【武汉院士口述录 第一篇】李德仁③

二、自律自强，勤学不辍

新中国成立之初，百废待兴，各行各业都急需“高精尖”人才，可是高校人才培养一时难以满足国家经济建设的需要。教育部于1951年11月召开全国工学院院长会议，揭开了1952年全国院系大调整的序幕。打破学科学院以及地域限制，拆分、整合、搬迁，一切调整均以培养符合国家建设需要的人才为目的。经过几年调整，各省市各层级的高等学校初具规模，其中工科院校得到了较大发展。1955年，夏坚白等向中央建议创建一所专业齐全的测绘学院，为国民经济建设服务。1956年，国务院批准筹建武汉测绘学院。同年，武汉测量制图学院成立，直属教育部。1958年，学院划归国家测绘局管理，并易名为武汉测绘学院。建校初始，学科创建人夏坚白院士就提出:“我们的学科不但要在中国出名，就是在世界上也要使它露头角。”这一铿锵豪迈之语，开启了测绘学科追求世界一流的梦想之旅。参与筹建武汉测绘学院的还有王之卓教授，他是中国航空摄影测量与遥感专家，其严谨的治学精神和崇高品德在测绘界有口皆碑。1957年，武汉测量制图学院将航测与制图系拆分为航测系和制图学系，王之卓教授担任航测系首任系主任。同年，17 岁的李德仁考入航测系。王之卓教授“似兰斯馨，如松之盛”的治学风范和做人品格对李德仁产生了深远的影响。大学系统的学习奠定了李德仁的科研方向，与王之卓教授的师生缘也被传为佳话。至今，李德仁院士都还记得和王教授初次见面的情形，他说:

1957年，我考入武汉测量制图学院航测系。学校集中了当时中国高校测绘专业，师资力量雄厚，有5名国家一级教授。专业学习之余，我沿袭了高中的学习传统——泡图书馆。读古今中外的文学名著，自学斯米尔诺夫全套数学教科书，逐期逐篇读俄文测绘杂志有关航测的文章，找国际著名学者的专著钻研……除了如饥似渴地学习，我仍然喜欢思考爱提问。大四的时候，我在苏联专家撰写的教科书上发现了问题，就写了好几篇文章，王之卓教授是航测系的首任系主任，是我国航空测量领域的奠基人。我的大学同班同学朱宜萱和王之卓教授的女儿是好朋友，我就斗胆拜托她把文章转给王之卓教授看看。王教授看了文章非常惊讶和兴奋，他在我的文章上作了批注，哪个地方对，哪个地方写得很好。他还把我叫到他家里，长谈了三小时。记得那是在王先生住的二层教授小楼，谈得越来越深入，越来越投缘，天色已晚我们却浑然不觉。师母多次催我们吃饭，都被谈兴正浓的王先生一推再推，直到晚上九点。

王先生认为我对教材的意见是对的。他还对我说:“你明年和我一起做毕业设计。”后来我和王先生做毕业设计的时候，我发现加拿大的教授参考的文章也有缺陷，他推导天地坐标关系的时候少了一个步骤，没有做完，还需要一步，我就再往下推了一步，推成了一个通用公式，这个公式就比加拿大多伦多大学教授推导的公式还要好。王先生非常高兴，他说等我这个毕业设计做好以后，他给我推荐到《测绘学报》发表。这是我读大学的第一个科研成果，发表在1965年的《测绘学报》上，这篇文章后来翻译成了俄语、英语。这篇文章得到180元稿费，成了我筹备婚礼的主要资金来源。

学生时代，质疑和探索让我不断成长。后来，我做讲师、教授，也不断鼓励学生对前人的知识质疑，对模型公式进行分析，寻找毛病。这是我培养学生的“秘密武器”。

“文化大革命”期间，年轻的李德仁学业屡受影响。大学毕业时研究生考试成绩很好，却没能被录取，甚至被迫离开热爱的测绘专业……面对生活强加的磨难，李德仁院士这么说:

1963年我的毕业论文获全年级最优等，参加研究生考试，三门课我有两门都是满分，一门99分。后来知道是因为高中时一份所谓的“右派言论”档案，我没能被录取。王之卓教授提出留我当助教的建议被否决后，我服从分配到国家测绘总局第二地形测绘大队外业队。在秦岭翻山越岭，测量一个又一个地面点坐标。我发现按规范施测山区高程导线中的问题，提出了新的严格理论，修改了规范，研制出减少野外作业航测加密新方法改进外业数据获取措施，大大提高了工作效率。1964年，我调到国家测绘总局测绘科学研究所，还是因为所谓的“右派言论”档案问题，只能做国外测绘情报编译，不能搞科研。但是我毫不气馁，编译工作之余发表数篇论文。1969年我被“下放”到河南当农民，做泥瓦匠、炊事员、种水稻……1971年“发配”到石家庄水泥制品厂当工人，制水泥电杆、抡大锤、砸钢筋、绞钢筋、灌混凝土，三班倒。在此期间，王之卓教授时常写信叮嘱我别丢了学问，还想办法托人帮助我。我不敢怠慢，坚持学英语，当时正值“文化大革命”，我就学英文版的毛选，听电台英文广播。劳动之余，我还坚持自学研究生的课程。在人生失意的时候，千万不要被击垮，认为自己一无是处，相反要认为自己是璞玉浑金，要韬光养晦，有所为有所不为，要埋头干自己的事情，积蓄自己的力量，自己给自己增加获胜的筹码。不管逆境也好，顺境也好，都要自信自尊，不能蹉跎岁月。

1969年，李德仁院士从位于北京的国家测绘总局测绘科学研究所“下放”到河南正阳，但不忘初心、科技报国一直是他心底坚持的信念。 他时时刻刻想着的仍然是要运用科学知识自主创新，解决实际工作中的难题，为国家作贡献。李德仁院士获得的第一个国家重大发明奖就与测绘专业完全无关，那是他在“下放”期间的一段经历:

1971年，我被分配到河北省石家庄市水泥制品厂当工人。当时我看到厂里堆积如山的废弃低品位铝矾土被白白扔掉觉得很可惜，就想着将它利用起来，变废为宝。我自学了《硅酸盐工艺学》,与国家建材研究院(现中国建筑材料科学研究总院)的同伴们一起，经过各种试烧，逐步掌握了特种水泥制造技术。研制期间我有时会24小时待在实验室做实验。当时厂里的生产窑长28米，窑头温度800℃，窑尾温度50℃。为了控制烧制工艺，我穿着浸满水的石棉衣在生产窑内每隔2米采集水泥熟料样本，进行化验分析，最终解决了生产工艺的有关问题，研制出“新型硫铝酸盐水泥系列” 产品。这种水泥具有快凝、抗酸、微膨胀、强度高、致密度高等多种特性，通过了国家建材局的验收，成为唯一由中国人发明的水泥新产品。水泥厂用这种新型水泥制作了胜利油田的输油管，取代了钢管道。1976 年以后，唐山地震后重建、青海湖公路建设及其他重要工程建设中，硫铝酸盐水泥系列水泥成为主要铺设材料。1982年，国家建材院与石家庄水泥制品厂以硫铝酸盐水泥系列联合申报国家发明奖，最终获得国家重大发明奖二等奖。“下放”时的研究成果得到了国家的认可!正在德国进修的我得知这一消息，大受鼓舞，决心要更努力地学习先进科技知识，报效祖国。

1977年，高考制度得以恢复，国家开始举行统一的高考、研究生考试。1978年3月18日至3月31日，全国科学大会在北京举行。邓小平同志在开幕式上做了重要讲话，提纲挈领地提出“四个现代化，关键是科学技术的现代化”“科学技术是生产力”重要论断，指明了中国科学事业发展的方向。1979年初，邓小平同志率团访问美国，在与美国总统卡特所签的有关协议中，将派遣留学生的口头谅解作为正式协议加以签署。中华人民共和国教育部也于1979年在全国11所高校建立出国留学人员培训部，负责国家公派出国留学人员的行前外语培训和思想教育工作。从此，开启了新时期我国大规模派遣留学人员的序幕，越来越多的有识之士走出国门去学习西方的科学和技术来报效祖国。

39岁如愿考上研究生，读研攻博，出国深造，李德仁院土孜孜追求的脚步一刻也没有停歇。在德国求学科研期间，建树颇丰，创下多项科研“奇迹”，提出了享誉国际测量学界的“李德仁方法”。如今全世界都在用李德仁的理论来校正航测平差系统。那段时光有许多难忘的瞬间，李德仁院士娓娓道来:

收到王之卓教授建议报考母校研究生的电报，我立刻动身赶回武汉，可是统一的招生考试已经结束了。王教授就亲自去湖北考试院反映情况，说明1963年我就是研究生考试第一，因为特殊的历史原因没有录取。考试院就特别为我设置了单独的考场。王教授为我单独辅导一周。一波三折，好事多磨，我总算如愿考取了王教授的研究生。读研究生的1000多个日日夜夜，我一心埋头学习，在教师阅览室里把十年“文化大革命”期间世界学科进展的主要论文强化阅读，光专业笔记就做了30多本，以全优成绩毕业，最后留在武汉测绘学院任教。

留校任教后，王之卓教授建议我学德语，去德国交流学习，因为德国是当时世界上摄影测量与遥感最先进的国家。我也希望去学习最先进的科技为国效力，于是用半年时间强化学习德语。1982年2月，我插班到了北京外国语学院德语高级班。老师为了帮助我迅速提高德语水平，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，她帮我学德语。1982年7月，我参加国家德语考试考了全班第一。

王教授帮我联系的导师是阿克曼教授，他是全世界摄影测量的权威。但是我刚去交流的时候阿克曼教授办公室没有空位子，他把我介绍给波恩大学摄影测量研究所的所长库普费尔教授。波恩大学有两个长项，一个是有德国最好的航测检校场，另一个是有光束法平差软件。阿克曼教授建议我学习检校场。正巧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，做了一份设计报告发回国内，供建设山西检校场参考。

我在波恩大学待了六个月，做了很多研究工作，除了刚才说的那一篇发回国内的报告，我还用德语写了两篇论文。我在国内是做区域网平差的，到波恩大学不久，我发现那里的平差软件中有很多附加未知参数，引起平差解的振荡，俗称过度参数化问题。我提出岭估计处理方法，提高了法方程式的状态，解决了这个问题。只花了一个礼拜时间，使软件有了重大改进，克服了过度参数化，提高了精度。库普费尔教授非常惊讶，他鼓励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，作为这个研究所的专刊发表。经过钻研，我从验后方差估计理论出发，导出了比丹麦法更为优越的新方法——粗差定位验后方差选权迭代法，这个方法引起了西方学者的广泛注意和极大兴趣，后来国际测量学界称这一方法为“李德仁方法”。

这样我又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。教授惊讶我德语写作的流畅，他竟然找不出一处错误。他将论文推荐给阿克曼教授，阿克曼教授再推荐给德国的《摄影测量与遥感》杂志。期刊主编霍夫曼教授看了文章，高兴地说，不用修改，直接在1983年发表。

1983年5月阿克曼教授那边有空位了，我就从波恩经法兰克福到斯图加特。阿克曼教授问我的研究兴趣，我说在国内是跟王之卓教授做区域网平差、附加参数的校正。同时跟阿克曼教授读博士的还有一个巴西学生，教授给了几本书让我们看。我回去看了以后，对书和文章提了好多意见，指出很多需要改进的地方。那个巴西学生没有提意见。阿克曼教授非常喜欢能发现他文章中问题的学生，他对我说，尽管你是访问学者不是博士生，但你可以用这两年的时间做一篇博士论文，我相信你。他还说可以帮助我用最短的时间做出博士论文，如果延期，由他负担费用。抓住一切机会多学一点本领是我出国交流的初衷，能深造攻博，我当然不会拒绝。带着对阿克曼教授由衷的感激，我夜以继日地学习钻研。

读博士需要通过资格考试，我的专业没有问题，德语得益于库普费尔教授的帮助，他曾在波恩出钱，为我请了一位德语口语老师，德语老师给我出具了德语水平证明，有了证明我就免考德语，很快拿到了读博士的资格。

我是研究所使用计算机最多的人。斯图加特大学有一台IBM的大型计算机，机房很大，每个房间都有终端。我觉得自己年龄偏大，希望早一点学成，一个终端不够用。阿克曼教授很喜欢勤奋的学生，他毫不犹豫答应我需要几个终端都可以。于是我要了三个，用批处理加快计算。在波恩大学时，一个德国同事送了我一辆自行车。我把自行车带到斯图加特大学，每天早上骑车从宿舍到学校。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。

当时，计算机的高度发展，测量结果的可靠性问题在搁置了很久以后，又重新被提到研究日程上来。在这方面长期占统治地位的是荷兰巴尔达教授提出的经典可靠性理论。但是，经典可靠性理论是从单个备选假设出发进行研究的，并不能够解决不同模型误差的区分以及同一模型误差的定位问题。因此，在一些新问题面前，经典可靠性理论显得无能为力。我选择的热点课题是研究数据的粗差和系统的误差怎么区分与处理，因为我曾经发明过一个找粗差的方法，阿克曼教授认为我有基础，让我做误差的可区分性研究。我的博士论文就是致力于把系统误差、偶然误差和粗差三种误差区分开。

大概花了不到一年时间，我写完论文。针对经典可靠性理论的特点，我进行了大量的试验和理论工作，将巴尔达教授的经典可靠性理论进行了扩充和发展，提出了包括误差可发现性和可区分性在内的基于两个多维备选假设的扩展可靠性理论，使不同模型误差的区分和同一模型误差的定位问题得到了解决,把粗差发现的理论上升到粗差和系统误差区分的理论上。论文有324页，出版时因为太长，我把实验部分梳理压缩了一遍，做成缩微片，最终整理成230多页。

记得我的答辩时间是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，然后直接投影到大屏幕上。我对着手表一遍遍练习，正式答辩时我讲了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，凭感觉就能控制好时间。我的博士论文答辩获得了1分加5星的好成绩，这是斯图加特大学近百年毕业论文最好的成绩了。

毕业论文的评语一般不对外宣布。 在我回国前夕，我请大家吃饭告别师友。阿克曼教授在吃饭时站起来告诉大家，评审老师格拉法韧特教授——德国洪堡基金会地学部的高级决策人、斯图加特大学大地测量研究所所长，看了我的论文后写下这样的评语:“我为此文而激动，它解决了一个困扰测量理论与实践达一百多年的难题。”这项成果获得1988年联邦德国摄影测量与遥感学会最佳论文奖——“汉莎航空测量奖”。