清华大学李衍达院士

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

开篇致辞
为贯彻落实习近平总书记在科学家座谈会上的重要讲话精神和相关要求，大力弘扬科学家精神，《中国光学》期刊自2021年第1期起开辟《院士访谈》专栏。
本栏目将结合访谈、自述等多元化形式，记录院士们在成长、教学、科研等经历中难以忘怀的故事，以及他们对人生、科学、教育等问题的认识与思考，以此彰显老一辈科学家的爱国奉献与创新求实精神。
《院士访谈》栏目由中国科学院院士、我国著名光学专家陈星旦先生悉心策划和组织。陈先生虽年逾耄耋，但仍亲自邀约各位院士，召集相关编辑人员进行汇编整理，逐字逐句审定终稿。陈先生的辛勤付出，实为本栏目之质量保证，深为本刊同仁所景仰尊崇。
《院士访谈》栏目将持续开展，衷心希望广大读者通过本栏目，认识他们、了解他们，从而有所启迪、有所收获。
《中国光学》编委会李衍达，男，汉族，1936年10月12日生于广东东莞。中国信号处理和生物信息学专家，中国科学院院士。清华大学教授、IEEE Fellow、中国电子学会会士。
1959年本科毕业于清华大学计算机与自动控制系，1958年7月在清华大学任教至 2018年10月退休。1978-1981年作为文革后第一批赴美访问学者在麻省理工学院访问学习。历任清华大学自动化系系主任、信息学院院长、校学术委员会主任、校务委员会委员，校学位委员会副主任等。1991年当选中国科学院学部委员（院士）。曾担任国务院学位委员会委员和控制科学与工程学科评议组召集人，中国科学院信息技术科学部常委会主任，中国科学院学部主席团成员、教育部高等学校电子信息与电气科学教学指导委员会主任、《电子学报》主编。
李衍达在波抵达时延估计、信号重构等方面的理论、算法及应用中取得重要成果。他提出了一种时延估计的新方法，放宽了信号重构理论的应用条件。他将信号重构理论和人工智能技术引入地震勘探数据的处理和解释，提出综合地震剖面、测井与地质知识预测地下油层的新方法，取得一系列开拓性的成果并在实际应用中取得显著效果，为我国石油地球物理信号处理事业做出了重要贡献。1998年后，他致力于生物信息学方面的研究，他把基因组看作信息系统，在基因组和生物分子系统分析中引入信息论和复杂系统的思想，在基因调控分析与建模，中医药理论分析，疾病与靶点的分析等方面取得了若干研究成果，是我国生物信息学领域的开拓者之一。
一、我的童年是在战乱中度过的
我的父亲李禄荣祖籍广东南海，在行政机关中做过职员，后来又投靠亲戚在上海做过店员。我的外祖父是前清举人，家境富裕，我的母亲张瑞文继承了外公的聪慧，她上过学，当过小学教师；她思维缜密，遇事有主见，在父亲长年在外的情况下，全家就由母亲全力支撑。
1936年，我出生在外婆家——东莞县城，我是家里的第一个小孩，不久又有了第二个——我的弟弟。我的童年是在战乱中度过的。我在东莞沅涌小学上学到三年级后跟随全家迁到广州继续上小学和初中。到初二时插班考入广雅中学，这是贫寒家庭子弟都希望进入的学校，从初二起我就进入这所全寄宿的学校直到高中毕业，中间经历了广州的解放（1950年）。解放后，由于家庭经济困难，我是全靠国家助学金支持而坚持学习的。

少年时代的李衍达

二、难忘广雅
广雅中学前身是广雅书院，由两广总督张之洞于1888年创建，名字取自“广者大也”、“雅者正也”，寓意培养学识渊博、品行雅正的人才。在广雅中学，我学会了独立生活，自己管理自己，愉快地自由发展，并且培养了自己很好的自学习惯和自强的精神。
1 我最感兴趣的莫过于物理课了
我生性好奇，喜欢探索未知，在广雅中学，我最感兴趣的课程莫过于物理课了。物理老师吴蔚棠先生的课讲得富有逻辑，引人入胜，给我们展示了一个崭新的世界。课余借阅课外书尤其是物理方面的参考书是我的一大乐趣。结果一段时间以后在中学图书馆我再也找不到可继续借阅的物理课外书了。看课外书使我学得主动、深入。
我的日记记录了我印象深刻的一堂物理课。在那堂课上，吴老师提问让大家解答，“现在提第四个问题，请大家解答一下，电池内部电流是由什么构成的呢？请李衍达同学说说。”对这个问题我已想了一会，在站起来前几秒钟把要说的意思略略组织了一下，我回答：“荷电的离子受两极所造成的电场的吸引而作有规则的运动，负电离子向正极移动而正离子向负极移动，组成电池内的电流。”吴老师不断点头表示赞同：“他所说的是完全对的，答得很好，很完满。我再提一个问题，如何将导体中电流的意义扩大起来结合电池内部电流的构成，概括出电流的意义呢？”说着望望大家。我也早已想着，最后我认为电子与离子都是有质量的极小的微粒，可用微粒来代表它们。这时，老师的眼睛望着我说：“可否请李衍达同学再来解答这个问题？”我站起来简短地回答：“带电的微粒受电场吸引而作有规则的运动便组成电流。”吴老师马上点头说：“回答得完全对而且能概括起来。你想到了电子和离子一样是微粒吗？这次回答得很好，十分难得。李衍达同学一定事前看过很多参考书，对这个问题有完全深入的了解，我教高中物理二年来未有同学回答得这么完整这么概括的，这是难得的。你们大家对物理都很用功，可是概括力不够，这就要向李衍达同学学习，他概括得很好，要知道这次他回答是一点也没错，完全对。”这样的夸奖，对吴老师来说是极其罕见的。课外书对我确实有很大帮助，我在课外书中看过一些有关溶液电流问题，我已想到离子可能运动，而物理课上老师曾提及“在金属中电流只是电子移动，离子是不动的，但在其他物体中情形可不是这样。”这几句话，其他同学听起来可能感到没什么，却触动了我的思想，更肯定了我的理解，这次课堂上的答问我是结合看课外书与上课时的心得而回答的，因为这些问题当时在高中物理课上是不会讲的。
2 博览课外书的习惯让我受益匪浅
我看课外书的范围很广，绝不仅是在物理方面。例如，我看过《列宁生平事业简史》，看过《玛琳娜的生活道路》，并做了笔记。我在日记上写道：“这本书太好了，给我很大的启示，我这时期很喜欢看书，人简直不可以缺少书，我尤其喜欢看关于英雄成长的书，关于崇高品德的典型的书，我喜爱那些英雄人物。一个人的美丽不但表现在外表上，更主要是在他的内心、他的品格是否高尚。玛琳娜的好是在她有不断的向上心、忠诚的性格、勇敢坚毅的精神。”
每每读过好书之后，我便与伙伴们探讨关于人生的话题。好的书对我是这样的重要以至于我在日记上感叹：“我简直不能离开书本一天而生活，图书馆是最迷人的地方，这种感觉早在高一时已深切感到了。”我喜爱马克思说过的一句话：我愿意做一条蛀书虫。
由此时起，爱看书、爱看各种各样的书成了我一生的嗜好，也帮助我形成了一种自学的本领。高中一年级时，我因病住院近一个月，所缺的课程都是自学补上的。尤其是当时正值学几何阶段，我在医院里看一本《几何解题一百道》，竟然也跟上了进度。因为书看得杂，又有兴趣，所以总觉得时间不够用。虽然也订了读书计划，但总是完不成。加之作为班长，更是诸事繁多、忙忙碌碌，渐渐地我习惯了有效安排自己的时间，做事、看书往往注意抓要点，提高效率。这种方法用到课程学习上很有效，一门课下来，我往往用一页纸便可提纲挈领地把它整理出来，复习时也很容易。因此，即使在复习考试期间，我仍然抽空看课外书。这种习惯，使我在后来的学习与工作中受益匪浅。
三、学在清华
1 在大学，练就了一套独特的听课与复习的本领
高中毕业后，我考入了清华大学电机工程系。
我起初对清华大学并不了解，最早形成的印象有两点：一是清华是个适合勤奋读书的好地方，尤其是清华大学的图书馆，大大地满足了我对书籍的需求；二是清华大学的老师很好，钟士模先生、赵访熊先生、童诗白先生等等，不仅课讲得好，而且人格魅力出众。
在清华大学这个严格要求的环境中，我不仅在基础知识方面打下了坚实的基础，而且思想方法、学习方法也有了发展。由于大学里学习的自由度大，学习的难度也很大，我为了适应紧张的大学生活，练就了一套独特的听课与复习的本领。由于我善于抓要点，在听课时一旦抓住了要点，便容易明白；在课堂上往往觉得老师讲的内容有很多繁冗、重复之处，只盯着老师，学习效率就低，不如利用这些听课间隙时间，开动脑筋将老师的方法与自己的想法相比较，列出自己的疑点。为了更快地抓住课堂知识的要点，我在复习时往往抽时间多看一些书，做些预习，在上课前5分钟，我回想一下预习的内容，便可大概地对这堂课的中心内容有了印象。这样一来，我边听边想，边听边分析、边记下要点与异同，大大地提高了听课效率。日积月累，课堂就不再是死记硬背知识的地方，而是我做分析、比较的场所。因此，我往往能提出一些自己的看法，也能将课外书的知识融入到学习的课程内容里。人的一生，知识都是慢慢积累的，只有自己十分感兴趣、经过认真思考的知识才会在脑中积累下来。要做到这一点并不难，只要有心并养成习惯，则其结果将是必然的。
2 辩证法为我打开了一扇新的窗子
我喜欢读课外书的学习习惯到大学时期便成了积极参加课外活动了。记得在大学二年级时，我参加了关于“电磁场本质”的课外科技活动。这是关于物质的本质的学习，在有些人看来，电磁场的出现使物质“消失”了。为了讨论这个问题，我特别学习了自然辩证法。我很喜欢看老子的《道德经》，辩证法的思维方法为我打开了一扇新的窗子，一个人如果没有辩证思想，不仅在科学上难以登堂入室，在生活上也难以经受挫折。辩证法的思想使我理解了成功与失败、上升与下降的辩证关系，使我能坦然面对失败，也重视从失败中学习。当顺利、上升时，我往往意识到危机，同时为下一个飞跃做出部署。我往往能从大处、整体去分析观察一个问题，从发展、变化的观点去看待新的技术与潜力。这都在我日后的工作中发挥出难以想象的作用。将辩证法思想与研究工作自觉地结合，这也是我在大学时期最重要的收获之一。
大学毕业后我有7年时间从事科研工作，在实践中摸索，边干边学，学到了在书本上学不到的东西。重视实践提出的问题，研究的成果要能应用于实际，了解书本知识与实际的差距等等，这些认识和体会都是在这段时间学到的，我也是这样逐渐成熟起来的。探求未知和好奇是我一生的兴趣与追求，也是形成思维方法的无穷的动力。
3 开阔眼界，登高望远
随着涉猎知识的增多和涉及的领域逐渐扩大，我的见识也在不断增长，发现很多事情具有类似的性质，不同领域间具有内在的联系，我的眼界也随之渐渐开阔，对学科界限和学科发展的理解和认识也有豁然开朗的感觉，并且渐渐有了自己的见地。
我在大学时学的是自动控制，毕业后搞了十多年电子学与数字控制。1959年我参加了我国首台机床程序控制计算机的一些维护与运行工作。虽然当时清华的一批青年对程控计算机知之甚少，但一群敢想敢干的年轻人经过一两年的奋战，也可自己设计、制造程控计算机了。这对于我进一步解放思想、敢想敢干起了很大的启发作用。接着我带领研究生研制出我国首台钻床程控计算机并投入了生产。
四、MIT进修两年
1978年，我通过了考试成为第一批赴美访问学者，有机会到美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）进修。由于一些其他原因，我的研究方向从电子学转到了信号处理领域。我虽然在MIT只待了两年，但有很多收获，最重要的是拓宽了眼界，同时也让自己进入了新的研究领域，找到了新的方向。