李德仁院士自述:我的留学生涯
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对我来说,留学德国是迟到的留学,那一年我 42周岁。德国是当时世界上摄影测量与遥感最先进的国家,我又是新中国第一位派到联邦德国学习航测的学者,我十分珍惜这个学习机会。
在德国两年四个月期间,我拼命地学习、钻研,不仅掌握了先进的科技知识,而且学到了很多做人、做事、做学问的道理和方法,这对我一辈子为人、为师、为学都有十分深远的影响。
恩师王之卓推荐我去德国
留学源于恩师王之卓院士的推动。我在大学期间就跟王先生有比较深的交往。我属于爱提问题的学生,发现了教材中的一些问题,一个是俄罗斯的无扭曲模型法有死区,另一个是苏联的变换光束测图,我发现并推导出变换光束引起的坐标轴的歪斜。我还和几个同学提出用多普勒效应来解决卫星姿态位置的确定。这些我写成了小文章,通过同学朱宜萱(她跟王先生的女儿是好朋友)交给王先生。自从那时起,我跟王先生结下了深厚的友谊。
后来“文化大革命”,我被耽误了10 年。1978年恢复高考时,王先生给我写信,让我回武汉测绘学院读研究生。当时研究生入学考试已经过了,我参加了四门课的补考,最后考上了研究生。
1979年,国家往外派留学生,王先生建议我到德国读书,但是教育部门不同意。因为我是恢复研究生招考之后录取的第一届研究生,国家要保持人才不流失,规定在读的硕士生不能出国。等硕士一毕业,王先生便建议我出国。
1981 年秋天,王先生让我报名,到广州外国语大学参加 ETP(出国人员英语水平考试),我通过了考试。本来我是要去英语国家,拿政府留学基金做访问学者,但王先生和我岳父朱裕璧教授都是德国留学博士,建议我去德国学习世界上最先进的专业知识。
如果去德国,必须通过德语 ETP 考试,实际情况是,我大学学的俄语,研究生学的英语,研究生期间学了一学期的德语。我到北京外国语学院报名德语高级班插班生,工作人员质疑,你没怎么学德语,高级班恐怕跟不上。我提议试试。1982 年 2 月,我插班到了北京外国语学院德语高级班。老师为了帮我提高德语水平,找了一个瑞士在华学汉语的姑娘,跟我组成“一帮一”,我帮她学中文,她帮我学德文。1982年7月,我的德语ETP考了班上第一名。
在波恩大学师从库普费尔教授
1982年10月,我去了德国,王先生给我联系的导师是全世界摄影测量权威阿克曼 (Ackerman) 教授。阿克曼说,欢迎你,但是我办公室现在没空位子,要不你先去波恩大学,我把你介绍给库普费尔教授。库普费尔接收了我。所以我到德国的第一站是波恩大学的摄影测量研究所,所长是库普费尔。
我在国内是做区域网平差的,波恩大学有两个长项,一个是有德国最好的航测检校场,一个是光束法平差软件。阿克曼建议我学习检校场。当时中国测绘局要在山西做检校场,我了解检校场后,写了一份报告,并做了一份设计方案发回国内,供山西检校场参考。
另外,我在波恩大学也做了很多研究工作。我在那里呆了 6 个月,写了 3篇文章,一篇是上面提到的发回国内的报告,另外两篇是用德语写的论文。
在波恩大学的前两周,我把那里的平差软件做了改进。这个软件中有很多附加未知参数,引起平差解的振荡,俗称为过度参数化问题。我钻研后,给它加了一定的约束,解决了这一问题。虽然我只花费了一个礼拜,但使软件有了重大改进,克服了过度参数化,提高了精度。库普费尔很惊讶,他说,你才在这呆两周,就帮我解决了个大问题。他让我把这个成果用德语写成论文,于是我写了 《克服过度参数化的几种方法》,80 多页,作为该所专刊发表。
随后,我做了一个自动搜索多个粗差的验后方差软件,写成一篇文章交给库普费尔教授。库普费尔惊讶于我德语写作的流畅,他竟然找不到一处语法错误。他把文章推荐给阿克曼教授,阿克曼又推荐给德国 《摄影测量与遥感》 杂志。期刊主编霍夫曼教授看了我的文章,高兴得连说“不用修改,直接在1983年发表”。随后该论文提交给1984 年的国际摄影测量与遥感大会,这个成果在王之卓先生的 《摄影测量原理续编》 一书中被称为“李德仁方法”。
在波恩大学的6个月期间,库普费尔待我非常好。库普费尔和他夫人都是虔诚的天主教徒,生活中是非常和善的老人。他们见我只身来到国外,就让我每个礼拜天去家里做客。第一个圣诞节,我们几个留学生到库普费尔家中,他给我们讲圣诞、耶稣降生的故事。第二年的复活节,他为我们准备了复活节鸡蛋 (复活节时,要把巧克力鸡蛋藏在园子里,让小孩去找),我们每人捡了一大篮子巧克力鸡蛋。
有一次,库普费尔夫人问我,“我和库普费尔信仰的是天主教,是圣母玛利亚。你们原来是信仰毛泽东的,“文化大革命”之后,你们信仰什么?”我就回答了一句话,“我相信的是人民——中国人民、世界人民。我要为地球上的人而活着,要为他们做我能做的工作”。
库普费尔对我说,你文章写得很好,但德语说得结结巴巴,我给你找个老师练练。他为我找了一个在中学教德国文学的教师,这个老师非常好,送了我一本书 《当代德国文学》,对我说,“你的老师出钱让我给你补习,我们俩拿这个钱去喝啤酒,我送你的那本书你自己看,有什么不懂的就问我。咱们平时就在酒吧喝啤酒、与更多的德国人聊天,这样你的口语会有提高”。
在斯图加特大学跟阿克曼教授读博士
1983 年5月,阿克曼那边位子有空缺了,我就从波恩坐火车到法兰克福,再到斯图加特。此前我和阿克曼交往不多,到斯图加特大学见到他,却像见到多年的老师一样,一见如故。阿克曼说:“王之卓先生跟我老师是同学,我把你当作我的师弟。你的电话费、往国内写信的费用我出,另外,每个月再给你加 600 马克,从我的公司里支付。”因此,在留学生中,我的待遇相当好。斯图加特大学给每个老师发咖啡券,我也在列。中国留学生里,有咖啡券的很少。我舍不得喝,把咖啡券攒起来,有中国同学和大使馆的人来看我时,我就请他们喝咖啡、吃点心。
阿克曼问我的研究兴趣,我说在中国跟王先生做区域网平差、附加参数的校正,他给了我几篇最近完成的文章让我看。同时跟阿克曼读博士的还有一个巴西学生,阿克曼给了几本书让我们看。我回去看了之后,对书和文章提了好多意见,指出很多还可以改进的地方,那个巴西的学生没有提意见。阿克曼非常喜欢能发现他文章中问题的学生,他对我说,“尽管你不是博士生资格 (访问学者),中国政府只给你两年的钱,但你可以用这两年的时间做一篇博士论文。我相信你”。他还说可以帮我用最短的时间做出博士论文,如果需要延期,由他负担费用。我同意了,出国深造我想多学点本事。
我是当时研究所用计算机最多的人。当时的计算机并不是我们现在意义上的 PC机。斯图加特大学有一台 IBM的大型计算机,机房很大,而每个房间只有终端。我跟阿克曼说,我年龄偏大,王先生也希望我能早点做完回去,一个终端不够用。阿克曼很喜欢勤奋的学生,他毫不犹豫地答应我:“你需要几个终端都可以!”最后我要了三个,用批处理加快计算。
读博士首先要通过资格考试。我的专业没问题,德语考试得益于库普费尔教授的帮助,当时的德语老师给我出具了一份德语水平的证明,有了那个证明,我就免考了德语。于是我很快拿到了读博士的资格。
当时我们专业的热点课题是研究数据的粗差和系统误差怎么处理,阿克曼让我做误差的可区分性研究。当时的测量数据很多(现在叫大数据),数据有对有错,也就是有误差。误差又分为三种:系统误差(如仪器有偏差)、偶然误差(多次测量结果的小差别)、粗差(人为或者环境原因造成的大错误)。因为我曾经发明过一个找粗差的方法(即李德仁方法),阿克曼认为我这方面有基础,因此我的博士论文就是致力于把这三种误差区分开。
一年时间做出博士论文
斯图加特大学和阿克曼教授给我提供了非常好的条件。我每天早上六点多起床。离开波恩大学时,有个德国同事送了我一辆自行车,我把自行车带到了斯图加特大学,每天早上从宿舍骑车到学校。中午吃食堂,一直工作到很晚才回宿舍。基本上每天都是在机房或办公室推公式、做实验, 做了几百组计算机仿真实验。 大概花了不到一年时间,我写完了论文,共324页,出版时因为太长,把实验部分梳理了一遍,做成缩微片,最终整理成200多页。
除了做博士毕业论文,我还一直关注国际摄影测量与遥感方面的研究动态。那时我的师兄张祖勋在国内做影像相关,我把收集到的相关文章和译文,以及我在德国看到的好文章,全部寄给王先生。王先生很高兴,把这些文章交给张祖勋参考。
1984年10月,我的毕业论文要接受专家审查。斯图加特大学规定,系里所有教授都必须参与专家审查,对论文提出意见。秘书告诉我,这个过程会非常慢,因为土木工程测量系有100多个教授。我说,王先生让我早点回国,希望能尽量加快进度。秘书把我的论文复印了6份,同时请专家审查,所以系里的内部审查很快就完成了。
找系外教授审查时,阿克曼找了可靠性理论的鼻祖巴尔达教授,请他 的徒弟封·米尔若教授作为我的外校审阅人。另一位系外教授,阿克曼推荐了两个人选,一个是工程测量所所长,一个是大地测量所所长。工程测量所所长年纪大些,文章比较容易通过,但他不会做出有针对性的评判。 大地测量所所长是一名数学博士及测量学博士,我的文章很多地方涉及数学,请他审很合适。如果他觉得文章好,一定会不吝表扬;但如果看到文章的毛病,批评也会很严厉。 经过考虑,我还是选择了大地测量所所长格拉法韧特教授。他看完我的论文后,非常高兴,不仅请我吃饭,还送我一瓶五星葡萄酒,并邀请我到他家过圣诞节。从此以后,我们就成了至交。
我的论文交出去送审后,斯图加特大学外事处的秘书给我打电话说:“李先生,我看你这段时间很疲劳,你房间的灯每天都关得很晚,要不我 给你找个机会去休假学德语?”我听后很是高兴。她给我安排了两个月时间,到德国中部的一个小镇学德语。学习高级德语不是每天上课,而是师生一起参观博物馆、看展览。这两个月的德语学习对我来说,是一种很好的放松和休息,也加深了对德国文化和德语的了解。
顺利完成答辩准备回国
我答辩的时间是1985年2月5日。斯图加特大学规定,最高分数是1分,5分为不及格。如果想拿到1分,口头陈述时间必须控制在45分钟,正负不超过1分钟。那时还没有PPT,要直接写在透明的模板上,然后投影到大屏幕上。我对着手表一遍遍练习。答辩是在一个很大的教室里,我讲了45分钟20秒。从此以后我养成了一个习惯,讲课和作报告不看表, 凭感觉就知道控制好时间。 宣讲论文是公开的,但提问是不公开的。在另一个小得多的房间里,由教授们组成的考试委员会提问。我答辩时他们问了很多问题,有简单的也有复杂的,我都能对答如流。阿克曼教授很高兴,答辩完后花钱为我开了一个小Party,老师和学生一起喝香槟,拍了很多照片。
在德国,毕业论文的评语是不对外宣布的。但因为我马上要回国,阿克曼在我回国前请大家吃饭时告诉我,有一个叫格拉法韧特的评审老师, 是德国洪堡基金会地学部的高级决策人,国际上著名的大地测量学家,看了我的文章后说:“我为此文而激动,它巧妙地解决了测量学上的一个百年难题。” 我的博士论文获得了1分加5星的好成绩,这也是斯图加特大学论文得分的最高纪录。
完成了论文答辩,2月26日我请大家吃饭,跟他们告别。席间,阿克曼站起来说,“李博士现在学成回国,我也不能留他,因为他老师等着他回去”。当时所有的中国留学生都跟我一样,抓紧大好时光,拼命学习世界发达国家的先进技术,一心想的是学到本事后回来为自己的国家所用。 阿克曼写了一封信托我转交给王先生,这封信相当于对我这两年工作的一个小结。信中介绍了我这两年的情况,阿克曼说和我相处非常愉快,他认为我很自立、很自强,理论知识也很好,“是世界级的水平”。他还对王先生说:“你终于可以找一个人来接替你的工作,放下肩上的重担了。” 因为那时王先生年纪比较大了,但还没有退休。
当时,有几家德国的研究机构想留我,我一一婉拒了。为什么谢绝呢?有一个细节可以看出我们那代人的心态:当时阿克曼教授给我出邮资,我和妻子朱宜萱每个礼拜通一次信。当我在信中告诉她我马上要答辩时,她写道:你已经老大不小,快45岁了。几十年来你一直在学习,一直在花国家的钱(当然也花了外国人的钱)。你还不如一头牛呢,到现在都没挤出一点奶来,现在到了该回国“挤奶” 的时候了。 确实,学到本事就要给国家做贡献,这是我们那时心里最真实的想法。2月29日我毫不犹豫地回国了。
阿克曼教授给我的宝贵财富
阿克曼教授给我最大的一个启发,是如何当老师和带学生。王之卓先生、阿克曼教授,这两位老师都没有在我的文章上署过名。阿克曼说:“你给我当徒弟,是我沾你的光,我从你的研究里了解到好多新东西。你写文章,我实际上并没有怎么帮助你,我不署名。你如果要感谢我,写一个致谢就可以了。” 阿克曼还多次跟我说:“你回去以后,要挑起王先生的担子,不要让他太辛苦。你在我这里学习时,一直在机房里推公式、编软件,你回去以后如果当了教授,要转移研究的重点。”
我当时不太懂他这话的意思。他解释说,要想成为一个成功的教授,就必须看清学科发展方向,带动更多的同学科和跨学科行家特别是年轻人去攻关,自己则主要是对项目研究制定好方向和路线。回国以后,你的任务,第一,要坚持教学,要写书,要发现好的学生;第二,要看方向,通过各个渠道向国家写建议书,争取大项目,这样就可以汇聚更多的人来做研究,让年轻人更好地提高和发展。这个思想,可以说是我在德国两年学习的最大收获。 我们学科后来能够做大做强,阿克曼教授功不可没。
现在很多教授,包括武汉大学的一些教授,还没有悟出这个道理,还满足于自己编软件、 推公式,这样的教授难以做成大事业。中国由于漫长的封建社会、科举制度的影响,人们比较注重自己埋头用功,认为这样的人才是真正的科学家。如果热衷于组织科研、策划项目,有的人就会认为你不是真正做学问的。这是一个误区,这个误区在武汉大学也存在。但是在西方,大家都有共识,一个人年轻时当学生,要拼命学习钻研,要推公式编软件写文章;当他变成教授、所长、系主任时,眼光就不能只放在这些事情上,而是必须看学科的方向、国家的需求,立 一个又一个更大的项目让大家来做。 把中国的科研从个人劳动变成团队工作,这是非常重要的变革。如果武汉大学有更多的老师能认识到这个问题,武汉大学的学科发展会更好。 我们中国不缺少自己埋头苦干的人,而是缺乏团队合作。我们的好多学科强不起来,我认为关键在这里。阿克曼说:“像我这个年龄的人,已经老了,我跟我的学生比,在具体的问题上都不如他们,他们钻得很细,在每个学科方向点上钻研,已经超过我了,我要向他们学习。但是我为什么还要存在呢?因为我在高处看方向、做指挥,看他们怎么走,这是我的本事。至于具体的推公式、写软件,要放手让年轻人去做。”
阿克曼的这种战略眼光,对我是极大的启发 和教育。阿克曼在各个方面对我都非常关心。我1982年10月份到德国,1983年9月份,武汉测绘科技大学请阿克曼讲学一个月,阿克曼就问我,你想见你夫人吗?我说我们国家规定两年以后才能探亲。他说我带你回去可不可以?我说那我做什么呢?他笑着说:“那你当我的翻译吧,你做翻译有两个好处:第一能看你的夫人,第二我可以少讲一点,你多翻译一点。” 出国之前,我就把世界上所有摄影测量与遥感大家的作品都看完了, 对他们的学术思想都有比较深的了解,对阿克曼的了解就更多,所以我和阿克曼配合得很默契。随他回国讲学时,教室坐满了人,他们惊讶地发现,阿克曼讲得并不多,李德仁倒讲得挺多。其实阿克曼事先就跟我商量好了,他点到的内容我尽管讲,他相信我会把他的想法讲出来、讲透彻。
阿克曼80岁那年,正逢王之卓先生百年诞辰。我邀请阿克曼到中国来,给他做了八十大寿。2013年我回德国看望已退休的阿克曼和格拉法韧特教授,阿克曼感慨,“你把导航、遥感、GIS集成做得那么好。而我们两个德国教授,一个是做导航的,一个是做遥感的,当年怎么没想到好好合作呢?”
来源:《武汉大学学报·信息科学版》(版权归原作者和刊发媒体所有)
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