成电人物

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李硕彦:在成电实现我的中国梦
——专访网络编码创始人李硕彦教授
文:陈伟 图:陈伟 来源:新闻中心 时间:2014-10-13 8202

  李硕彦教授的办公室位于清水河校区主楼B3区,当我们走进去的时候,立刻被墙上的各种聘书、专利、奖状和照片所吸引。

  这位出生在基隆的台湾人,8月1日正式受聘为我校“特聘讲座教授”,全职到校工作。9月17日,学校举行聘任仪式,李言荣校长向李硕彦颁发聘书。李硕彦接过聘书时动情地说,“我很乐意分享过去几十年的科研和教学经验,期望能为国家培养更多的优秀人才!”

  李硕彦精神矍铄,胸前的“电子科技大学”校徽熠熠生辉。他用台式国语欢迎我们的到来,向我们娓娓道来他走过的65年人生……

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漂泊异国他乡十八载

  李硕彦从小就偏好数学,在台湾大学念的是数学系,后来去美国加州大学伯克利分校读的也是数学。

  凭着勤奋、执着和天赋,在全额奖学金的资助下,25岁的李硕彦拿到了数学博士学位,并进入世界著名的麻省理工学院教授应用数学。

  “当时,我一心只想去MIT,这是我的一个梦想。”李硕彦说,自己运气很好,如愿以偿在MIT工作了两年。毕业就能在世界名校执教,显然并非“运气”。

  1976年,李硕彦来到伊利诺大学芝加哥分校任教,除了数学,他还教统计学和计算机科学。年轻人总是爱折腾,手握大把的青春,可以尽情地尝试。

  只身在美国打拼的他,总是感觉到孤独从四面袭来。1979年是李硕彦的而立之年,在一帮台大数学系校友的鼓动下,他加入了著名的贝尔实验室。

  “有这么多朋友在一起,在异国他乡的孤独感就会少点,工作起来也相对开心。”这一次,李硕彦一待就是十年,直到香港中文大学校长高锟向他伸出橄榄枝。

  贝尔实验室是公认的当今通信界最具创造性的研发机构,一个纯数学背景的博士在这里显得有点不习惯。“在他们看来,我是个异类。”

  但是,他坚信,正如高斯所说的“数学是科学之王”,很多问题用数学理论可以很容易解决,英雄总是有用武之地的。

  进入公司不久,一个困扰公司很久的难题每天“如约而至”,让公司上下头疼不已。就在众人一筹莫展的时候,有人提议“让那个数学家来看看”。

  李硕彦被请了过去,当他了解清楚问题的来龙去脉后,会心一笑,“这本质上是一个数学问题。”他飞速转动地大脑,提出了一个独具匠心的“药方”,运用代数理论轻松解决了这个看似与数学风马牛不相及的难题。

  初入公司,就崭露头角,显示出不同寻常的过人之处。后来,上司告诉李硕彦,“你为公司节省了4900万美元”。

  虽然同事们对他刮目相看,但是他还是难以融入到公司主流。“我是华人,做得再好也是‘外人’,他们对我们防得很紧。他们的体系就好比那一级级楼梯,华人再努力也难以爬上去。而且很多东西和武器有关,即使是一颗用在火箭上的特殊螺丝钉也还是武器。”“不是自己的土地,心也无处安放,总是有着厚厚的隔阂。”1949年出生的李硕彦,对这些有着某种说不清道不明的复杂情愫。

  梁园虽好,非久恋之乡。在美国学习工作了十八年的他,最终还是选择回到祖国,为自己的国家和人民服务。

在香港创造全新事业

  “归去来兮。”李硕彦的这个念头一直在心底不时泛起。

  1988年夏,香港中文大学第三任校长高锟,来贝尔实验室做暑期顾问。李硕彦听说高锟要招聘讲座教授,就找到了他。两人相谈甚欢。高锟说工学院有三个系,李硕彦都适合做讲座教授。

  次年春,李硕彦前往香港中文大学考察。临回美国时,高锟将一个装有合同的大信封给他,让他好好考虑,李硕彦答应将如期来校。

  半个月后,这位后来获得诺贝尔奖的光纤之父“爱才心切”,关切地问身在美国的李硕彦:“你还来不来?”

  李硕彦说:“来啊,你不是还要来贝尔做暑期顾问吗?我想当面把合同给您,邮寄怕丢了。”当时,有些人签了合同都没有去香港任教。

  既然选择了方向,便只顾风雨兼程。1989年8月1日,李硕彦就任中大信息工程讲座教授,一干就是25年。

  在香港,他创造了全新的事业,也创造了一个完全属于他自己的时代。无论是红遍全球的网络编码理论,还是代数交换理论,都是在他自己国家的土地上研究出来的。

  香港特区政府也对李硕彦厚爱有加,为其提供良好的科研环境。2009年,他和同伴在香港的卓越学科领域计划资助下, 得到香港特区政府超过1亿港币的预算资助,这是香港政府历史上最大一笔工科研究经费。

  李硕彦是杰出的华人科学家,也是教育教学方面的专家。他在中大一手创办的数学-信息工程双学位专业(MIE),已经成为该校一个品牌专业。提及此事,他比谈网络编码理论还起劲。

  “20年前,念信息工程的是天之骄子。不过,十几年前这个学科就开始呈现颓势。”李硕彦分析,随着大量工厂迁入内地,工程学科的招生越来越差。工学院想联合数学系培养学生。作为穿针引线之人,李硕彦在院系之间沟通交流,力促MIE应运而生。

  让人大跌眼镜的是,第一年招生情况比所有人预想的都好,甚至超过数学系本身。以后一年超过一年,学校和学院都乐见其成,予以一致肯定。

  学生也均以就读MIE而自豪,毕业生的八成继续攻读研究生,“导师们都来抢学生,因为他们既懂数学,又懂工程,是很好的培养苗子。”李硕彦介绍,剩下的学生也都去了银行等高收入行业。

  教书育人无怨无悔,学术探索孜孜不倦。李硕彦在香港的25年过得舒心顺意,“这种心情和成就感,是在国外所不曾有过的。”

“恭喜你们开创了新领域”

  网络编码理论无疑已经成为李硕彦的代表性学术成就,他匠心独具地“蝴蝶网”将这一理论传播到世界各地。

  2001年7月,美国普林斯顿大学电机系教授贡三元在香港中文大学进行一次网络编码的演讲,一开始就用蝴蝶网来解释基本原理,并感慨:“不知何人想出这个图形,真方便!一把它画出来,大家就知道什么是网络编码。”许多听众不禁莞尔,有人指着李硕彦说,那人就在面前不远处。

  通俗易懂的蝴蝶网,连中学生都能看明白,但是发现却是一个很偶然的机会。李硕彦的同事“证明”了一个定理,就来找他李硕彦评判。当时李硕彦正在焦头烂额地忙于自己的新书写作,没有足够时间去找出“证明”的错处,于是,他就试着举反例。在白板上画出了恰好构成反例的“蝴蝶网”。他每天望着白板上的蝴蝶网,深信蝴蝶网背后的基本原理一定是很简单的“线性代数”。

  他还认为,无论背后的原理是什么,蝴蝶网都会是解释这理论的最好图例。于是,他撇下手里的书不写,日夜思索近两个月,“有时梦里也在想,醒来后摸黑在纸上写,第二天一看横的、斜的、竖的都有。”这些潦草的字迹也只有他自己能看明白。

  1998年,李硕彦和同事将成果发表在会议论文集里。两年后,第一篇“网络编码”——当时尚未出现这个词——的正式文献发表在IEEE信息论会刊。

  2003年,李硕彦、杨伟豪、蔡宁共同发表《线性网络编码》论文,该文荣获IEEE信息论学会2005年度论文奖,这是亚太地区大学历史上第二次获得该荣誉。颁奖主席在贺词里说:恭喜你们开创了新领域。

  没错,这是香江边的几个中国人研究出的原创理论。这一理论因其在网络传输、网络架构、网络安全以及网络存储等学术与技术领域的重要革命性影响,被公认为现代信息论的最伟大贡献之一。

  在网络编码提出以前,传统的通信领域使用存储转发技术,信息原封不动地从一个站点转到另一个站点,如果信息过多的话就会有堵塞。而李硕彦和同伴提出的网络编码理论则是在传输过程中对多站点传来的数据进行特殊编码,然后打包进行传输,各个接收站点各取所需。

  李硕彦举例说,两座通信台想经过无线中继站互相传送给对方一个信息。用传统的存储转发技术需要四步程序才能完成,而使用网络编码技术,就只需要三步,信号传输率能提高33%。

  目前,网络编码理论已经在网络通信、网络存储和网络电视服务等领域内得到了广泛应用。“网络编码就像是中国菜中所加的调味料一样,在每道菜中都加一些,那就会是一桌盛宴。”李硕彦说,网络编码的作用,就如同“调味料”一样,简单的技术,可以在现有的网络架构下,使网络通信的容量提升一倍。

  《线性网络编码》已经成为这一领域的经典文献。“现在跟踪引用这篇论文的已经有一万左右,每年增加两三千篇。”李硕彦回想,当初没想到会有那么大的影响。

  李硕彦曾花了大量精力和心血在代数交换理论上,力图把深刻的数学理论应用于复杂的路由交换通信网络技术应用。这一理论有望成为网络交换技术新变革的潜在推动力,但是显然没有网络编码理论的影响力大。他不禁感叹:“人生很奇怪,有意栽花花不发,无心插柳柳成荫。”

四川女婿的“中国梦”

  “我夫人祖籍四川仁寿。”李硕彦用相当标准的四川话说,自己和四川非常有缘。他在香港中文大学曾经连续培养了三个四川籍的博士。

  李硕彦对20世纪中国历史很有兴趣,对川人在抗战中的表现极为推崇,特别喜欢看《壮士出川》等影视剧。“一想到四川,就想起一种民族精神,让人热血沸腾。”他认为,抗战时期的川军武器装备等都奇差,但还是奋战在祖国大地,抛头颅、洒热血,为民族牺牲。

  2009年,李硕彦做客成电讲坛,并受聘为电子科大名誉教授。“看到热情的成电学子,似乎看到了热血的川军。”学生们给他留下了良好的印象。

  “我很早就认识了李乐民院士,他给我留下了深刻的印象。电子科大在电子、通信行业是数一数二的,是一个非常好的平台。”在长期的学术交流中,电子科大的老师、研究群体、研究环境以及研究成果都给李硕彦留下了难忘的记忆。

  所以,当电子科技大学找到他,希望能来校工作时,李硕彦立即就答应,并回绝了其他学校的邀请,将自己教学科研的“主战场”从香港迁到了成都。

  通信抗干扰技术国家级重点实验室的谭雪松副教授是李硕彦得意的学生之一。自己的老师来到电子科大“常驻”,谭雪松感到格外高兴,“李硕彦教授这样大师级人物的到来,必将带动我校的相关研究和人才培养实现重大突破。”

  早在2009年的6月,李硕彦就下决心,要将余生贡献给中国的下一代年轻人。五年来,他在两岸三地作了70个公开讲座,主要集中在大陆,有次在中科院一周就做了7个学术报告。李硕彦讲课通俗易懂,阐释理论深入浅出,常带给听众醍醐灌顶式的顿悟和思考。10月中,“数学与工程的对话”系列讲坛就要开讲。李硕彦要再一次用最容易理解的方式讲给成电学子听。

  李硕彦希望利用互联网和无线通信,联合自己学术界的朋友,通过视频、演讲等来让青年一代喜欢学习,“找到一条新路,提高青年一代的整体素质,大批量地培养科技人才。”李硕彦说,“中国是人力资源大国,如果通过科技手段激发我们的创造潜能,我们的国家还会不强大吗?”

  他越说越激动,仿佛是一位刚走出大学校园的热血青年。“这就是我的梦想,我的中国梦。”

  他认为电子科技大学作为国家重点建设大学,在这一方面可以大有作为。

搭建数学与工程的桥梁

  在台湾成长、美国求学、香港教书的李硕彦,在学术上取得了巨大成就。当问及有什么好的科研经验时,他笑说没有秘诀,说出来只会害人。“我几乎没有主动去参加国际会议,有点自闭,很不好。这是我个性使然,很多数学家都有自闭症,比如诺奖得主、数学家纳什。”

  他曾经在网上测试自己,结果是一百分。但是,他也有妙方“治疗”:一是喜欢和身边的人开玩笑,二是喜欢和小孩子玩。在三个多小时的采访里,李硕彦时时开怀大笑,乐享他的人生之路,使得我们如沐春风,感受到满满的正能量。

  “如果非要说经验,”李硕彦仔细思考后说,“我会十分专心地去做一件事,常常喃喃自语,耳朵听的、眼睛看的、嘴里说的都是同一件事,就是做梦也不例外。”

  这种专注以及勤奋,或许是他成功的重要原因之一。

  李硕彦是学纯数学的,却拥有32项美国专利,这在很多人看来有点不可思议。他认为自己的成功,在于用数学和数学思维去思考工程问题。

  讲到这里,李硕彦又一次会心笑了起来,像个童心未泯的老顽童。他说,很多年前他曾经发明了一个魔术拼图,一种类似七巧板的几何薄片,可以组成多种大小的图形。某次聚会,一个小孩一下就拼了出来,中大工学院当时的院长觉得挺有意思,也玩了起来。但是,一个半小时都没有成功。

  “小孩的创造能力不可小觑,他不懂数学,也不懂工程,却能在二者之间成功对话。”李硕彦认为工程的根基主要是数学,工程师一定要多与数学家对话。“一般的电子工程师最擅长的数学就是傅氏分析,碰到像环论之类的抽象代数,就仿佛看到了‘火星文’。”

  检视李硕彦的学术探索历程,可以发现他一直致力于建立数学与工程之间的新桥梁,这还得归功于在贝尔实验室的十年。他在贝尔实验室主要从事通信理论和交换系统的研究,与之前在大学教授数学完全不同。这十年的诸多实践,使他意识到要在二者之间搭建一座桥梁。

  “这中间有一座桥,桥的两岸一边是数学,一边是工程,而我的一生,就不断地在这座桥上往返。”

  他说,希望在电子科大培养更多精通数学的工程师,或是娴熟工程的数学家。


编辑:张娜  / 审核:张娜  / 发布:张娜