刘经南院士:非凡人生路 监测放“卫星”

华人时刊 2018年09月28日 14:26

测绘人生路创新无止境 记 两院 院士李德仁

黎淑贞

最近,笔者有幸专访了昆山杜克大学首任校长、中国工程院院士、全国政协委员刘经南。

采访中,他谈科研,论教育,忆往事,话今朝,谋发展,忧虑时面色凝重,喜悦处大笑开怀。他是名校校长、院士,却平易近人,没有一点架子;他是理科出身,却熟读文史哲书籍;他年过七旬、鬓发斑白,却活跃在教改一线,肩扛重责……

他到底是怎样的人?以下几个片段,或可描摹其之一二。

小顽童

1943年,刘经南出生在湖南长沙。那是一个炮火连天的年代,他的祖父和外祖父是当地知识分子,都曾是黄埔军校的学员,外祖父后来成为国民党中将,他的父亲则是一名中学教师———在当地虽不是名门望族,却也是书香世家。

读小学时,刘经南语文好,数学不好,虽然做题目并难不倒他,但他“不喜欢鸡兔同笼、进水放水类的应用题”,再加上从小肠胃就不好,在小学升中学的考场上“头一直昏昏沉沉的”,结果失利了。回忆起小学时期的“糗事”,他不禁大笑起来。

后来为休养身体,他休学了一年。在那一年里,他在父亲所在中学的图书馆里,他当起了义务管理员。“也是因为知道自己有这个毛病(数学不好),于是主动找了很多参考书,做了很多题目,一下子豁然开朗了。”他不仅查缺补漏,自学数学,还有机会看了很多中外名著。待到来年再考中学时,他不仅考上了当时长沙市内数一数二的中学,学习成绩在班里也名列前茅。

在那个年代,“小学毕业都可以找到工作了,有种说法叫小学是‘秀才,中学就是‘举人了,高中毕业就能找到很好的工作,考大学并不是唯一的出路”。当时的教育氛围很宽松,基本是素质教育,学校组织了很多课外活动。

因为有图书管理员的“工作经验”,刘经南被中学图书馆挑中,参与整理古籍等线装书,继续当义务管理员。后来,他又被推荐到长沙市青少年宫图书馆、湖南省图书馆,图书管理员的“事业”逐渐发展起来。

在图书馆中,他看了很多“正能量”的书,比如当时很时髦的《钢铁是怎样炼成的》以及《马克思的青年时代》等书籍,培养了批判的思维方式,遇到问题,喜欢提出疑问,不盲从。回想起那段图书管理员的往事,刘经南感慨良多:“当图书管理员的经历让我学会了分类,而分类恰恰是科学研究非常重要的能力。”

宽松的课业,让他还有机会参加了很多其他课外活动,“玩过航模,装过收音机,学过画画、篆刻,还会用自来水笔的胆做枪”。

一次,他在公园中看到有一名老者在弹筝,觉得很好听,也很优雅,就准备自己动手制作。在那个物质匮乏的时代,孩子们都是用捡来的“宝贝”(各种废品)自己制作玩具。有一天,他和同学路过一个工厂,看见有很多钢丝乱麻一样的东西堆在地上,“觉得有用,就拿了一些装在口袋和书包里”,结果被人发现,“有人喊:‘抓小偷啦!我和同学赶紧拼了命地往外跑”。回去后,他模仿着筝的模样,自己做了一个,也像模像样地分了高音区低音区,结果“一弹,声音却并不好听”。老者指点:“你这就是块板子,我的板子底下是有共鸣箱的,那声音才好听。”因为买共鸣箱要花钱,后来也就不了了之了。

一晃,中学的悠然时光倏忽而过,大学迎面而来。

“我从小就喜欢有挑战性的东西,加之对生命科学、生物等非常感兴趣,也看了很多相关的书籍,在报考大学时,就选择了北京大学的生物系。”然而虽然成绩远远超出录取分数线,却因为祖父外祖父的关系,他的档案中被加盖了“此生不宜录取一类院校”的章,让他与国内一流大学失之交臂,转而被第二志愿———武汉测绘学院天文大地测量专业录取。

在当年武汉测绘学院的新生大会上,时任校长夏坚白曾有“我们这一届学生的成绩很好,有一位同学的外语(俄语)是99分”之语。后来,刘经南从班主任口中得知,这位受到全校未点名表扬的人就是他自己。

进入武汉测绘学院后,他“发现天文大地测量跟想象中差得很远”,萌生了退学的想法。因为当时测绘新生都是从最简单的测量学起,“无非是量角度、量长度、量高度和高程的变化”。“我觉得没什么挑战性,所以当时也有很重的专业情绪,不想学,甚至想退学。”为此,他还跑到武汉大学听了些自己感兴趣的生物学、文学类的课程。后来,在慢慢的学习过程中,他逐渐发现测量数据的处理涉及当代数学中一些比较新、比较尖端的领域,“感觉有挑战性的东西来了,就来了兴趣”。从此,测绘学界一颗新星开始冉冉升起。

拼命三郎

1967年,刘经南大学毕业。因为家庭成分不好,迟迟得不到分配,再加上“文革”的影响,考研的愿望也落空了。一年后,他终于接到分配的通知,和几名同学一起分到了湖南的煤田物探队,被安排做野外测量工作,一干就是11年。

野外测量是艰苦的,也是危险的。在十多年的测量工作中,刘经南经历过翻车,从悬崖上掉下来过,也曾在原始森林里迷路,摸索了数个小时,才勉强走出来……凡此种种,数不胜数。出身问题也再次压向了他:得不到单位的重用,却总是干最难的活,解决最不容易解决的问题。即便如此,刘经南却并未低头,也从未灰心。虽然不受重视,他还是积极工作,仍能根据问题、需要提出合理的建议以及新的思路。

一次,单位接到一个测量任务:国家希望加强对怀化地区的基础控制,根据国家测绘局计算中心的结论,原有的点能满足1/10000测图,但不能满足1/5000以上的测图,所以要做二等网。

“我看书比较多,根据苏联很著名的专家普罗沃诺夫的一本书中提到的连续三角网的精度理论,用简单的计算来研究连续三角网精度,提出了在这个地区不仅可以满足1/5000的测图,甚至可以满足1/2000的测图。”刘经南提议:只需在个别地方补充三等就够了,还运用了当时国家提出的一个思想:角度改正数不超过6″的话,就应该能够满足1/5000的测图。正是在他的建议下,按二等网布设可能要近千万资金并要一步步开展的工程,仅花了二三百万元就完成了,节省了大量的人力、物力,整个测量队也因此获得了“全国毛泽东思想活学活用先进集体”的表彰。

1979年,刘经南在老师的建议下,报考了研究生,此时他已经36岁。经过短短几天的复习,他还是以扎实的基本功得偿所愿。

原本肠胃就不好,再加上常年的野外工作,在研究生阶段,刘经南成了名副其实的“药罐子”:3年学习期间,有两年半肠胃严重不适,“每天拉肚子超过3次”,后来还得过心脏病,“医院已经下了病危通知,住了40多天院又稀里糊涂地好了”。

尽管如此,他还是十分珍惜来之不易的学习机会,利用一切时间认真学习,不仅课上认真听课,记好笔记,课外还阅读大量的专业书籍,成绩非常优秀。他还经常辅导其他同学,被某些同学玩笑地称为“二导师”。

当时的研究生毕业制度非常严格,有规定“要人为定出1/3的学生不授学位”。刘经南针对国外专家卫星定位所观测的数据,通过坐标系转换3个不同模型,得出3个模型计算出的转换结果相同但精度明显不同的现象,对3个转换模型之间的关系进行了研究。当时很多老师都不相信他的结论,但恰好被刚从德国获得博士学位回来的、后来成为中国测绘学界泰斗的周忠谟看到,他十分兴奋也感到很惊讶,并说:“在国内这样的环境下能做出这样的结论,不简单!”这篇论文最后得了弥足珍贵的5分,讨论的相关问题随后被列入了国家“六五”期间重点项目。

1980年代,国家部署对西部的油气资源进行探测,刘经南受老师委托西进青海、新疆。当时,国家给的坐标并不精确,特别是高层不精确,这就容易给后期的开采造成很大的误差。如何提高高层精度,是刘经南等要解决的问题。面对挑战,他埋首数据,废寝忘食地计算,终于在此前理论研究的基础上,提出了一个数学模型,成功地解决了几何高层到物理高层的转化问题,“用卫星定位的方式,就直接可以得到高层达到1米左右的水平”,修正了国际上卫星定位的大地高不能直接用于石油勘探的结论,满足了国家开发西部的重大需求。也因此,他收获了人生中第一个国家科技进步奖。

1986年,刘经南回到武汉测绘科技大学(原武汉测绘学院),历任所长、院长、副校长,一心扑在科研上。从1980年代到90年代十多年的时间里,他一直致力于全球定位技术的研究,先后主持或负责了青藏高原地壳形变的GPS研究,GPS形变监测网系统误差与形变可区分性研究,中国GPS地壳运动监测网研究,中国广域差分GPS网建立及台站方案研究,中国高精度GPS网的建立、布测和数据处理方案研究等项目。

“医生劝我要多休息,说右派帽子可以揭,心脏病的帽子是揭不掉的。后来自己试一试去爬山,也没什么问题了,就没把这病当回事了。”尽管“戴着心脏病的帽子”,在野外测GPS的时候,最困难、最远的地方,都是他去,而且经常几个晚上不睡,等卫星信号出现。

数十年来,刘经南提出了适合中国国情的“分布式广域差分”技术,解决了国内许多GPS应用技术难题;负责设计并领导完成的GPS数据处理综合软件包在1990年代初已占据国内80%左右的市场,同时以专有技术转让日本等国作为数据处理原型软件,也转让到一些发展中国家帮助他们处理GPS数据;他还主持设计了湖北清江隔河岩大坝GPS形变监测系统的数据处理软件系统和网络系统,这是世界上第一个完全无人值守、连续自动运行的GPS大坝变形监测系统,在抗击1998年长江特大洪水灾害中发挥了关键性的作用。他还为已发射的国家北斗导航一代卫星广域差分系统的建设提供了最早的、完整的技术思路和技术方案;他也积极参与军事科技项目研究开发,有些技术作为武器配备产品批量出口。作为教师,他努力将科研成果运用于教学之中,参与、组织了“大地测量学专业改造工作”的教学改革项目研究,项目成果分别获湖北省教育成果特等奖和国家级教学成果奖一等奖;他还坚持在教学第一线给研究生甚至本科生讲课,为社会培养了大量的GPS高级人才。

探路者

武汉大学办学历史悠久,可溯源至1893年清末湖广总督张之洞奏请清政府创办的自强学堂。2000年8月2日,武汉大学与武汉水利电力大学、武汉测绘科技大学、湖北医科大学合并,新武汉大学成立大典在武汉大学人文馆举行。同一天,刘经南出任新武汉大学党委常委、副校长。3年后,出任校长。

合校后,由于原武汉大学没有测绘学科,武汉测绘科技大学如何合并到新武汉大学,测绘学科怎么以最好的姿态融入,成为当时非常重要的课题。曾有高层声音提议成立一个测绘学院,与理学院、工学院并列。但考虑到测绘学科在整个学术界仍是较小的学科,经过较长时间的论证和讨论,经历了反对、不理解、理解的过程,刘经南和武大领导一道,最终定下基本战略:不把测绘学科作为一个学院合并进去,而是与武大、武水相关学科整合,组成新的学科交叉性更强的学院。在大局面前,他的建议是一种正确的选择。

当时的武汉大学,基础设施较差,教学资源非常紧张,迫切需要建大楼来改善学校的教学环境和学生的居住环境。

1931年12月2日,梅贻琦就任清华大学校长,在就职演讲中提出“所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也”的著名论断。刘经南深以为然,他意识到上述问题虽然重要,却并不是短时间就能解决的。他着眼长远,将工作重点转向了人才队伍建设、财务制度改革等方面,在国内高校中较早地就去除行政化做了有益的探索和实践。

在人事制度的改革方面,突破在本单位本院系晋升教职位置的传统,实行教职岗位全部公开,在全球招聘。招聘过程也不再主要是由行政说了算,而是由教授委员会先说了算。“公开、公正、公平之后,老师们服气了,一流的人才也容易引进了。”这一制度改革被认为“对武大的人才队伍建设理念的进步有长远的好处”。

其次,便是财务制度的改革。将过去财务资源完全按照行政化体系分配的模式,改成校院(系)两级的财务分配体制。“这种财务制度实际上是欧美发达国家高校管理的普遍形式”。这一改革既改变了武汉大学的经济状况,更统一了院系的责权、事权、人事权与财权,推进了职能部门实现从管理到为院系教学科研第一线服务的根本转变。

合校十多年来,武汉大学综合实力和核心竞争力不断提升,2011年,学校进入英国《泰晤士报》世界大学排名400强。

卸任校长后,他把全部精力投到科学研究上,带领团队参加国家重大专项和重点科学工程的策划和项目研发。正是他始终保持着对科研的热情和激情,在2015年国家科学技术奖励目录上,他参与的项目成果就占了2席。

2012年12月,昆山杜克大学获教育部批准正式挂牌,学校目标是建设一所规模不大的、综合性的、精英式的、研究型的、国际化的高校,按照培养精英型人才办学理念来培养各行各业的高级的、具有国际视野和国际多元文化修养的领军型人才。

年近七旬的刘经南应邀出任昆山杜克大学首任校长,再次走上了高校未来发展的探索之路,“培养下一代,这是国家的希望,还要走很长一段路”。

(责编 孙礼勇)

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