“活到老,學到老,干到老。”李德仁一直踐行著一份樸實的心愿:愛我中華,興我家邦,為國家和人民奉獻到老!
“10、9、8……3、2、1,發射!”9月24日,在山東海陽市東方航天港近海海面上,“武漢大學人民醫院健康號”(珞珈四號01星)醫學遙感衛星順利進入預定軌道,茫茫太空迎來“武大造”的全球首顆醫學遙感衛星。
“這是了不起的壯舉。中國人在遙感衛星服務人民健康和生態環境領域,做出了新的努力和嘗試!”國家最高科學技術獎獲得者、中國科學院院士、中國工程院院士、武漢大學人民醫院醫學遙感信息研究院名譽院長李德仁現場觀摩發射成功后很是高興。
該衛星是李德仁院士團隊“珞珈”系列衛星中的一顆,也是武漢大學發揮測繪遙感學科優勢,在“遙感+醫學”領域推出的首個醫工融合重大科技創新成果。
李德仁是著名攝影測量與遙感專家,攻克了衛星遙感全球高精度定位及測圖核心技術,解決了遙感衛星影像高精度處理的系列難題,帶領團隊研發全自動高精度航空與地面測量系統,為我國高分辨率對地觀測系統的建立和從遙感大國邁向遙感強國作出了突出貢獻,為共和國擦亮了“天眼”。今年6月,他榮獲國家最高科學技術獎,習近平總書記在人民大會堂親自為他頒發獎章和證書。
李德仁在武漢大學度過的近七十年的歲月里,永不停歇的“思索、奮斗與創新”貫穿始終,鐫刻著他在強國征途上不畏艱險、勇攀高峰的英勇身姿,映照著他在教書育人中孜孜不倦、言傳身教的清晰剪影。
逆境15年,“李德仁方法”解決測繪學百年難題
樹高千尺有根,水流萬里有源。李德仁就讀的大學原名武漢測繪學院,誕生于百廢待興的1956年,是我國第一所培養測繪高級專業人才的新型大學。1985年,武漢測繪學院更名為武漢測繪科技大學,2000年并入武漢大學。在這所著名的學府,老一輩學科奠基人夏堅白、王之卓、陳永齡等蜚聲中外。
“我讀書時膽子大,愛提問,常把自己對名家著作的質疑寫成讀書心得,到處尋找老師求解。”學生時代的李德仁,就有那么一種與眾不同的特質。
1957年,17歲的李德仁從江蘇省泰州中學畢業,被武漢測繪學院航空測量系錄取。當時,學院院長是夏堅白院士,系主任是王之卓院士。
大學6年里,李德仁每天都處于求知若渴的狀態。大四時,他在蘇聯專家撰寫的教科書上發現了問題,寫了好幾篇文章。同班同學朱宜萱和王之卓的女兒是好朋友,李德仁就托她把文章轉給王之卓,而李德仁和朱宜萱后來也成就了美好姻緣,是一對令后輩們羨慕不已的伉儷。
王之卓在文章上寫了很多批注,并把李德仁叫到家里,師生倆長談了3個多小時,連晚飯都耽誤了。半個世紀過去,李德仁仍清楚記得當時的情景,“談話從下午5點開始,既深入重點又天馬行空,渾然不覺天色已晚。師母多次請我們到餐廳吃飯,被興致正濃的王老一推再推,直到晚上9時。”正是這次交流,奠定了這對師生黃金搭檔的終生情誼。
1963年,李德仁本科畢業,王之卓鼓勵他報考自己的研究生。當年選拔的考試科目共三門,李德仁兩門滿分、一門99分。但因為檔案里一份“莫須有”的材料,他被取消了錄取資格。
天之驕子開始面對長達15年的人生逆境。他先后在航測隊、干校、水泥廠、研究所當工人、炊事員、技術員、科室負責人。而王之卓一直牽掛著這位得意門生,不僅時常寫信叮囑他別丟了學問,還千方百計托人幫助他。
李德仁謹記恩師的囑托,在工作中精進業務。1978年國家恢復研究生招生,李德仁終于回到了恩師身邊,這一年,他39歲,6年前下放時在水泥廠研制的硫鋁酸鹽水泥系列,獲得第一屆國家科技發明二等獎。
在王之卓門下讀研究生的1000多個日夜,李德仁埋頭苦學,僅專業方面的讀書筆記就是厚厚30多本。1981年,當他以全優成績獲得碩士學位時,已練就一身過硬本領:基本功扎實,洞悉本學科發展狀況和國際著名專家研究方向。他站在中國測繪學界的前沿,整裝待發,隨時準備跑步沖進世界航測研究的前列。
這一年他留校任教,隨即以訪問學者身份赴聯邦德國進修。在波恩大學,他不僅熟練自如地運用西方先進的理論和方法,還能指出其優點和缺陷,提出改進辦法。半年內,他發表了兩篇高質量論文,引起西方學者的廣泛關注。他針對西方學者發現和消除粗差的傾向性方法,反其道而行之,從驗后方差估計理論出發,在極短時間導出比丹麥法更優越的新方法,被國際測繪界稱為“李德仁方法”;他根據這種方法研制出的新軟件,獲得了比波恩大學原軟件更佳的計算結果。
1983年,李德仁轉入斯圖加特大學,在歐洲攝影測量試驗組織主席阿克曼教授門下攻讀博士。他常在教堂午夜的鐘聲響過之后才走出實驗室,第二天早晨,又拿著阿克曼教授給他的萬能鑰匙第一個打開實驗室和資料室大門。
阿克曼被這位中國學生獨具的才干和敬業精神深深感動了。他說:“我能證實,李先生是一位杰出的攝影測量學家,他的水平完全是現代國際水平。”他建議當地政府和自己一起承擔李德仁進修所需費用。多年之后,阿克曼還這樣教育德國學生:“你們羨慕李德仁教授的成就吧,他為自己的祖國而拼搏,他每天工作都在14小時以上,而且常常是通宵達旦!”
只用兩年半時間,李德仁完成了通常需要五六年才能完成的博士論文和學位課程。在長達255頁的博士論文《攝影測量平差中控制點粗差和像片系統誤差區分可能性理論和試驗》中,他將占統治地位的荷蘭學者巴爾達教授的經典理論進行了擴充和發展,給測量結果的準確度問題研究帶來一片光明,使不同模型誤差的區分和同一模型誤差的定位難題迎刃而解。
素以嚴謹著稱的大地測量學家、德國洪堡基金會委員格拉法韌特教授再也無法掩飾內心的激動,揮筆在他的博士論文上批道:“我為這篇文章而激動,它解決了測量學上一個百年來的難題。”他的博士論文以“1分加5星”的得分,迄今仍保持著斯圖加特大學博士答辯的最高紀錄。王之卓稱贊李德仁:“獲得了前人所沒有解決的創造性成果。”
李德仁把粗差發現的理論上升到粗差和系統誤差區分的理論上,榮獲了該項成果的最高獎——漢莎航空獎。今天,即使是世界上科學技術最先進的國家,也要用李德仁的理論來校正自己的航測平差系統。
他以智慧和勤奮叩開了權威之門,實現了超越前賢的夢想。
“在德國獲得博士學位后,我心中激蕩著一個信念:立刻回國,將一輩子獻給祖國。”李德仁謝絕導師的挽留,毅然回到祖國,開啟了漫長的科研報國之路。
1985年,李德仁站在了母校的講臺上,不講職稱和待遇,給本科生開了三門課。一年后他被破格晉升為教授;1991年當選為中國科學院院士……歸國后的40年里,李德仁始終胸懷“國之大者”,堅持自主創新,擔當育人使命,引領了我國從傳統測繪到信息化測繪遙感的根本性變革,使中國走上遙感強國的創新之路。
不懈自主創新
擦亮中國人自己的“東方慧眼”
胸懷祖國,不懈創新,是理解李德仁科研人生的關鍵詞。
“通信、導航、遙感,全世界這三件事情原來都是分開做,各干各的。”李德仁發現,它們各自系統孤立、信息分離、服務滯后。李德仁首先提出要把中國的通信衛星、導航衛星、遙感衛星一體化,提供空天智能服務。
2006年,李德仁院士牽頭向國家自然科學基金委提出了這個設想——建設“三星”一體化的空天信息智能服務體系。他的建議最終被國家自然科學基金委采納,2013年便啟動重大專項,開啟珞珈系列衛星的實驗計劃。“基于天空地通導遙一體化、在軌處理和人工智能,可構建天地互聯網對地觀測智能服務系統,對各行各業實現快準靈的服務,造福人類社會。”
2010年,經國務院批準,高分辨率對地觀測系統重大專項(以下簡稱“高分專項”)全面啟動實施,業內都愛把“高分專項”稱為“中國人自己的全球觀測系統”。李德仁作為高分專項專家委員會副主任和專項副總師,領導參與了該專項的頂層設計,并帶領團隊開展了高精度數據處理技術攻關,實現了我國遙感衛星系統的自主可控。
從2013年4月首顆“高分一號”衛星發射成功到今天,高分專項已成功發射14顆衛星,每顆都具備獨特的觀測能力,涵蓋了光學、雷達、紅外、高光譜等多種技術類型,拉動了新一代國家空間基礎設施的建設,也為我國航天產業的蓬勃發展做好了技術和人才儲備,中國遙感衛星實現了從“有”到“好”的跨越式發展。
如今,我國測繪遙感技術從落后一步步走到了世界前列,建立起真正的“中國人自己的高分辨率對地觀測系統”。在這個過程中,高分專項作出了重要貢獻。李德仁說:“以前我們有衛星,但不強。現在我們的遙感衛星趕上了世界水平。”
此后,李德仁繼續帶領團隊攻克高精度高分辨率對地觀測領域的系列核心技術,研制了我國“航天—航空—地面”3S集成的測繪遙感系列裝備,解決危險地區測繪等難題,引領了我國傳統測繪到信息化測繪遙感的根本性變革。
如何讓衛星服務于老百姓的生活?這是李德仁一直在琢磨的事兒,答案是:建成中國人自己的“東方慧眼”衛星星座——
2018年,珞珈一號01星升空;2023年,珞珈二號01星、珞珈三號01星成功入軌,大展身手——珞珈二號01星,在河北抗洪中觀測到一處堤防決口,圖片上水流清晰,電桿逼真,精度令人驚喜,發布預警當天幫助6300余人安全轉移。珞珈三號01星,首顆互聯網智能遙感科學實驗衛星,把人工智能送上天,自動發現目標和變化,通過通信衛星和地面互聯網,8分鐘內將信息送到用戶的手機。它在阿富汗抗震救災中立下大功;2024年,珞珈四號01星順利升空,開展醫學遙感應用示范,為人民健康保駕護航……
李德仁介紹了自己的下一個五年計劃:到2030年時,他要帶領科研團隊建成一個擁有252顆衛星的“東方慧眼”“智能遙感”衛星星座,讓全球更多的人享受中國衛星帶來的優質服務。這個“星座”由四種衛星組成,跟通信衛星、導航衛星連在一起,可用于農業、交通、采礦、海運、智慧城市、智慧農村等,構成一個對地觀測網。
不久的將來,“東方慧眼”星座將閃耀浩瀚星河,普通如你我,都可以用手機調用頭頂的衛星,3至5分鐘就能看到自己想看的地球圖片或視頻,“咱們老百姓也能擁有千里眼、順風耳。”這位耄耋之年的院士俏皮地說。
鐘愛教師崗位,搭建排名
全球第一的學科團隊
“我最本質、最喜歡的是作為一名教師、一名導師,我的責任是傳承學問,培養下一代的接班人。”在所有頭銜中,李德仁坦承,自己最鐘愛的崗位是“教師”。
“把我從王先生和阿克曼教授那里學到的基本的治學方法,傳承給他們;把我從他們那里學到的寬大的胸懷、關心后生的品德,傳承下去。”問及有何“絕招”,李德仁如是回答,“拿到最新的資料,我絕對不會鎖到抽屜里,我會送到需要的人手里。”
在武漢大學,以測繪泰斗王之卓院士為前導,李德仁院士為中堅,龔健雅院士為后續的教學科研團隊,師生三代均為院士的佳話被生動續寫和傳播著,優良的學風和教風代代相傳,搭建起排名全球第一的學科團隊。
“龔健雅院士在做中國的數字地球模型、國產地理信息系統;楊必勝三維建模做得很好,他用無人機做碳排放、碳吸收的研究非常精準;我還有個研究生正在用人工智能技術,在大量遙感數據中自動解譯目標……”講起自己學生手頭上的工作,李德仁如數家珍。
20世紀80年代,丹麥在數字制圖和地理信息系統領域處于國際先進水平,龔健雅被導師李德仁派往丹麥留學,“李老師總是寫信叮囑我,要敢于跨越,有跨越才有創新,你僅僅跟在人家后面,撿人家做過的重復做,你就總在后面。”如今,龔健雅是中國科學院院士、武漢大學宇航科學與技術研究院院長。
“李老師在科研和生活上為我提供了許多指導和幫助。他常鼓勵我們,要多學習、多動手、多思考,要敢于大膽質疑。”武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室副研究員肖雄武回憶,讀博期間,“不停歇地思索”是導師李德仁給自己上的第一課,這句話一直引導和激勵他前行。
將許多像肖雄武一樣的年輕人放到重大項目攻堅第一線,是李德仁的培養經驗。“未來要靠年輕人,他們在研究上超過我們,我們非常高興。”李德仁說,“作為高校教師,我們要把教育辦好,把科技搞上去,還要把人才培養好,為年輕人的發展創造更多可能性。”
李德仁把遍布世界各地、各有建樹的學生視為最大的成果。目前已有180位博士生從他門下畢業,幾乎個個成績斐然:5人獲全國百篇優秀博士學位論文獎,多人入選國家高層次人才梯隊……他們中的許多人,說起自己與遙感學科的緣分時,都會提到“測繪學概論”這一門課。
1997年9月,武漢大學推出面向大一新生的專業基礎課“測繪學概論”。27年來,這門課由李德仁等七位院士和多位專家學者聯袂授課,年年講年年新,選課和旁聽生已擴大到校外。
學生們喜歡上李德仁的課,因為他有一手絕活,能將枯燥的理論講得生動易懂。比如,在導入“攝影測量”時,他拋出問題:把攝像機放到飛機上進行測量,會出現什么問題?如果放到衛星上呢?隨著提問漸次深入,學生的思維活躍起來,課堂上很是熱鬧。
“培養拔尖創新人才,成為讓人民滿意的教授,是我的使命和課題。”40年來,李德仁牢記立德樹人使命,始終奮戰在教學科研第一線,倡導“讀書、思維、創新、實踐”的教育理念,在武漢大學建成了世界上規模最大、門類最全、辦學層次和辦學體系最完整的測繪遙感學科群。
李德仁有個心愿,希望自己的思想能夠影響更多的人,更希望自己的弟子能從學科帶頭人變成領軍人物。而他自己,雖已耄耋之年仍在不懈前行。
不僅在服務國家上功勛卓著、事業有成,李德仁和夫人朱宜萱教授的生活幸福甜蜜,是令人羨慕的“神仙伴侶”。
在夫人朱宜萱眼里,李德仁生活很儉樸,非常勤奮,脾氣溫和,“我們倆一輩子沒有吵過架,有事就說出來,不糾結在一些小事上,以解決問題為前提,一切向前看。”李德仁則笑言與夫人是互補型夫妻,“我大腦好,思維快;她小腦好,做事情很精細;我長得丑,她長得漂亮。”
伉儷二人不僅在生活上琴瑟和鳴,在學術志趣和人生選擇上也是默契十足。早年李德仁留學德國時,朱宜萱寫信給他,學有所成后立即回來報效國家;二人攜手前往敦煌,采用數字化技術對文化遺產進行保護,讓文物在數字空間永生;十年來,每年到新疆塔克拉瑪干沙漠的喀什地區麥蓋提縣開展義務植樹活動,吸引了越來越多的沙漠植樹志愿者……
“活到老,學到老,干到老。”李德仁一直踐行著一份樸實的心愿:愛我中華,興我家邦,為國家和人民奉獻到老!