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編者按

半個多世紀以來，我國自動化學科理論發(fā)展、工程研究與實踐都發(fā)生了翻天覆地的變化，不斷取得新的突破，經(jīng)歷一次次騰飛，成為撐起中國工業(yè)的脊梁。櫛風沐雨六十載，砥礪前行續(xù)華章，在中國共產(chǎn)黨誕辰100周年和“十四五”規(guī)劃開局之年，中國自動化學會也迎來了六十周年會慶，值此之際，控制網(wǎng)（www.ecwang.cn）＆《自動化博覽》開設“CAA60傳承科學家精神”專欄，秉承尊重歷史、以史為鑒、弘揚傳承的理念，希望為當代自動化人了解歷史，傳承老一輩科學家的寶貴科學思想和精神財富提供有益借鑒。

李衍達，信號處理與智能控制專家，清華大學教授，中國科學院院士，長期從事信號處理理論及地震勘探數(shù)據(jù)處理方法的研究。1979年～1981年作為中國第一批赴美訪問學者在麻省理工學院訪問。曾主持自然科學基金重大項目，先后獲一次國家自然科學獎及四次國家教委科技進步獎等。

1　不凡讀書經(jīng)歷鋪就成功道路

1936年，李衍達生于廣東東莞縣城，因家中經(jīng)濟困難，讀書幾經(jīng)輾轉，在東莞沅涌小學上至三年級后又舉家遷至廣州讀書。李衍達天生聰慧，初二時插班考入廣雅中學（清末張之洞創(chuàng)辦），期間品學兼優(yōu)，校長深愛其才，特許免試錄取至廣雅高中。

在廣雅中學的讀書經(jīng)歷讓李衍達學會了獨立生活，培養(yǎng)了很強的自學習慣和自強精神。他生性好奇，勇于探索未知，尤其對物理課充滿興趣，除課上所學外，還博覽課外群書。就這樣，讀書便成了他一生的嗜好，這也讓他在后來的學習與工作中受益匪淺。

高中畢業(yè)后，李衍達考入清華大學電機工程系。清華大學嚴格的要求與嚴謹?shù)膶W風，不僅讓他在基礎知識方面打下了堅實的基礎，也讓他在思想方法和學習方法上有了很大程度的提升。在校期間，李衍達積極參加課外活動，大學二年級參加了關于“電磁場本質”的課外科技活動，主要探討電磁場的出現(xiàn)是否會使物質“消失”。為了討論這個問題，李衍達特別學習了自然辯證法。而將辯證法思想與研究工作自覺地相結合，也是他在大學時期最重要的收獲之一。

大學三年級，李衍達從電機工程系電機專業(yè)轉到新設立的自動控制系自動化專業(yè)學習。1958年，由于工作需要，李衍達被提前抽調到清華大學電機工程系當老師，隨即參加了我國第一臺數(shù)控機床的研制工作。當時國內還沒有程序控制計算機，清華的一批青年對此也是知之甚少，但正是這一群敢想敢干的年輕人經(jīng)過一兩年的奮戰(zhàn)，終于成功自主設計和制造出我國首臺程控計算機，研制出了我國首臺鉆床程控計算機并投入生產(chǎn)。

從1960年起，李衍達便擔任電機工程系的科研秘書、科研科長及中國科學院技術科學部電工組秘書等工作，同時為學生講授“脈沖電路”課程，參加編寫《電子技術基礎》教科書，還主持數(shù)控鉆床計算機的研制工作。60年代末，李衍達又主持了感應同步器數(shù)字顯示裝置的研制工作，在全國首先試制成功并投產(chǎn)，促進了該儀器在我國的應用。

2　成為第一批赴美訪問學者，赴MIT進修

1978年，李衍達通過考試成為第一批赴美訪問學者，獲得了赴美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）進修的機會。

進修期間，李衍達主修方向從微型計算機轉變?yōu)樾盘柼幚恚渲饕驗槔钛苓_師從的奧本海默教授曾是聲學、語言學及信號處理學會主席。李衍達當時對數(shù)字領域信號處理還處于入門階段，奧本海默教授計劃將其主修內容調整為對幾門主要課程的學習。但李衍達不想自己不遠萬里進修只為補學幾門課，他打定主意立下信念，一定要參與麻省理工學院數(shù)字信號處理小組最前沿性的研究工作。

于是，李衍達充分利用時間，用自學的方法補學數(shù)字信號處理的相關課程，并以極其出色的表現(xiàn)通過了奧本海默教授的重重考驗，成功進入信號處理小組，獨立開展課題研究。李衍達的課題內容選擇了利用相位函數(shù)重構信號的理論，他意識到相位譜同波的延遲密切相關，利用波延遲可以獲得地層結構的信息，最終經(jīng)過幾個月的探索，李衍達提出了利用相位函數(shù)重構信號理論進行反射波抵達時間估計的一種方法。“相位函數(shù)居然還可以用在波延遲和地質結構的研究。”他的想法極大地啟發(fā)了奧本海默教授，也得到了奧本海默教授的充分認可和肯定。

進修前，李衍達在清華大學主要任務是教學，科研方向主要是跟蹤模仿。而進修期間的學習和經(jīng)歷，卻讓李衍達充分認識到了科研的真理在于“創(chuàng)新”。李衍達意識到不論是電子線路、信號處理還是反饋控制，其實都是信息傳遞和處理的問題，彼此都是相互關聯(lián)的。這一想法極大地啟發(fā)了李衍達，為其后來的科學研究提供了很多創(chuàng)新思路與方向。

3　開辟地震勘探數(shù)據(jù)處理技術新道路

1981年李衍達從美國回國，用了整整十年的時間致力于運用信號處理新方法開展油氣勘探工作，即用信號處理的辦法尋找30km下的油氣泡，這在當時環(huán)境下并非易事。

當時尋找油氣的主要方法是“地震勘探法”，即：地質學家根據(jù)地質考察，分析地區(qū)的生油、成油條件，然后在可能有生油與儲油的地區(qū)通過人工爆炸方式產(chǎn)生地震波，地震波向下傳播到幾千米的油層再反射到地面，通過在地面安裝的檢波器收集反射波，再經(jīng)計算機處理便可得到地下構造的斷面圖。地質工程師結合經(jīng)驗便可推理出藏油的構造，最后通過打井勘探加以證實。但是在勘探初期，打井的成功率往往很低，且海上打井成本很高，這就對打井出油的精準度有了較高的要求。所以李衍達團隊的任務便是協(xié)助地質工程師更好地判斷油層，提高打井的命中率，但經(jīng)過一段時間的努力研究，收效卻并不理想。

于是，李衍達開始重新思考勘探工作的路線與方法。最后，李衍達提出，用地震勘探法確定的井位成功率低，其原因不是計算機處理得不夠精準，而是用地震勘探得到的數(shù)據(jù)并不足以確定地下油層的位置，也即信息量不足的問題。因此只能通過補充新的有關地下油層的信息量來解決，知識補充得越多，對問題的解決越有效。

當李衍達環(huán)顧勘探的全過程時，便發(fā)現(xiàn)可以通過兩個途徑了解地下油層。一是通過打井、測井獲得地下油層局部詳細信息；二是通過地質工程師根據(jù)地質條件對地下油層進行推斷和分析來獲得地下油層信息。那么如果能將這兩種信息都納入到地震勘探的數(shù)據(jù)中，便能很好地解決信息量不足的問題。但是要實現(xiàn)這一方法又是難上加難。一是地質學、測井學和地震勘探技術隸屬不同學科，自成體系，工程師往往只能掌握其中一項技術；二是三種技術的要求各不相同，地質工程師的知識模糊難以準確的定量描述，測井數(shù)據(jù)分辨率高，空間上作用范圍窄，地震數(shù)據(jù)在空間上作用范圍寬，但在局部深度上分辨率較低且地震數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量十分龐大，大型計算機處理過程復雜，人工難以干預，加大了精確定位油田的難度。

20世紀80年代中期，清華大學常迵教授出國訪問回來后為李衍達帶來國外最新的技術信息：一種新型計算機——工作站，其性能相當于中、大型計算機，但體積小，易于人工操作和人機交互。李衍達即刻意識到，難得的機會來了——在工作站上一定有可能實現(xiàn)上述三者的結合。于是，李衍達大膽作出決斷，堅定信念，克服一切困難，帶領團隊開拓了一條新路，初步實現(xiàn)了三者的結合，并用這種新方法在勝利油田上成功打出了三口新的高產(chǎn)井。

目前，在工作站上將地震勘探、地質工程師解釋與測井數(shù)據(jù)同時處理，人機交互已成為油氣勘探的重要手段。

4　醉心科研勇拓科研新領域

1991年，在地震勘探數(shù)據(jù)處理技術道路上行至10年，地震勘探技術已頗具成效之時，李衍達又將目光瞄準了新的領域——互聯(lián)網(wǎng)。

李衍達在美國的學習經(jīng)歷讓他認識到信息對一個國家的重要性，“一個國家沒有信息是不行的，它相當一個國家的神經(jīng)，信息系統(tǒng)相當人體的神經(jīng)系統(tǒng)，人體光有肌肉、光有大腦是不夠的，還要有神經(jīng)系統(tǒng)”。而在這時又恰逢國外傳來要做信息高速公路的消息，這馬上觸動了李衍達的神經(jīng)，由此便開啟了他對信息技術的探索之路。

1994年，李衍達率先在清華大學建立網(wǎng)絡信息研究組，并將多年研究的智能信息處理與智能控制方法應用于網(wǎng)絡控制和網(wǎng)絡信息檢索。他側重于智能信息處理的研究，譬如人工神經(jīng)元網(wǎng)絡、模糊系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、進化算法的理論模型及其在網(wǎng)絡信息智能控制中的應用，獲得了多項成果。

1996年年逾60的李衍達，憑借對數(shù)據(jù)的敏感及好奇的本性，又發(fā)現(xiàn)了一個嶄新的學術領域——生物信息學。李衍達意識到，DNA如果用網(wǎng)絡信息的思維進行解釋，那么可以將其視為一個將人體中的蛋白質與28種氨基酸進行編碼調控的編碼本。為了驗證這一想法，從1997年開始，李衍達便開啟了用計算機的編碼技術去研究DNA編碼規(guī)律的探索之旅，以期打開生物信息之門。抱著極大的熱忱，李衍達開始動員他的學生學習《生物學概論》、《遺傳學》等與生物相關的課程，在掌握生物課知識后，再用信息的辦法去解決DNA的信息編碼問題。項目伊始，大多數(shù)學生因課題“前途未卜”都紛紛選擇了放棄，直到開題第三年，終于有學生成功自學兩門課程，并用計算維數(shù)的方法證明了DNA序列是一個分維序列，應該用分維序列的方法解釋DNA的行為，相關研究成果也得到了公開發(fā)表，生物信息學的研究由此便拉開了序幕。

李衍達研究的生物信息學不同于一般意義上作為研究工具來為生物學家服務的生物信息的研究，而是專門用來研究DNA內部信息規(guī)律，真正解決生物核心問題的學科研究。就這樣隨著生物信息學領域的不斷發(fā)展，從1998年發(fā)展至今其研究內容也愈益豐富，研究范圍也愈益廣泛。

5　心系學會發(fā)展，語重心長寄語后人

現(xiàn)如今李衍達已經(jīng)年逾八旬，他一生的科研方向都緊跟國家的戰(zhàn)略發(fā)展需求。在談及對青年科技工作者的寄語與希望時，李老語重心長的提出了三點建議：一是要有前沿大局觀，敢為人先；二是要有創(chuàng)新意識，想別人之不敢想；三是要持之以恒，堅守初心。

2021年是中國自動化學會成立60周年，在歷屆理事會的領導和推動下，中國自動化學會發(fā)生了翻天覆地的變化。李老作為學會第六、七、八屆理事會副理事長，參與和見證了學會的發(fā)展。現(xiàn)如今，中國自動化學會無論從會員規(guī)模，還是業(yè)務活動，都已得到了蓬勃的發(fā)展。

面對學會未來的發(fā)展，李老感慨地囑咐道：中國自動化學會是一個有著光榮歷史的學會，希望學會能夠繼續(xù)發(fā)揚傳統(tǒng)，緊跟時代發(fā)展的步伐，銳意進取，開拓創(chuàng)新。不僅要重視基礎，更要注重人才培養(yǎng)，將人才培養(yǎng)置于學會發(fā)展的首位，積極探索人才培養(yǎng)模式，切實團結廣大科技工作者，肩負起用知識創(chuàng)新推動我國自動化技術發(fā)展的歷史重任。

摘自《中國自動化學會通訊》

摘自《自動化博覽》2021年7月刊