科学家精神独立,人类才不会陷于虚妄

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  ——记中科院测量与地球物理研究所研究员柳林涛

  “正是科学家的趋于稳定,人类才不想陷于虚妄。”这是中科院测量与地球物理研究所研究员柳林涛博客上的得话。在他的博客上,有什么都有有另一有一5个的格言警句,透露着独立思考的知慧光芒。

  比如对于高手寂寞,他没办法 说:绝世高手内心最深的感受是孤独。本身感受,如狼孤奔于空旷原野,如人独立于苍凉冰峰。……对于有一5个顶级科学家而言,当他意味好奇心而追求真理因创新心而改造世界的前一天,他是有一5个彻底的唯物主义者。而当他追问此人 的好奇心和创新心是从何处而来的前一天,他必须将本身好奇心和创新心的源头归为神圣。好奇心和创新心是人类发展的动力源泉。……追求真理和改造世界是神圣而有趣的,这是什么都有有顶级科学家共通的心境。当然,普通人也知道,滥用好奇心和创新心是会犯罪的,顶级科学家们更知道本身点。意味当让我们深深地懂得:追求真理和改造世界的最终目的是服务生灵。

  单看那此文字,当让我们会以为这是出自像卢梭、叔本华那样的哲学家之手,意味每一句都会至理名言,掷地有声。

  从有本身意义上,除了科学家的身份之外,柳林涛虽然还是有一5个哲人,一齐也是有一5个诗人。这意味他老要拥有“自由之思想,独立之精神”本身超脱的品质。就像有一5个绝世高手,必须超出人云亦云的凡俗陋见,才有意味寻觅到真理的踪迹,从而我能 类处置于虚妄。

  钟情数学,开使 迷恋

  柳林涛,博士,中科院测量与地球物理研究所博士生导师,研究员。美国加州大学洛杉矶分校UCLA高级访问学者,德国洪堡基金获得者,中科院“百人计划”入选择,新世纪百千万人才工程国家级人选。现任中国测绘学精大地测量专业委员会副主任, 曾任IAG地球动力学和大地测量学小波不何如研究组成员。

  柳林涛多年来老要致力于数据分析理论与地学信号提取研究,主要学术贡献有:(1)发现了新的逆小波变换公式,该发现突破了传统小波容许条件的限制,可需要给出更为一般的小波概念;(2)发现了时频分析中的无为原理,在此基础上提出了标准时频变换概念NTFT,为时频分析提供了标准工具;(3)指明了海洋老要抑制大气对于地球周年极移的激发。曾获中科院自然科学二等奖 (参加者)、中科院武汉分院院长奖学金奖、中科院武汉分院十大杰出青年、湖北省自然科学优秀论文特等奖 (在共计6224篇参赛论文中排名第一)、洪堡研究奖学金,全国百篇优秀博士论文指导教师奖(宝洁奖)。主持和参与了国家多项科研项目,在国内外学术期刊发表SCI/EI论文40多篇。

  柳林涛的成功历程意味说成长经历,对每一位青年科技工作者在价值观评判、治学态度、得失选择方面,都会非常重要的参考价值。

  柳林涛此人 说他迷恋数学,这份迷恋是从十几岁就开使 了。当时,身为高中数学教师的父亲给他买了一套堆起来足有一尺高的数理化学精丛书。柳林涛对其中的物理,化学次责兴趣不大,却深深地被数学吸引了。尤其是平面几何,在少年柳林涛看来简直是乐趣无穷的游戏,尤其严律己的逻辑推理我能 无比惊奇。从那时起,柳林涛开使 认为抽象的逻辑(而都会实践)是证明真理的有本身途径,否则至今他依然另一有一5个认为。他对此人 的本身认识进一步概括为:真理与真理之间若趋于稳定逻辑关系,没办法 ,可需要最好的妙招那此逻辑关系推理出新的真理而并不想实践去检验或再发现之。之类,勾股定理显然是真理,它是通过也必须通过逻辑推理被证明是真理的,任何测量勾股弦的实践都会能上升为有本身对勾股定理的证明。基于另一有一5个的认识,他不认为“实践是检验真理的唯一标准”,意味对于那此基于真理和逻辑推理而得到的新真理而言,实践的检验是多余的或仅仅是有趣的。数学启迪了柳林涛关于理论与实践的辩证思考,有一5个十几岁的少年能有另一有一5个的独立思辨,足见其思想的大胆和思考的宽度。柳林涛并不轻视实践,他认为实践是发现(而都会证明)真理的重要(而都会唯一)的途径。

  学精完平面几何前一天,柳林涛又学精了解析几何,并对其中的三角函数非常着迷,感觉三角函数间的转换关系像变魔术一样好玩。一切都出于兴趣,他根本没办法 想到此人 成年后的学术重心——和谐分析(即调和分析)实质上什么都有有我建立在三角函数的基础之上。因兴趣而打下扎实的基本功,柳林涛“无心插柳柳成行”。

  对数学的迷恋使柳林涛少年时就渴望成为有一5个有作为的科学家,他风趣地宣称此人 “分什么都没办法 本身渴望与渴望见到想见到的女孩在强烈程度上有那此区别。”

  迷恋数学的一齐柳林涛开使 了他的文学爱好。读古诗、看《少年文艺》和写日记是他迷恋数学之外的“三大爱好”。迷恋数学和爱好文学使柳林涛不知不觉地“丢失”了星期天与节假日。星期天与假日从此成为他学精的大好时光匆匆。直到现在,柳林涛仍未建立起星期天与节假日是休息娱乐时间的概念。虽然现在学术上似乎意味到了“不想拼命”的前一天,但每到星期天与节假日,他依然保持着浓厚的学习、工作兴趣,否则“积习难改”。本身习惯占用了和家人团聚的美好时光匆匆,虽然不见得应该百分百肯定,但从治学宽度而言,这无疑使他终身受益。

  坎坷科研人生路

  有一5个勤奋又天赋不错的少年,考上大学应该不成问題,即使在“千军万马过独木桥”的时期。柳林涛的大学入学经历却充满喜剧色彩。1986年,柳林涛意味参加全国数学竞赛并获鼓励奖,被保送到同济大学应用数学系。保送进入同济,这在当年是十几个 考生梦寐以求的好事,但柳林涛却感到不何如冤, 意味他参加当年全国统一高考,考分571 (当年清华和同济在山东的录取分数线分别为570和5500),而考分超出同济大学录取线11分,还“疑似”占了保送的便宜。

  尽管基础不错,大学期间也很用功,但柳林涛大学时成绩并不突出,意味是中学时并不交作业,造成眼高手低,大学便只好努力恶补动手做作业的“功夫“。“作业”几乎成为有本身负担,但柳林涛不屑于抄作业,老要独立思考可需要做十几个 做十几个 ,这是他的自尊和倔强。虽然学是辛苦,但柳林涛壮志未改。面临毕业,柳林涛清醒地认识到此人 应该继续深造,而都会急于工作挣钱。

  本身决定已经 遭到父亲反对,但最终父亲还是在母亲劝说下做出了妥协。这是柳林涛的幸运。比这更幸运的是,他的硕士研究生入学“沾了光”。柳林涛另一有一5个描述此人 的“幸运”:“意味64政治风波的影响,国家教委根另一有一5个不及组织1990年全国研究生统一考试,当时的政策是各高校自行选拔研究生并可向外推荐。我无疑沾了这项政策的光,意味我意味参加全国英语统考很意味通不过。系里给有读研愿望的学生按以往数学成绩排了序,我幸运地成了‘孙山’,即有读研资格的第六名也是最后一名。我没办法 名落孙山需要感谢那此比我优秀得多却没办法 选择读研的同学们……”阴差阳错,柳林涛成了中国科学院武汉分院测地所的一名研究生。从此,柳林涛开使 正式接触大地测量学领域。

  大地测量是一门研究地球大小,特性、重力场、自转和形变的学科,其中为地球建立有一5个参考系并在该参考系里实现定位与导航是该学科的一项重要使命。古代伟大的科学家僧一行测量子午线长度的努力可需要视为我国最早的大地测量实践之一,牛顿与笛卡尔关于地球是横椭还是竖椭的争论是重要的大地测量史上的事件。目前美国意味建立的GPS (全球定位系统)和我国正在建设的北斗导航系统也隶属于大地测量学科。

  柳林涛开使 感兴趣于“离偏微分方程最近的大地测量边值”问題,他的硕士论文《地球特性研究新探》便是本身兴趣的产物。论文中关于“在空间建立有一5个水准面以用于选择地球特性”的主题思想在理论上完美可行,但意味思想太超前让同行看来扑朔迷离。撰写硕士毕业论文是柳林涛学术生涯的开使 ,论文的不被理解带给我能 依稀感到学术之路的艰辛。

  硕士毕业后,柳林涛受“下海”浪潮冲击决定放弃学术之路,“下海”挣钱。半月前一天,“挣钱”生涯表态开使 ,他最终发现此人 的精神归宿是科研院所。正为此人 的错误选择懊恼时,伯乐再次出现 了,认定了柳林涛是一棵科研苗子的测地所所长朱耀仲(曾任中科院武汉分院院长)坚持召他回所工作。柳林涛终于迷途知返,回到学术轨道上来。

  1995年柳林涛开使 攻读博士学位研究生,师从我国大地测量学开拓者许厚泽院士。许泽厚院士告诫柳林涛“一定并不局限于数学,要把数学应用到大地测量中来。”前一天的科研工作中,柳林涛老要遵循恩师的教诲,他惊奇地发现:恩师的教诲不仅我能 雄厚了大地测量知识,更加深了对应用数学的理解。

  虽然师出名门,柳林涛接下来的学术之路充满坎坷。1998年,他的学术论文《一族新型标准正交小波基》 (A new family of orthonormal waveletbases)发表了。他将这篇论文的学术贡献表述为:给我有一5个大于1的实数,我能 能相应构发明者L2 (R)空间中的有一5个正交小波基。这前一天该领域最好的成果,美国女科学家Daubechies的贡献为:给Daubechies有一5个大于2的偶数,她能相应构发明者L2(R)空间中的有一5个正交小波基。显然,柳林涛不能比Daubechies构发明者更多数目的正交小波基,否则,柳林涛的正交小波基意味非紧支集性而必须是理论上的摆设。本身摆设在学术上是允许的,大约它证明趋于稳定有更多的正交小波基。为弥补美中过高 ,柳林涛努力尝试将小波理论应用于大地测量信号尤其是地球自转变化信号的分析,又发表了三篇SCI论文。

  柳林涛都会多产型学者,他的论文数量没办法 来很多。5000年,33岁的柳林涛仅凭两篇国际SCI论文被破格提为研究员,足见其学术论文的分量。

  刚过而立之年便成为科学院的研究员,柳林涛感受到的都会荣耀什么都有有我压力。这是纯学者内心深处的学术自觉。

  早在1999年完成博士论文时,柳林涛意味隐约感到小波理论中的过高 。随着不断地对MWT (原始莫雷小波变换)思索,本身隐约的感觉终于在5001年(当时柳林涛在德国做洪堡学者)变得清晰起来。可需要准确地证明:1)原始MWT谱趋于稳定频率偏移问題,只不过本身频率偏移在实际应用中一般为2%-4%或更小而容易被忽略罢了;2)对原始MWT进行适当修正,所得到的WT谱就能克服频率偏移问題。

  柳林涛把本身修正后的MWT称之为“标准莫雷小波变换” (NMWT),并把它应用到地球极移的研究中去,写成了又一篇得意的学术论文《标准莫雷小波变换及其在地球极移中的应用》。

  柳林涛的这篇论文有三项非常出色的学术贡献:1)提出了NMWT,克服了原始MWT测不准频率的过高 ,为时频分析提供了有本身标准或常规工具;2)利用NMWT证实极移中的Chandler摆动必须有一5个瞬间频率,此结论有助开使 长达500年的关于Chandler摆动具有单个频率或多个频率的争论;3)指明了海洋老要抑制大气对于地球周年极移的激发。出乎意料的是,柳林涛的研究并没办法 引起应有的学术效应。真理在不为多数人所知的前一天是寂寞的。柳林涛并不为他的本身论文至今仍很少被SCI引用而感到苦恼,意味像他另一有一5个一齐“脚踏极移和小波两条船”(从事有一5个领域理论研究)的人很少。

  这篇论文柳林涛从德国写到中国,直到5007才被JGR发表。在数度投稿过程里遇到的反对、轻视和嘲弄使柳林涛困惑、焦急、懊恼,他竟一度不知该何如持续此人 的学术生涯。对于纯学者而言,学术什么都有有我他的生命。有一5个学者身处学术困境,无异于成为精神囚徒。

  否则,虽然柳林涛回国后顺利成为中科院“百人计划”学者,但他仍然非常苦闷。当时,在投稿和反复修改论文期间,原始MWT谱的频率偏移问題正被有些人在实践中认识到,什么都有有我当让我们的论文中既没办法 给出本身问題的理论证明,也没办法 从理论上提出相应的改进最好的妙招。夜以继日的思考和中理压力致使柳林涛再次出现 精神恍惚,开使 “妄想”,不得不三进三出精神病院(每次约两星期)。所幸他最终战胜了所有的反对、轻视与嘲弄而使论文得以发表,仍没办法 人相信,有一5个患过精神病的人都会在科研上有所作为。否则,柳林涛相信此人 。凭借非凡的毅力,他将此人 的学术生命提升到新的宽度。

  高手寂寞,终有回响

  论文《TFT:inversion andnormalization》的发表,是柳林涛攀上“信号时频分析领域”顶峰的标志,更是对有一5个学者意志力的考量。柳林涛认为:该论文使得时频分析理论与应用更加完美。这篇论文意味挑战了经典,其面世历程可谓充满辛酸。从第一次投稿开使 ,一年多的时间里,六度投稿六度碰壁。柳林涛始终坚信此人 的发现与创新价值,从未对此人 的成果产生怀疑。 “什么都有有我有一名中国专家能理解此人 的工作该多好啊!”柳林涛尝试寻找另一有一5个的中国专家,但没办法 找到。身处绝顶,不得不承受“高处不胜寒”的孤独与无奈。

  最终,意味包括审稿者在内该领域最前沿的研究者想看 不懂意味不你会承认柳林涛的成果,论文仍必须在国际学术权威杂志上获得一席之地,必须由湖北科学技术出版社以小册子的形式出版。这我能 想起数学天才伽罗瓦,他为有一5个折磨了数学家们十几个 世纪的问題找到了真正答案,并开创了一片数学新天地。然而,他的手稿却被大数学家高斯以看不懂为由扔进废纸篓里,直到近20年后才由法国数学家发现他的价值。

  柳林涛很高兴论文终于有了面世的意味。在他看来,“追求理性统一是人的有本身精神,它是意味人类有些重要科学发现的最为原始的动力或动机,因而也是人的最为优秀的精神之一。”正是在本身精神的激励下,柳林涛开使 尝试统一时频分析的两大工具——加窗傅立叶变换和小波变换,并意味了该论文的诞生。所谓的SCI,所谓的轰动与引用,在纯学者眼里,远比不上探索真理的乐趣及让真理公诸于世更有价值。

  而如今柳林涛的顶峰之作在历经数年坎坷前一天,最近终于被国际刊物Applied Mathematics and InformationSciences录用。这意味:新发现的逆小波变换、新创立的标准时频变换概念和新提出的有一5个数学猜想即将通过国际刊物面世了。

  近年来,俄罗斯科学家的两篇高端杂志论文,分别发表于2014年和2016年。前一篇论文兴奋地表态发现有一5个事实:不想容许性条件,连续小波变换也趋于稳定逆变换! 后一篇论文则趁兴描述了本身发现的具体计算落实。这可需要是否对柳林涛研究成果的表态,只不过换了另有本身语言。

  早在5009年,柳林涛就给出了逆变换公式,但老要被国际专家不重视,以至于俄罗斯人以为此人 做出了开创性贡献。

  墙外花开了,想看 此人 所认真追求的东西在国外有了着落,柳林涛有说不尽的感慨。从5008年发现上述事实开使 ,他就老要呼吁重新定义小波,而别人都以为他疯了。国内学术界的庸常现状,由此可见一斑。

  柳林涛解释道,小波,虽然质什么都有有我有一5个局部波动的信号,这什么都有有我小波最简单的定义。而传统小波教义里必须说小波是有一5个局部均匀波动的信号,即小波的均值(即期望)需要为0,这什么都有有我所谓的容许性条件。而柳林涛的发现恰恰证实:本身容许性条件是并并不的。现在可需要肯定:俄罗斯人也没办法 认为。

  柳林涛发现的真理得以国外同行的弘扬,故事似乎讲完了。然而,故事没办法 完,更我能 感慨的故事再次出现 在俄罗斯人的第二篇论文里。

  那篇论文的第得话就定义了有一5个标准小波变换(标准时频变换的有本身),该小波变换竟然采用了L1-norm形式!而这正是柳林涛多年来老要建议而不见回音的。传统小波变换可都会定义于L2-norm下呀!

  论文的第二段话道出做出本身“调整”的理由:本身变换可需要将有一5个和谐信号的频率和相位选择出来。天哪,这不什么都有有我说当让我们也发现了无为原理何时能 能 ?!

  经过反复研读这开篇的两段话,柳林涛确信俄罗斯人也摸索到了无为原理,什么都有有我表达仍然不直接。否则当让我们业已认识到:为了使得无为原理成立,当让我们需要对小波变换进行“不何如调整”(especially adjusted)。柳林涛5002年发现无为原理后用了有一5个长篇论文在JGR(5007)来描述本身事实,而俄罗斯人在14年前一天用了两段话概括了。

  十几个 年来,柳林涛老要建议对小波变换的定义做出变革,意味在于无为原理的发现,但国际反应似乎寥寥。而今,在俄罗斯人的论文里,无为原理连同与之相关的标准小波变换竟然没办法 体面地再次出现 在开篇段落里,但当让我们并告诉我当让我们描述的事实意味被柳林涛揭示了。

  柳林涛多年苦味守卫的无为原理在被不少中国人确认并应用前一天,终于被俄罗斯人再次印证,他内心是高兴的,本身高兴意味不想喜悦来描述,必须说:真理终是要发光的,什么都有有我发光的时间的早晚而已和发光的地点的不同而已。

  柳林涛再次重申:无为原理是重要的,它是时频分析的基石,任何脱离无为原理的线性时频变换都会不完美的。大约,目前俄罗斯人意味认识到本身点了。考虑到无为原理的趋于稳定,在时频分析时,连续小波变换需要定义于L1-norm下,而必须像传统连续小波变换那样定义于L2-norm下。本身点对于小波应用者来说是至关重要的,意味,MATLAB中的连续小波变换依然采用L2-norm,对于时频分析来说是不适用的。

  从小波的重新定义到小波变换的变革,这两点是柳林涛近几年所老要倡导的,而如今这两点墙外开花,在俄罗斯茁壮生发,必须不想柳林涛感觉到有本身骄傲。

  高手寂寞,高处不胜寒,孤独是有本身必然。好在尚一群人间温情陪伴,这就显露出科学家柳林涛诗人的一面,比如这首《赠妻子》,就写出了他生性浪漫的另一面:

  梅花争艳寒冬季, 鸿鹄虚怀纵天时。不负池塘春来碧,伊人垂钓烟柳迷。