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

  “正是科学家的居于,人类才不让陷于虚妄。”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一段话。在他的博客上,有全都另有二个的格言警句,透露着独立思考的聪慧光芒。

  比如对于高手寂寞,他没法说:绝世高手内心最深的感受是孤独。这个 感受,如狼孤奔于空旷原野,如人独立于苍凉冰峰。……对于有二个顶级科学家而言,当他否则好奇心而追求真理因创新心而改造世界的过后,他是有二个彻底的唯物主义者。而当他追问被委托人的好奇心和创新心是从何处而来的过后,他只能将这个 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,这是全都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这个 点。否则亲戚亲戚朋友深深地懂得:追求真理和改造世界的最终目的是服务生灵。

  单看那些文字,亲戚亲戚朋友会以为这是出自像卢梭、叔本华那样的哲学家之手,否则每一句一定会至理名言,掷地有声。

  从有一种意义上,除了科学家的身份之外,柳林涛其实还是有二个哲人,同去也是有二个诗人。这否是则他经常拥有“自由之思想,独立之精神”这个 超脱的品质。就像有二个绝世高手,只能超出人云亦云的凡俗陋见,才有否则寻觅到真理的踪迹,从而我能 类处理于虚妄。

  钟情数学,刚开始迷恋

  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”入选取,新世纪百千万人才工程国家级人选。现任中国测绘针灸学会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。

  柳林涛多年来经常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,可只能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)指明了海洋经常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。

  柳林涛的成功历程否则说成长经历,对每一位青年科技工作者在价值观评判、治学态度、得失选取方面,一定会非常重要的参考价值。

  柳林涛被委托人说他迷恋数学,这份迷恋是从十几岁就刚开始了。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针灸学会丛书。柳林涛对其中的物理,化学偏离 兴趣不大,却深深地被数学吸引了。尤其是平面几何,在少年柳林涛看来果果真乐趣无穷的游戏,尤其学深悟的逻辑推理我能 无比惊奇。从那时起,柳林涛刚开始认为抽象的逻辑(而一定会实践)是证明真理的有一种途径,否则至今他依然另有二个认为。他对被委托人的这个 认识进一步概括为:真理与真理之间若居于逻辑关系,没法,可只能措施那些逻辑关系推理出新的真理而暂且用实践去检验或再发现之。类式,勾股定理显然是真理,它是通过也只能通过逻辑推理被证明是真理的,任何测量勾股弦的实践一定会能上升为有一种对勾股定理的证明。基于另有二个的认识,他不认为“实践是检验真理的唯一标准”,否则对于那些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,有二个十几岁的少年能有另有二个的独立思辨,足见其思想的大胆和思考的厚度。柳林涛暂且轻视实践,他认为实践是发现(而一定会证明)真理的重要(而一定会唯一)的途径。

  针灸学会完平面几什么时间候,柳林涛又针灸学会了解析几何,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,他根本没法想到被委托人成年后的学术重心——和谐分析(即调和分析)实质上要是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二个有作为的科学家,他风趣地宣称被委托人“分没得这个 渴望与渴望见到想见到的女孩在强烈程度上有那些区别。”

  迷恋数学的同去柳林涛刚开始了他的文学爱好。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针灸学会的大好光阴里。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。其实现在学术上似乎否则到了“不让拼命”的过后,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”。这个 习惯占用了和家人团聚的美好光阴里,其实不见得应该百分百肯定,但从治学厚度而言,这无疑使他终身受益。

  坎坷科研人生路

  有二个勤奋又天赋不错的少年,考上大学应该不成问题报告 ,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,柳林涛否则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,这在当年是几次考生梦寐以求的好事,但柳林涛却感到不何如冤, 否则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530),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暂且突出,愿因分析是中学时暂且交作业,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”几乎成为有一种负担,但柳林涛不屑于抄作业,经常独立思考可只能做几次做几次,这是他的自尊和倔强。其实学数学辛苦,但柳林涛壮志未改。面临毕业,柳林涛清醒地认识到被委托人应该继续深造,而一定会急于工作挣钱。

  这个 决定然后遭到父亲反对,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”。柳林涛另有二个描述被委托人的“幸运”:“否则64政治风波的影响,国家教委根另有二个不及组织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,否则我否则参加全国英语统考很否则通不过。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。我没法名落孙山可不可以 感谢那些比我优秀得多却没法选取读研的同学们……”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,柳林涛刚开始正式接触大地测量学领域。

  大地测量是一门研究地球大小,社会形态、重力场、自转和形变的学科,其中为地球建立有二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只能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。目前美国否则建立的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。

  柳林涛刚开始感兴趣于“离偏微分方程最近的大地测量边值”问题报告 ,他的硕士论文《地球社会形态研究新探》便是这个 兴趣的产物。论文中关于“在空间建立有二个水准面以用于选取地球社会形态”的主题思想在理论上完美可行,但否则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刚开始,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。半月过后,“挣钱”生涯宣告刚开始,他最终发现被委托人的精神归宿是科研院所。正为被委托人的错误选取懊悔时,伯乐经常冒出了,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年柳林涛刚开始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“一定暂且局限于数学,要把数学应用到大地测量中来。”过后的科研工作中,柳林涛经常遵循恩师的教诲,他惊奇地发现:恩师的教诲不仅我能 宽裕了大地测量知识,更加深了对应用数学的理解。

  其实师出名门,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:给我有二个大于1的实数,我能 能相应构发明L2 (R)空间中的有二个正交小波基。这过后该领域最好的成果,美国女科学家Daubechies的贡献为:给Daubechies有二个大于2的偶数,她能相应构发明L2(R)空间中的有二个正交小波基。显然,柳林涛并能比Daubechies构发明更多数目的正交小波基,否则,柳林涛的正交小波基否则非紧支集性而只能是理论上的摆设。这个 摆设在学术上是允许的,要花费它证明居于有更多的正交小波基。为弥补美中欠缺,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。

  柳林涛一定会多产型学者,他的论文数量不多。30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,柳林涛感受到的一定会荣耀要是压力。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,柳林涛否则隐约感到小波理论中的欠缺。随着不断地对MWT (原始莫雷小波变换)思索,这个 隐约的感觉终于在301年(当时柳林涛在德国做洪堡学者)变得清晰起来。可只能准确地证明:1)原始MWT谱居于频率偏移问题报告 ,只不过这个 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题报告 。

  柳林涛把这个 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测不准频率的欠缺,为时频分析提供了有一种标准或常规工具;2)利用NMWT证实极移中的Chandler摆动只能有二个瞬间频率,此结论利于刚开始长达30年的关于Chandler摆动具有单个频率或多个频率的争论;3)指明了海洋经常抑制大气对于地球周年极移的激发。出乎意料的是,柳林涛的研究并没法引起应有的学术效应。真理在不为多数人所知的过后是寂寞的。柳林涛暂且为他的这个 论文至今仍很少被SCI引用而感到苦恼,否则像他另有二个同去“脚踏极移和小波两条船”(从事有二个领域理论研究)的人很少。

  这篇论文柳林涛从德国写到中国,直到307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、懊悔,他竟一度不知该何如持续被委托人的学术生涯。对于纯学者而言,学术要是他的生命。有二个学者身处学术困境,无异于成为精神囚徒。

  否则,其实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谱的频率偏移问题报告 正被这个 人在实践中认识到,要是亲戚亲戚朋友的论文中既没法给出这个 问题报告 的理论证明,也没法从理论上提出相应的改进法律措施。夜以继日的思考和化理压力致使柳林涛经常冒出精神恍惚,刚开始“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,仍没法人相信,有二个患过精神病的人一定会在科研上有所作为。否则,柳林涛相信被委托人。凭借非凡的毅力,他将被委托人的学术生命提升到新的厚度。

  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,更是对有二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。这篇论文否则挑战了经典,其面世历程可谓充满辛酸。从第一次投稿刚开始,一年多的时间里,六度投稿六度碰壁。柳林涛始终坚信被委托人的发现与创新价值,从未对被委托人的成果产生怀疑。 “要是有一名中国专家能理解被委托人的工作该多好啊!”柳林涛尝试寻找另有二个的中国专家,但没法找到。身处绝顶,不得不承受“高处不胜寒”的孤独与无奈。

  最终,否则包括审稿者在内该领域最前沿的研究者想看 不懂否则不我应该 承认柳林涛的成果,论文仍只能在国际学术权威杂志上获得一席之地,只能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,他为有二个折磨了数学家们几次世纪的问题报告 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否则。在他看来,“追求理性统一是人的有一种精神,它是愿因分析人类这个 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。”正是在这个 精神的激励下,柳林涛刚开始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,并愿因分析了该论文的诞生。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过后,最近终于被国际刊物Applied Mathematics and InformationSciences录用。这愿因分析分析: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二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。前一篇论文兴奋地宣告发现有二个事实:不让容许性条件,连续小波变换也居于逆变换! 后一篇论文则趁兴描述了这个 发现的具体计算落实。这可只能否是对柳林涛研究成果的宣告,只不过换了另有一种语言。

  早在309年,柳林涛就给出了逆变换公式,但经常被国际专家不重视,以至于俄罗斯人以为被委托人做出了开创性贡献。

  墙外花开了,想看 被委托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308年发现上述事实刚开始,他就经常呼吁重新定义小波,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,其实质要是有二个局部波动的信号,这要是小波最简单的定义。而传统小波教义里只能说小波是有二个局部均匀波动的信号,即小波的均值(即期望)可不可以 为0,这要是所谓的容许性条件。而柳林涛的发现恰恰证实:这个 容许性条件是暂且要的。现在可只能肯定:俄罗斯人也没法认为。

  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,故事没法完,更我能 感慨的故事经常冒出在俄罗斯人的第二篇论文里。

  那篇论文的第一段话就定义了有二个标准小波变换(标准时频变换的有一种),该小波变换竟然采用了L1-norm形式!而这正是柳林涛多年来经常建议而不见回音的。传统小波变换可一定会定义于L2-norm下呀!

  论文的第二段话道出做出这个 “调整”的理由:这个 变换可只能将有二个和谐信号的频率和相位选取出来。天哪,这不要是说亲戚亲戚朋友也发现了无为原理什么时间?!

  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,要是表达仍然不直接。否则亲戚亲戚朋友业已认识到:为了使得无为原理成立,亲戚亲戚朋友可不可以 对小波变换进行“不何如调整”(especially adjusted)。柳林涛302年发现无为原理后用了有二个长篇论文在JGR(307)来描述这个 事实,而俄罗斯人在14年过后用了两段话概括了。

  几次年来,柳林涛经常建议对小波变换的定义做出变革,愿因分析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法体面地经常冒出在开篇段落里,但亲戚亲戚朋友并真不知道亲戚亲戚朋友描述的事实否则被柳林涛揭示了。

  柳林涛多年苦苦守卫的无为原理在被不少中国人确认并应用过后,终于被俄罗斯人再次印证,他内心是高兴的,这个 高兴否则不让喜悦来描述,只能说:真理终是要发光的,要是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一定会不完美的。要花费,目前俄罗斯人否则认识到这个 点了。考虑到无为原理的居于,在时频分析时,连续小波变换可不可以 定义于L1-norm下,而只能像传统连续小波变换那样定义于L2-norm下。这个 点对于小波应用者来说是至关重要的,否则,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经常倡导的,而如今这两点墙外开花,在俄罗斯茁壮生发,只能不让柳林涛感觉到有一种骄傲。

  高手寂寞,高处不胜寒,孤独是有一种必然。好在尚村里人 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。