是推動研究深入、實現知識創造的根本動力。
1982年,我赴德國斯圖加特大學攻讀博士學位,師從國際測量權威阿克曼教授。他給我出了一個極具挑戰性的難題:當遙感測量數據越來越大的時候,數據里面就有各種誤差,有的是溫度、儀器、大氣、環境造成的,還有的是由于干擾造成的,我們稱之為粗差。“你能否在數據中系統誤差、偶然誤差、粗差都存在的情況下,找到一個自動化的處理方法?”這是一個困擾學界多年的難題。我夜以繼日地鉆研,提出了新的解決方案,改進了德國數學家高斯的“最小二乘法”。1985年2月,在我回國前的告別宴會上,阿克曼教授當著100多位來賓的面鄭重宣布:“李德仁的博士論文,解決了測繪學上一個百年難題!”這篇論文也獲得了斯圖加特大學歷屆博士論文的最高評分。后來,我還因為該成果獲得了瑞士蘇黎世聯邦理工學院的名譽博士。我深切體會到,瞄準真問題、解決真問題,是做學問最大的價值所在。
科學沒有國界,但科學家有自己的祖國。回國后,我更是將“問題導向”貫徹于服務國家重大需求的實踐中。
測繪是建設的尖兵。當時的航空攝影測量,一個周期長達3年:第一年航拍,第二年野外測量控制點,第三年才能成圖。用戶對我們有意見,因為太慢了!國家建設急需地圖,但有些地方是原始密林,一些邊境地區布過很多地雷,人都進不去。怎么辦?我和團隊迎難而上,經過無數次攻關,終于突破了“無地面控制點高精度定位”技術瓶頸,讓那些“人跡罕至”的地方第一次擁有了精準的地圖。
如今,我們更進一步,率先在全球實現了“通信、導航、遙感”一體化,將北斗導航、人工智能與衛星技術深度融合。比如,森林火災發生,系統最快2秒就能鎖定著火點,十幾秒后,著火點的經緯度就能傳送給消防員;農業上,衛星或無人機一掃,就能精準判斷作物缺什么營養、有沒有病蟲害,信息可以直達田間地頭。這些創新,是我們科研工作者最大的欣慰。2024年,我們正式提出時空智能學的概念。
我是一名科學家,但首先是一名教師,我深知一個有價值的“問題”對于培養學生的重要性。恩師王之卓教授和阿克曼教授通過言傳身教告訴我:學科建設一代接一代,一代強過一代。老師要甘當人梯,要舍得把那些有價值、有“油水”的關鍵問題交給學生去探索,把他們推到學問的前沿。我的學生李熙博士畢業后,我鼓勵他繼續深造。他利用“夜光遙感”技術,通過分析敘利亞地區5年間燈光的變化,清晰勾勒出戰場分布:燈光不變的區域是和平區,燈光損失最嚴重的是主戰場。這項成果直接服務于聯合國,為難民援助提供了關鍵信息支撐。今年4月,聯合國災害管理與應急反應天基信息平臺中國區域支持辦公室落戶武漢大學。看到學生能抓住問題、解決問題、服務世界,這就是作為師者最大的驕傲。
做學問看問題,要看大流、抓主流。回望學科發展,我經歷了測繪遙感從光機電時代到數字化時代,再到如今智能化時代的滄桑巨變,我從未離開過服務國家重大戰略這一創新的主賽道。
測繪,曾經是個需要跋山涉水的辛苦行當,如今已發展為“時空智能學”——利用智能傳感器、云計算和人工智能,感知認知自然與人類活動,自動回答何時、何地、何目標、有何變化及其機理,服務于強軍、富國、利民。這門新興學科,通過與互聯網、物聯網、大數據、大模型深度融合,正在催生無數應用場景和萬億級產業。
國家與國家之間的科技進步比拼是馬拉松長跑,我今年86歲了,親歷并參與推動了中國測繪遙感從跟跑、并跑到部分領域領跑的全過程。我從德國回來后寫了一本書叫《不停歇的思索》,后來寫了《不停歇的創新》。我打算到90歲,再寫第三部——《不停歇的奮斗》。學問之路永無止境,解決問題的腳步不能停歇。只要還能思考,還能工作,我就要繼續為這門關乎國計民生的學科,貢獻自己的一份光和熱。
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