【华夏文摘】刘平宇:上海交大、CUSPEA与我家两代人

以前我一直没有把上海交大与CUSPEA联系起来。这次当我看到李政道图书馆发出的《我和CUSPEA》文集征稿函时,我才知道原来李政道图书馆就在上海交通大学里。这一下激起了我一系列的联想。

1.我父亲与上海交大

我的祖籍是浙江省鄞县,祖父刘寅甫是清末民初的开明乡绅,他不仅在乡里发展实业,而且特别注重下一代教育。他的四个儿子都进了北京上海的著名大学,分别以文学士,工学士,法学士和理学士的学位毕业。这在当时闭塞落后的中国可谓开风气之先。据地方志载我家这一族,浙江悬慈刘氏,是七百多年前汉王室后裔自中原迁来的直传,以汉高祖刘邦为始祖。举世著名的宁波天一阁馆藏悬慈刘氏家谱对此有明晰的记录。我的父亲刘史瓒是1933年从上海交通大学毕业,当年参加了中国第一届庚子赔款留美公费生的全国考试,并被录取。下面分别是清华大学和上海交大对此事的历史记录。

liupy01清华大学前两届庚子赔款留美公费生名单

liupy02 摘自《南洋公学-交通大学年谱-1934》

1935年父亲在密歇根大学取得航空工程硕士学位。之后,他没有像一般留学生那样继续读博士学位,而是又去麻省理工学院读机械工程硕士,因为他觉得对发展中国工业而言硕士比博士更有用。这是他多年后亲自对我说的,“实业救国““航空救国”是他那一代许多知识青年报效祖国的口号和人生道路。1937年七七事变后,日本军队大肆侵略中国。面对国将不国祖国危难时刻,父亲立刻在当年就终止在美国的学业,返回中国参军抗战,以更积极的方式报效祖国。他利用自己的专业知识,在1937年秋就参与了中国第一支装甲部队的组建,随国民革命军第五军装甲部队转战湘贵川黔滇等地。在昆仑关战役中差一点牺牲于日军的炮火之下。1945年抗战胜利,父亲立刻脱下上校军装投身于经济建设,去继续实现他那“实业救国”的人生梦想。在之后的五十年人生里,他为中国的重工业建设做出了杰出的贡献。

2.我与CUSPEA

聊完了父亲与上海交大,再聊聊我与CUSPEA。我能进入CUSPEA并出国是一段险象丛生、非常崎岖、几乎是不可能的过程。

这个曲折过程好像要从我小学受的教育谈起。我记得从小学起我就被教导一个人要为大多数人谋福利,要为真理而奋斗,真理是在批判的过程中认识的,马克思主义的精髓就是批判。这就养成了我只认真理不畏权势的性格。我在学生时代就公开批判个人崇拜、大跃进、公社化对人民的危害,还自己坐火车去农村调查饿死人的实际情况。了解中国文革前后社会状况的读者都会知道,我的这种性格只会给我带来无穷的政治灾难。在文革中,我的这些批判性观点使我年轻轻的就成了“历史反革命”加“现行反革命”,经历了无数次的大大小小的“批判斗争”会。每次批斗会的主持人与“革命群众”都千方百计要迫使我认罪。可是我坚持真理尊重事实,只认错,不认罪。由于我“罪大恶极”加上“顽固不化”,被这个研究所上报到了省里的死刑名单。可想而知,我能活过文革这一事实本身就是奇迹。

可以说,是物理学家的的天真和执着帮我渡过了那段非人的日子。一次在关押期间,我隔着铁栏看到夜空中有一颗缓缓飞过的人造卫星。这一瞥竟又一次激发起了我心中对航天事业的永远的深情。第二天起,一有机会我就蹲在监房内用写“认罪交代”的纸偷偷开始我对卫星运动的物理学研究。没有多久我居然在铁窗监房内完成了一篇“地球的椭圆形状对极地卫星轨道的一级修正”论文。在监房里我还利用没有照明的夜晚去冥思一些我给自己出的物理学“难题”,譬如物理规律在时间“倒反演”(t’=1/t)下的协变性问题,时间有没有量子,等等。对物理问题的思考,不仅使我免除了对死亡的恐惧,也大大提高了我当时的生活动力和生活质量。我清楚地记得,当我完全根据自己的记忆推导出卫星轨道一级修正的解析解时,那几天真是非常愉快。

在1970年的杀人无数的“一打三反”运动期间,对我的迫害升级了。专案组的人在走过关着我的“牢房”上方的楼梯拐角处时,故意一边用力跺脚一边高声讲话:“局里的XXX已经枪毙了,刘平宇还留着干吗?”我意识到这是有意讲给我听的。他们也多次提示我只要按他们的要求“老实认罪”就可以“帮我争取留在所内”。可是我怎么能做出违背真理歪曲真相的事情呢?专案组于是每天都对我吼着“顽固不化,死路一条!”我想,这回真的到了我最后的时刻了。我独自坐在“牢房”床板上,忽然想起了狼牙山五壮士牺牲前的壮烈场面。那是我的育才小学钟国本老师教的语文课《狼牙山五壮士》中的一段课文,描写的是五壮士跳崖前的情景。我至今仍能背诵——
“班长看看天,天边烧着红云,看看坡头,坡头的岩石棒硬。 岩石边一朵红色的小野花,傲然挺立在风中,没有低头。班长拍了一下大腿,说:‘跳!’”

我也不自主地拍了一下床板,对自己说:“哼,有什么可怕的?!死就死!”我想,死也要死得更有价值点儿吧。作为一个六十年代的中国物理学人,没有比为祖国的核物理事业做贡献更诱人的事业了,我太想为祖国的核物理献身了。于是我写了一张小纸条给“群众专政组”:“不用枪毙我,节省这一颗子弹去支援抗美援越战场吧。请把我送到原子弹试验场去,我学过核物理电子学,我可以在原子弹爆炸中比猴子更好地收集数据,直到爆炸的最后时刻,为祖国的科学做出最后的贡献。”我国1964年第一颗原子弹爆炸纪录片中的猴子与实验仪器在一起的画面我还记忆犹新。在我生命的最后时刻,我想当那只猴子。

最近我读到李政道先生的老师束星北教授的一个类似的故事。束星北教授长时间以来由于政治的原因正在过着每天打扫厕所的日子,在听到中国第一颗原子弹爆炸的消息时痛哭流涕!对此我深有感触:一个懂核物理的中国的物理学家,怎么能不为自己无法对中国的第一个核爆炸做出贡献而痛心呢?我感动地流出了眼泪。

后来我虽然被放出来了,但是由于省公安机关没有给我“平反”,在那个研究所我始终生活在“反革命分子”的阴影下,处处被监视,事事受歧视。动不动就有领导把我的一举一动往“阶级斗争新动向”上扯。可是这并不能约束住我对真理的追求,对新技术的渴望。在1974年我提出用激光全息技术来测量混凝土的强度,对这种攀登世界技术高峰的创举,研究所领导根本不鼓励,以显示他对我的歧视,凸现他“坚定的阶级立场”。1975年,附近的西北大学引进了当时国内最先进的全晶体管DJS130电子计算机,出于对新技术的渴望,我立刻一有空就骑自行车到计算机机房主动参与调试与应用软件的设计。当时电子计算机设备非常罕见,我所在的研究所根本一台也没有。而且文革造成大多数人对技术的漠视,计算机人才更是非常缺乏,DJS130机房的主管对于我这种主动参与者颇为欢迎,这样我才得以参与进去。我当时对计算机的热情也是源自一个物理学家的本能,因为我知道当年美国也是由于有了先进的计算技术和强大的计算能力才造出了原子弹。之所以我要写这一段,是因为我以这种非常方式掌握的计算机技术和我后来进研究生院参与CUSPEA有意想不到的直接联系。可以肯定地说,没有我在七十年代中期业余玩当时最先进的计算机,就没有我进CUSPEA的戏!

1978年科学的春天带来的春风吹遍了中国大地。中国科学院要在全国范围内招考研究生的消息,在我心中再一次点起攀登科学高峰的熊熊烈火:我一定要去考!可是考研究生首先要有所在单位的介绍信才能报上名。如果报不上名,那就一切免谈了。为了这张介绍信我找人事科,不批准;找政工组,不批准;找党委书记,还是不批准。眼看报名截止日期已近,连张介绍信也开不出来,我感到在这个研究所里真是走投无路了!

一天,正当我觉得毫无希望、有气无力地走在路上的时候,恰巧遇到许礼深,他就是那个研究所里曾经带头给我平反的那个党员大学生。许礼深看我心事重重,一脸茫然的样子,问我“怎么了?”我把拿不到介绍信无法报考研究生一事说了说。他稍微沉思了一下,对我说:“你去找省建委主任任军试一下。”我犹豫地问:“能行吗?”许礼深不置可否地说了一句:“他爱才。”

后来我直接找到任军主任,他在毫无准备的情况下接待了我并耐心地听取了我的陈述。任军主任指示省建委政工组迅速了解了我的情况。在省建委的干预下,研究所不得不给了我介绍信。我终于在最后一天的最后一个小时里把名给报上了!

这样,我所在的研究所不得不给我一些时间准备研究生考试。从我大学毕业至此已经过了十五年了!十五年中的大部分时间我是在被迫害被歧视的环境中度过的,研究所的业务与理论物理又毫不搭界,但是十五年的荒废并没有让我气馁。我仍然满怀求知的欲望投身于理论物理的再学习之中。中国已经有十几年没有研究生考试了!我在既无老师可请教,又无同学可讨论;既无学习资料可买,也无“考古题”作参考的情况下,找出残存的书和笔记,重新学起来,并且很快地“进入情况”。我又一次为理论物理中的数学之美妙而感叹,为十九世纪物理学家的精辟思维而折服。不禁在纸上写下:“物理,物理,万物之根本道理。”

当一个人把一门“枯燥无味”的理论课学到能欣赏其中之“美”的时候,那学习就是一种享受,考试也就不大会是一件很难的事情了。

研究生考试的初试是在西安市举行的。我在初试中各门功课都考得很好,不久我得到了复试通知。我的复试也顺利通过,我知道在考场上我的口试和笔试都发挥很好。我记得在即兴论文写作中,我写道,“量子力学论证了能带理论,能带理论是半导体应用的理论基础。因此,量子力学开创了以半导体合成电路计算机为先导的人类历史上又一次工业革命。”

我信心十足地回到了西安的研究所,开始耐心地等待。我等了一个月,两个月,录取通知还没来。研究所里有一个考同济大学研究生的同事,被录取后已经去报到了,我还在苦等。9月底,我收到了科学院寄来的信,战战兢兢地把信打开一看,原来是一纸不录取通知书!看着这白纸黑字的不录取通知书,我心里一下子全凉了。我对自己说:“天哪!我真要在这‘土研究所’呆一辈子吗?”但是在我内心深处还没有全死心,因为我不相信会有人考得比我好。

正当我又一次陷入走投无路的绝境之时,国家建委的一纸通知给我开了一条活路。“一条活路”,这完全不是夸大的描述。

事情是这样的:当时国家建委通知下属研究设计单位,建委将于10月份在哈尔滨召开第一届计算机在建筑科学中的应用学术会议,希望各研究设计单位派员参加。研究所领导也想让本所在这会上有所表现,可是技术骨干们还在计算机培训班的阶段。领导出于“政治考量”,不允许让政治有问题的人掌握新技术,不让我参加这个计算机培训班。可是他们哪里会想到,我已经自学了计算机,而且能拿出一些与研究所工作有关的结果。于是我要求研究室主任派我去,他马上答应了。我进一步又要求他让我早走一天,我不要住宿补贴,他也答应了。我是要用这多出来的一天,到科学院去问问为什么我没被录取。

到了北京,一下火车我就直奔三里河科学院院部,找到教育局。当我进了教育局办公室,报出我的名字是刘平宇时,办公室的几个人几乎同时抬起头来对我说:“我们知道你。”
我有点胆怯地对他们说:“我考了科学院的研究生,可是没被录取。”
他们毫不犹豫地说:“你录取了。”还加了一句:“你考得很好,我们知道。”
我还是说:“没录取。”
他们显然认为我是在开玩笑,居然问我:“你有什么证据说你没录取?”
我拿出那纸“不录取通知书”来,他们都围上来看,然后收下这张纸,对我说,“你回去吧,我们来处理这件事。”

看来我的录取与否一事,早已惊动过科学院教育局了。教育局知道在录取我的过程中颇有周折,但是以为最后我还是被录取了。他们不知道下面的研究所招生办公室在录取过程中,在陕西省碰到了难以逾越的困难,不得不在最后关头,把我的名字拿掉了。

得到科学院教育局这几位同志的承诺,我以难得的轻松心情离开了北京,到哈尔滨参加了国家建委的关于计算机的会议。会议结束回到西安之后,我的头脑好像又清醒了一点,我不停地告诫自己:“不要高兴太早,什么事都还没有发生呢!”

这样又等了大约一个月,1978年11月的一天,我终于收到了科学院的研究生录取通知书。我拿着印有大红标题的中国科学院研究生录取通知书给我的父亲和母亲看,他们露出了难得的笑容。我知道在那个时代,研究所强加于我的“反革命罪行”,给全家每个人都带来灾难性的影响。我亏欠父母甚多,现在终于能让他们有笑容了。我也怀着感恩的心情想起了科学院教育局的那几位同志,是他们认真负责的工作态度使我重新得到录取。同时我也感悟到,如果前几年我没有自己到西北大学自学计算机并参与调试机子编写程序,我就不会有机会参加国家建委的在哈尔滨举行的第一届计算机在建筑科学中的应用学术会议,就不可能及时顺路上访科学院教育局,根本不可能得到再录取!

对此我感叹道:世上的事情有时就是以这种人们无法料到的线索联系起来的啊!

1979年初,著名的李政道教授来到研究生院讲学。李政道教授的名字对我们学物理的人来说真是如雷贯耳,我尽最大努力去听李先生的每一门课和每一个学术讲座。有一天忽然看见陈成钧等五位同学在一个教室里考试,听同学说这是李先生安排的美国研究生考试。看到有同学可以出国留学,我心中暗暗羡慕。可是马上告诫自己:不要有非分之想!出国的事儿永远不会和我有任何缘分。当了十来年的“反革命”,还没正式平反,就想出国留学?哪儿有这样的好事?

没想到当年秋天,李先生公开招考美国大学的研究生。当我知道我也可以报名参加考试时,虽然心里还是很虚,但还是报了名。不过我对自己说:别抱太大希望,考考试试吧。考试那天,除了研究生院的考生外,还有其它大学来的考生,坐满了一个大教室。当我听说考生中还有兰州大学的讲师时,我就更觉得自己没什么希望了,因为大家都知道兰州大学的核物理专业很厉害。我自大学毕业以后在物理方面完全荒废了十几年,人家虽然也经历文革的摧残,好歹也在大学物理系。我实在没实力和人家比。最后我对自己说:“平常心吧。”在考试中我一点儿也不紧张,把会做的题答了就交卷走人了。没想到在宣布结果时我居然考中前十名。

李政道博士建议科学院把前十名都送去美国深造,并给安排了学校。当征求我的个人意见时,我能有什么意见呢?一个曾被“工宣队”当作死刑犯的人,现在作为中国最优秀的物理研究生被国家送出去留学,这是何等不可思议的变化呀!所以,当研究生办公室的老孙把我找去跟我说:“小刘,严老要你去犹他大学,你有什么意见?”我当然没有任何意见。老孙,就是研究生办公室的孙景才老师,由于他事无巨细对大家的照顾非常亲切周到,同学们都称他为“咱们的老孙”。老孙说的严老,是指当时中国科学院的副院长兼研究生院院长的严济慈先生,他是著名的物理学家。李政道博士随后在科学会堂请我们十人吃了一次饭,在饭局进行当中对我们每一个人做了英语面试。他亲切近人的作风给我们留下了极为深刻的印象。

在1980年从科学院出国,是一件相当荣耀的事情。我们几乎不用自己去办任何事,科学院外事局把该办的事都办了:给你把护照办好,机票买好,发给你置装费,还派车送你去和美国领事面试。可是,事情到了我这里又卡壳了。原来当时办护照要先经过政审,而政审则必须要有个人档案。在科学院研究生院的八百多名研究生里,只有我没有档案。因为陕西省还要保留我的“反革命分子”档案。按规矩,没档案就不能政审,就拿不到护照,出不了国。科学院这次又给我开了绿灯,研究生办公室的老孙又找到我,他说:“陕西省不给你调档案。严老说了,‘没档案,就不用政审了,直接给他办护照出国吧。’”我当时感动得不知说什么好了,因为在当时的中国,“调档政审”是考察任何一个人的最起码的条件。特别是对出国人员,政审合格是一条不可或缺的基本条件。严老给我把政审免了!可以说,严老为了我能出国做出这样的决定,是冒着很大的政治风险的。这一果敢决定充分表达了老一代科学家对CUSPEA的大力支持。我没有机会对严老当面表达我的衷心感谢,严老于1996年去世了。但是在2019年的CUSPEA西安研讨会中我终于找到机会向严老的孙女严惠英女士当面表达了我对严老的崇敬和感谢。会议的主办者知道严老对我的恩情,还特意在开幕式上安排严女士和我一起进入主席台。下图是会议期间我和严女士的合影。

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如果说1978年考上科学院的研究生是我人生一个重大转折,那么1979年考上李政道教授的出国研究生更是我人生的一个更重大的转折,因为太多的事情发生在出国以后。李政道教授是在1980年正式启动CUSPEA (China-U.S. Physics Examination and Application),因此我们1979年考试的这一批出国研究生被称之为preCUSPEA。下图是preCUSPEA名单(取自CUSPEA联盟网站)。

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1980年八月,我到美国犹他大学物理系报到。第一件大事就是博士生资格考试,就是常说的qualify。借助在中国的preCUSPEA考试的冲劲儿,我驾轻就熟不仅顺利地考了第一名,而且分数之高把其他考生甩得远远的。以前物理系从来没见过中国大陆来的研究生,一般都是台湾来的研究生qualify考得最好。现在我的成绩把那些台湾研究生吓到了,而且一个传言“大陆物理研究生真厉害。Qualify考满分!”传到各个系去了。不久,物理系的台湾研究生都转到其他系去了。

没有想到,关于我的“Qualify考满分”的传言延续到35年以后。那是在2015年秋天,我和太太参加了一个旧金山湾区华人Bus旅游团。由于天气好加上景点选得也好,大家一路上兴致很高,说笑不停。第二天,我们的前座忽然站起来转身问我:“你是不是从犹他来的?”我说“是”。他紧接着就问:“你是不是叫刘平宇?”对于一个我素不相识的人能叫出我的名字,我大为诧异,问他:“你怎么知道?”他说:“你Qualify考满分。”我猜出他说的是犹他大学物理系的博士生资格考试,于是纠正他说:“没有满分。满分是200分,我考了197分。”他说,当时传到他们系台湾研究生那里就是“大陆物理研究生真厉害。Qualify考满分!”他还特地由物理系台湾同学指点从侧面看过我,所以能认得我。我说:“我老了很多了。”他说:“你笑的样子没有变。”

之后连续几年犹他大学物理系每年都接收CUSPEA的研究生。在美国各大学的CUSPEA研究生那时相互联系还是蛮多的,李政道教授也经常以各种方式关心我们。记得是在1982年我收到在哥伦比亚大学的CUSPEA同学的通知,李先生要我们每个人的简单信息。为此李先生亲自做了信息登记表,希望我们每个人都亲自填写后寄回去。我就把盐湖城的CUSPEA同学挨个找到,填写完毕寄回哥大。由于我对CUSPEA非常有感情,后来我要主持登记的同学把完成后的全部CUSPEA同学信息表给我一份。他们真的给我寄来了,整整一百页!我珍藏至今。下面是这份文件的照片,封面写的是“中国留美物理研究生(1979,1980,1981 Cuspea名册 100页)”,可以看见第88页是犹他大学物理系的部分研究生名字。

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我的博士研究课题是有关放射医学领域的心脏血管造影,我设计的自适应滤波器极大地提高了心脏血管造影的清晰度和对比度,很快就被应用于临床。指导教授对我的工作非常满意。

1985年我拿到了博士学位,指导教授主动为我介绍了一个医学成像研究方面的工作。由于专业对口,又有教授推荐,因此很快就拿到了offer,而且薪资也很高。可是我有一个自小就有的航天梦,从来无法实现。现在我觉得我可以试一下了。于是我到图书馆从报纸堆里翻工作广告,终于发现一家航天公司正在寻找一名物理学家。我背着教授给这家航天公司寄去了求职信,并得到面试机会。面试的主管看了我的简历,知道我从来没有任何航天方面的学习和工作经历,一开始对我并没有很高的期待。可是面试中发现我对航天科技基本知识了解还挺全面,开始对我产生了兴趣。当他最后问我要多少工资时,我的回答让他大为感动,因为我说:“给多少我都来!”

公司给了我比医学成像研究工作低得多的工资,我二话没说,立刻回信接受Offer。我心里非常激动,因为我终于得到了几十年来梦寐以求的航天工作!我知道我伤了指导教授的心,对他说了对不起。

到航天公司上班的第一天,主管和我简单谈了要解决的问题的概况。他告诉我这是一个很关键的产品,美国最先进的军用飞机和航天飞机都用它。可是目前成品率很低,生产周期太长,导致生产成本过高。由于这个产品关联到公司好几个大的国防合同,又不能放弃这个赔本的产品。几年来为解决这个问题上了几组高级工程专家,没有一组能解决这个令公司上下都头疼的技术难题。这次找到我这个物理学家,是公司的又一次尝试。然后,他把上千页的文件往我桌上一放,说:“研究它吧。”

我抱着这一大叠文件仔细研读。经过几天初步研究,我发现这是一个牵涉电子学、材料力学、弹性力学、热物理学、数学最优化,以及计算机程序设计的综合问题。一个仅有一门专业知识的人是无法把这个问题妥善解决的,而我,虽是一个专业物理学家,但是确实学过许多其他专业的知识,所以倒是具备条件的。在我大学刚毕业进入的那个让我倒了一辈子霉的研究所,由于工作的需要,我曾经深入地学习了热物理学、材料力学和弹性力学。我在大学也学过核物理电子学,自己还动手组装过两波段超外差收音机,电子学对我根本也不是个问题。在西北大学和犹他大学,我还把我的编制计算机程序的能力着实地训练了一番。我确信,这是一个能充分发挥我知识面广的特长的好课题,一定要做好它。

我用物理学家的典型方法,首先透彻地理解和分析这个综合问题里的每一个环节,把有关的电子线路分析、弹性力学和热物理理论都了解清楚,然后构造出完整的物理模型,再以此建立严密的数学模型,写成FORTRAN语言的程序,经过最优化,得到最好的解决方法。在那段独自潜心分析研究的时间里,我一头钻进理论分析,公式推导,实验设计和验证,以及计算机检验的工作之中。面对庞大的数据分析、公式推导和计算机程序编写的工作,有时我一整天都没说过一句话。一次下班时,我曾经一边走路一边自言自语地问自己:“还会讲话吗?”

经过两个月坚持不懈的努力,我终于解决了这个让公司为难了几年的技术难题,保证了这一重要器件在整个军用温度范围(零下55到零上120摄氏度)内保持0.02%的精度。这是万分之二的精度!这是一个令全世界的同行都羡慕的精度!由于这个超凡的精度,此器件持续地使用于美国最先进的军用飞机和航天飞船上,包括我所熟知的F-14,F-16,AV8B, B-1B,AWACS等军用飞机。我的工作不仅提高了产品精度,而且大大缩短了生产周期,降低了生产成本。我也因此成就而获得公司的嘉奖,嘉奖书中写道:“平宇的工作极大地提高了产品质量和生产效率。平宇总是能在一接触问题时就提出正确的解决方法,节省公司很多研发时间和资源。”

看来,我采用的物理学家的方法是很有效的。所谓“物理学家的方法”,是指对任何具体问题我都不是试图马上找出解决方法,也不急于求成地不停地做试验。我首先要找到该问题的最基本的科学本质,把有关的各个学科的学问做透,从而透彻地理解问题,制作出最精密的数学模型,经过最优化,找到最好的解决方法。在这个基础上,做一两次试验就可以很顺利地解决问题。当有一次我和一位企业家交谈时,我把我的特点归结为:“我从任何东西都能做出学问来。”他立刻加上一句:“我们希望从任何学问里都能做出东西来。”我非常钦佩这位企业家的敏感,同时也让我看到了我自己的短处。

正当我在航天公司工作得有声有色连升三级之时,我的博士论文指导教授来找我同他一起工作。原来他到了印第安纳大学医学院开创一个新的医学成像实验室,需要研究人员,第一个想到的就是我。当他来找我时,我告诉他我正在参与为最新型波音客机使用的客舱空气含尘量测试仪的研制工作,我提出用激光为测试源,并完成了极为复杂的激光散射理论计算。当我把计算草稿給他看时,他非常激动,并大声说:“这就是我要的!”并主动告诉我他要与系里商量让我直升副教授。后来我了解到,他要开展的新成像模式叫光声成像,与激光散射有某种内在的物理关连。而且光声成像确实是一个全新的技术领域,有很多开拓性的工作需要有人去做。做开创性的工作,对CUSPEA人来说有着特别的吸引力。我动了心。

在美国职场有一条不成文的共识:从学术界转工业界容易,从工业界转学术界难。而跳过助理教授直升副教授更是难上加难!我怀疑我能完成这个华丽大转身吗?

不久,真的有点不可思议,印第安纳大学果真给我发来了副教授Offer!我接受了,恋恋不舍地离开了航天公司。我心底里对自己说:“谢谢CUSPEA,你终于让我实践了我儿时开始的航天梦。”

我放弃了刚得到的舒服的航天公司的工作,1992年开始了在印第安纳大学医学院为开创光声成像技术的拼搏。光声成像是一种全新的成像模式,当时既无现成的设备可用,也无完备的成像理论可以借鉴。怎么办?我还是用我的老方法:先解决最基本的物理问题,列出一切有关的方程,根据它们的联系创造出为这个新成像模式的成像理论。在医学成像领域,x-光CT成像的理论是Radon变换,核磁共振成像理论是傅里叶变换。那么光声成像的理论是什么呢?

经过几年的磨练和尝试,我终于创建了光声成像的理论,并命名为P-变换。这篇首创性论文,“The P-transform and photoacoustic image reconstruction”发表于1998年的Physics in Medicine and Biology杂志的第43卷667-674页。由于我对理论的偏好,在创立了P变换这一新的应用数学概念和理论体系后,我没有特别关注光声成像的设备制作。只知道由于光声成像没有致电离辐射,因此它应当是最佳乳腺癌早期筛检手段,对于乳腺癌的防治有积极作用。

2004年我在斯坦福大学工作期间,于SPIE的第49届年会上作为第一作者发表了一篇理论性文章,“Unified imaging theory for x-ray and acoustic computerized tomography”。此文从数学上证明了,用于X-射线CT成像的Radon变换,实际上正是光声成像的P变换的一个特例,从而把两种物理上截然不同的成像模式统一在同一个成像理论的框架里。CUSPEA学者对理论的精益求精的精神,正是我们从CUSPEA创建者李先生那里传承过来的好学风。

下面是这两篇文章的首页照片。

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在斯坦福大学工作期间我是在放射肿瘤系做放射物理的研究和治疗,为许多肿瘤病人制定过约两百多个放射治疗计划。在治疗和研究工作中,我意识到如果设计出一种软件能从病人的CT图和X射线投影图自动找出肿瘤,那么就会使每个病人的放射治疗计划的制定过程加快很多。我使用“非线性扩散方程滤波器” 来处理二维图像,取得了很好的效果。这就是最早的自动图像识别程序,为最早的人工智能开了路。在此基础上,我与斯坦福大学数学系等研究人员一起发表了关于早期图像识别的理论开发工作的论文。下图是那篇论文的网路记录。

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行文至此,大概把我在CUSPEA精神鼓舞下在医学物理,应用数学和航天科技等方面的主要经历说完了。退休以后我还积极参与了地方的教育工作和中文推广工作。下图是“星岛日报”旧金山湾区地方版关于我参选教委的报道。

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2017年我获选参加了国内一档益智答题节目——江苏卫视的“一站到底”。我被“机器”挑中作为该场第一个挑战者出场。主持人在介绍我时特别提到了我们CUSPEA的创办人李政道教授。还好,我没给CUSPEA丢人。我连续战胜三个对手无败绩,这时主持人给了我一个选择:“你现在可以选择继续挑战,或者带着奖品离开。”一听我可以选择休息,我顿时觉得自己又累又饿,两腿发软。原来我刚从美国直接飞回来,还没倒过时差来。于是选择了带着奖品离开。在赛后的参赛者聚会上,这些年青人都说赛前做了好多准备,读了好多“宝典”,记了好多答案,可是成绩还是不理想。于是来问我,“你战绩这么好,是怎么准备的?”我想了一下,自己根本没准备,就老实地对他们说:“我想记的记不住,可是想忘的忘不掉。”引起哄堂大笑。年纪大了,确实记不住新东西。在这里,我愿意把节目中主持人提到李政道教授的镜头放在这里与大家分享。

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3. 我与上海交大

多年以来,我只知道我生在“法国人医院”。我出生于抗战之中。那时母亲追随父亲在西南抗战。为了生下我并让我得到好的照顾,母亲从抗战前线经香港乘轮船到上海,在上海的法租界医院把我生下并把我交给我的伯母,又回去参加抗战了。

最近才知道原来这所“法国人医院”就是原来的广慈医院,现在的上海交通大学的瑞金医院!这使我家和上海交大又多了一层亲密关系。下图是我出生的“法国人医院”的照片。

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我的出生地:原广慈医院,现上海交大瑞金医院

最新的报道又说,CUSPEA之家也在上海交大。作为CUSPEA学人的我,与交大又多了一份感情。我愿意把我珍藏的前三年的CUSPEA同学登记表捐献给CUSPEA之家,或李政道图书馆。如果把这上百页的由李先生和那么多CUSPEA学者的亲笔故纸放在玻璃框内,在一间充满学术气味的房间的墙挂上一圈,那是一道多么令人回味的风景线啊!

同时,我希望CUSPEA之家能邀请有医学物理医学成像肿瘤防治经验的CUSPEA学者和有关专家,在合适的时候审阅一下我在1998年发表的那篇“The P-transform and photoacoustic image reconstruction”论文。在这里恕我加几句不该说的话。有一位从事医学物理的朋友曾经和我说过,那篇文章有诺奖缘,因为有三点很强的理由。1.理论的独创性。2.依此理论做出的系统应当是最安全的乳腺癌早期普查手段。3.乳腺癌是全世界妇女健康的最大危害之一,而早期诊断可以大大提高乳腺癌患者的存活率。我希望CUSPEA之家能主持审阅这个课题。

说明:本文是作者为《我和CUSPEA—CUSPEA学者文集》一书所撰原稿,经删节后刊载于上海交通大学李政道图书馆所编之《我和CUSPEA—CUSPEA学者文集》(由上海交通大学出版社在2023年11月出版)。

作者投稿

华夏文摘第一七二七期(cm0524b)

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