2008年5月12日,汶川发生8.0级大地震,形势非常严峻。
海拔2000多米的唐家山直接被削去一半,短短2分钟便将奔腾的通口河堵塞得结结实实,形成可蓄水近3亿立方米的最大天然悬湖。余震不断,大雨不停,悬湖的水位也在一天天上涨。
●巨大的堰塞坝阻拦住河道
下游百姓头上高悬的一个巨大无比的悬壶,一旦溃决,下游百余万生命危在旦夕。
危急时刻,一个人站了出来,他就是武汉大学的李德仁院士。
李院士利用遥感卫星实时获取堰塞湖区三维地形,带领团队夜以继日完成了最精细的三维数字高程模型。借着这套模型,大地震形成的唐家山堰塞湖,在被堵塞26天后终于成功导流泄洪,危机解除。
这成为国际上成功快速处理大型堰塞湖的典范。
今年,已经84岁的李德仁院士,在6月24日召开的“2023年度国家科学技术奖励大会”上,被授予国家最高科学技术奖。
●李德仁院士荣获国家最高科学技术奖
值得一提的是,李德仁院士的弟弟李德毅、堂弟李德群,一位是人工智能专家,一位是材料形成专家,兄弟三人均是中国工程院院士。
一门三院士,被传为佳话。
●李德仁(1939)、李德毅(1944)、李德群(1945)院士三兄弟
勤学苦读
1939年,李德仁出生在江苏省泰县溱古镇一个书香世家。他的曾祖父李贞发曾手书80字家训,时至今日仍挂在李德仁江苏老家的厅堂上。
家训的第一句就是“爱我中华、兴我家邦”,这八个字,深深地影响着李家儿女。
●李氏家训李德仁一家兄弟姐妹七人。父亲在县银行当会计,母亲在百货公司当售货员。家中收入不多,能读书不容易。所以李德仁从小就十分珍惜读书的机会。高中时期,李德仁仅数学题就做了十多个厚本子,高二就读完了全部课程。
因为喜欢数学,李德仁报考大学时,第一志愿填报了北京大学数学系,第八志愿填报了武汉测量制图学院(今武汉大学信息学部)。
但他不知道当时教育部有规定:凡是12个志愿里填写了新建大学的考生,只要合格,一律纳入新建大学。
●少年时期的李德仁
于是,18岁的李德仁带着与北大失之交臂的遗憾,从泰县来到武汉。
开学第一天,校长夏坚白院士给同学们讲话,说起5000年以前尼罗河每年都会发水,一发水,田地就被冲掉。为了把土地利用好,农民开始做测量。地图的重要性,从那时候就开始凸显了出来。
听了校长一番话,李德仁与同学们备受鼓舞。
●李德仁院士年轻时的照片
新中国成立初期,大规模基地建设和国防建设都需要地图测量技术的支持。
武汉测量制图学院,汇聚了当时中国测绘界最优秀的专家和学者。老师们上课有声有色,不仅传授知识还分享他们对事业的执着追求。在这里,李德仁深深理解了梅贻琦先生所言:“所谓大学之大,非有大楼之谓也,乃有大师之谓也。”
当时的教材大多是苏联编撰,苏联是个数学强国,很多教材在业内被奉为圭臬。但李德仁是个勤于思考,不迷信权威的人,有一回他翻看苏联的教材,发现了好几处错误,较真的劲儿立马就上来,他一口气写了三篇文章,把这几个错误阐释得明明白白,还交给了系主任王之卓。
王之卓先生是我国第一位获得博士学位的航测学者,也是我国航空摄影测量和遥感学科的主要奠基人。
他看到这个“愣头青”的文章后大为吃惊,立马邀请他来家里讨论,师徒两人从下午5点钟谈到晚上8点钟,连晚饭都顾不上吃。自此,王之卓对这位颇有想法的后辈非常欣赏。
●李德仁与恩师王之卓
1963年,李德仁本科毕业,王之卓鼓励他报考自己的研究生,李德仁求之不得。当时全校仅招一名研究生,难度可想而知。但李德仁没有让王之卓失望,3门科目,拿了2个满分,另一门是99分(百分制)。
只是没想到,因为档案里一份“莫须有”的材料,李德仁被取消了研究生录取资格。
逆风前行
中学时,李德仁支持“分数面前人人平等”,这番言论被人告发说思想偏颇,档案里被记了一笔,导致他研究生没上成,王之卓提出留他任助教也遭否决。
无奈,只能听从安排被分配到国家测绘局第二地形测量大队实习。虽然遭逢挫折,但李德仁钻研的精神没有因此被浇灭,甚至愈加蓬勃。
搞野外测量,别人一天算三五个点,他一天算十几个甚至三十个点。白天山上山下、河东河西测量奔波,夜晚上农家坑头前昏暗的烛光下周密计算。之后,他发现了山区高程导线不闭合的原因,提出新的检测方式,大大提高了效率。
但正当他能为所爱事业发光发热之际,特殊时期来了,李德仁在内的几千名科技工作者都被下放。
命运的巨轮,让从天之骄子变为普通工人。李德仁测量地形的双手,此时只能在水泥电杆车间整日整日地抡大锤、扎钢筋。
在李德仁被调到工厂的时候,“一门三杰”的另外两人也开始在时代的浪潮中浮沉。
●三兄弟合影
20世纪60年代,我国制造业刚刚起步,电力工程、冶金技术也开始进入探索进程。
抱着为祖国贡献一份力量的想法,李德仁的堂弟李德群考入清华大学冶金系,亲弟李德毅则考入南京工学院无线电工程系。
在清华苦读五年,李德群本打算大展拳脚,投身于祖国的制造事业当中。然而命运弄人,一毕业他就被分配到宁夏灵武农场当农工。
巨大的落差,一度让李德群十分压抑。
好在农场工人十分亲切友善,给了他很多关怀,渐渐地,李德群心里的阴霾被驱散了。在农场,他利用自己的专业改进了机器,大大减轻了同事们的劳动强度。后来,李德群又到湖北潜江当了5年工人。短短三年时间里,把一个很落后的农机厂改造成一个先进的环保设备厂。
这些经历不但没有磨灭李德群的意志,反而让他心性更坚韧。他明白了,人在逆境,更要有克服困难的精神,并从中找到发挥所长的道路。
李德仁的亲弟弟李德毅也没闲着。
当时,几位美国科学家在达特茅斯学院进行了一次聚会,共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题,也就是如今我们所说的“人工智能”。
刚刚毕业的李德毅对人工智能产生了极大的兴趣,然而对当时刚刚起步的中国来说,一切条件都不完备,时局也不稳定。
有梦想,也只能先放在心中。
三兄弟在时代的浪潮中浮浮沉沉,未来的方向一时不明,那个“兴我家邦”的理想,似乎一下变得很遥远。
所幸,曙光就要来了。
重见曙光
我国恢复高考和研究生招生后,1978年,李德仁以优异的成绩考上研究生,终于又成为王之卓的学生。当李德仁再踏入当初的校园,见到曾经的恩师,他无比激动,这个来之不易的机会,他要好好抓住。
三年的研究生时光,李德仁如饥似渴地读书,连午休和节假日都是在计算机机房度过的,因此成绩极其优秀。
1982年,李德仁以访问学者身份前往德国的波恩大学和斯图加特大学进修。当时李德仁已42周岁,于他来说,这实在是迟到的机遇。
●李德仁在德国波恩大学学习
“我已经耽误了十年,所以必须抓紧补知识。”
那会儿他每天都在机房争分夺秒地做各种实验。经常在教堂午夜钟声响过以后才走出实验室,第二天清晨,又是第一个来到实验室。
短短半年时间,李德仁就在国际学术期刊发表了两篇高质量论文,针对西方学者发现和消除粗差的倾向性方法,推导出比丹麦法更具优势的新方法,被国际测量学界称为“李德仁方法”。
1985年,李德仁博士毕业,他提交的论文,得分破了斯图加特大学博士答辩最高分纪录。
●李德仁获得博士学位
当时,多家研究机构向李德仁伸出了橄榄枝,国外优秀的科研条件,李德仁在这里必定大有作为。然而面对这样的机遇,李德仁毫不犹豫地选择了回国。
他说自己像一头牛,一直吃国家提供的青草,现在长大了,就应该回去,为祖国耕田犁地,这样,才不负国家的栽培,才不负曾祖父“爱我中华、兴我家邦”的嘱托。
所以,应该回去,必须回去。
回国不久,他就接到一个重要艰巨的测绘任务,那就是为中国和某邻国的边界进行测土。
这需要把GPS放到飞机上,这种测量方式被称为是GPS空中三角测量。李德仁带领团队展开了技术攻关,最终攻克了难题。在此之后,李德仁又完成了海南岛、虎跳峡等地的航测测土,切实地为国家作出了贡献。
李德仁考上研究生的1978年,改革的东风吹来了科学的春天。
这一年,李德仁的堂弟李德群,成功考取了华中科技大学研究生,师从塑性加工学科的领军者肖景容。
“大龄学生”李德群为了将荒废十余年的学习时间夺回来,抓住一切可以利用的时间恶补英语、重温俄语、钻研数学……
●李德群在学习中,摄于1979年
在拥挤的公交车上、在飘摇的轮渡上,李德群总能在某个角落旁若无人地看书。
制造业是国民经济的主体,是立国之本。那时,中国制造业随着市场经济的启蒙逐渐觉醒。
为了适应国内注塑成形迅速发展的需要,1986年,41岁的李德群应邀前往美国康奈尔大学担任访问学者。
在美国,李德群和堂哥李德仁一样,展现出过人的科研才华。次年,李德群为美国AC-Tech公司开发出商品化二维冷却系统分析软件后,收到了留美工作的邀请。
●李德群在康奈尔大学指导学生
AC-Tech公司开出的薪酬相比国内当时的月工资而言,是一笔天文数字。
但李德群同样也谢绝了邀请,选择回国回到母校。
李德群回国之初的20世纪80年代,国内的注塑成形技术尚不过关,生产过程不仅费料,产品次品率也很高,大量的成形模具依赖进口,导致我们的制造发展受制于他国,等同经济命脉捏在他人手里。
李德群意识到,我们需要彻底摆脱受制于人的局面。
“国家需要什么,我们就研究什么。”
于是他率领华中大注塑成形课题组着手攻关。20世纪90年代初,我们终于生产出更精密和经济的塑料制品,打破了长期依赖进口的局面。之后,李德群和团队研发出我国首个“塑料注射成形模拟系列工业软件”,之后被广泛用于国防、汽车、电子等关键产业。
●李德群院士建立国内首个注塑模拟研究团队
近十年来,李德群积极推动材料成形与人工智能技术融合,发展材料成形智能装备。而我国人工智能的开拓者,正是上文提到过的李德仁的弟弟——李德毅。
同样是在70年代末,李德毅前往英国人工智能重镇——爱丁堡,攻读人工智能专业博士学位。
博士毕业后,李德毅选择了和哥哥、堂弟一样的道路——报效祖国。
那个时候,人工智能并不被大多数人看好,由于理念过于超前,人们无法想象,机器怎么会有人类的智力。
然而此后,人工智能机器人阿尔法狗以4∶1的总比分战胜了世界围棋冠军李世石,引起世界轰动。无人驾驶也已从科幻概念变为现实。
李德毅先生当初那个梦想,已然生根发芽,正在开出绚丽的花朵。
●李德毅院士
在人工智能领域,李德毅先生参加了多项电子信息系统重大工程的研制和开发。他最早提出“控制流—数据流图对理论”和一整套用逻辑语言实现的方法。并且证明了关系数据库模式和一阶谓词逻辑的对等性,提出云模型和发现状态空间。
李氏三杰在各自的领域里,都做出了骄人的成绩。
追赶时光
如果问李德仁院士有过什么遗憾,那又要说到2008年的汶川地震。
当时,发达国家的遥感卫星有0.5米的分辨率,我国只有3米分辨率,而且数量很少,无法第一时间“看清”汶川的情况,汶川地震实际震中在哪儿,大家搞不清楚。
李德仁只能在全世界找朋友要卫星数据。直到第三天,才等来了意大利科学家的相关数据。
他心里内疚:“我们做了一辈子的遥感,抗震救灾没能顶上。”
●李德仁院士
这份遗憾,让李德仁用了10年时间,带领团队攻克了遥感卫星高精度数据处理的系列瓶颈问题,把中国的光学遥感的分辨率提高到了0.5米。
他回想起刚留学回国时,中国还没有几颗卫星。可是现在我们赶上来了,中国已经有300多颗卫星在太空遨游。
四十年光阴,在李德仁的带领下,我们的测绘科学水平与美国、德国并驾齐驱;在李德群的攻克下,我们的智能型注射机关键指标均达到国际先进水平;在李德毅的推动下,人工智能广泛运用于工业、农业、医疗、社会服务等领域,大幅提升了人类的生活质量。
这四十年,也是我国从基地建设到制造业发展,再到科技飞速前进的四十年。
百年前,我们的祖国正饱受列强欺凌,李氏先祖奋笔写下家训,告诫子女,要勤学苦读,爱家爱国;百年后,李氏子孙不负所望,用行动交出了一份璀璨的答卷。文/郑四季