1986年6月,我在参加悉尼大学毕业典礼后立即动身回国,7月回到北京。1991年11月,赴美国参加天文数据处理国际会议,随后参加哈勃空间望远镜图像处理的研究工作,继而技术移民加拿大。在海归5年半的时间里,我做了两期博士后,每期2年。第一期在北京天文台,第二期在清华大学无线电系。
一.
悉尼大学毕业后回国的预定目标是在北京天文台做博士后。但是,在一些朋友和校友的建议和帮助下,我还是到其他几个单位了解情况,看看有无更好的去处,包括:清华大学无线电系(电子工程系),邮电部邮电科学研究院,北京邮电学院。最后的结果还是天文台。作这个决定是基于这几个考虑:(1)我出国前是北京天文台的研究生,在悉尼大学的研究课题是最大熵方法在射电天文中的应用。天文台有我的导师、老师和同学。(2)儿子从澳大利亚回国,必须让他上一所好的小学。做为科学院职工的子女,可以上中关村一小,二小,或三小。(3)当时的工作人员还是“单位所有制”,不可以随意流动。博士后流动站的研究人员是例外,两年后“出站”,可以再做一期博士后,或自由找工作。(4)博士后的待遇不错。按照我的资历,每月工资90多元。博士后津贴是每月100元。此外,还可以申请博士后研究基金(最多10000元加上2000美元),个人专用。
1986年10月,我正式成为北京天文台的博士后研究人员。所谓研究工作,就是自己选题,愿意干什么就干什么。我没有参加天文台的任何研究项目,只是想利用这段自由时间,系统总结过去的最大熵方法研究成果。
(1)我向天文台表示愿意去科学院研究生院讲课。有一天,天文台研究员胡景耀领着研究生院电子部主任李象霖到办公室找我,商谈讲课事宜。谈妥后,我在1987年1月收到研究生院的聘书,聘请我为兼职教师,讲授最大熵方法,一个学期40个学时,从1987年2月至7月。第二年,1988年1月,我收到同样的聘书,又讲了一个学期的课。研究生院已经从肖庄迁到玉泉路。有研究生院的专车来往于中关村和玉泉路之间(约15公里,行车20多分钟),接送科学院的兼职教师。每逢有课,下午一点多,我到中关村体育场南门口等候专车(面包车)。专车有时还绕道清华,接送清华的兼职教师。
在科学院研究生院讲课,起了很好的作用。一方面,促使我系统总结最大熵方法。我在读研究生期间,心思集中在新东西上,即所谓的“原创性”。现在不同了,我要面对学生,必须从最基本的东西讲起,循序渐进,一步一步地引向新成果。上课是每周一次,每次2小时。我开始写讲稿,包括一些投影仪胶片。一般情况下,准备好下周和再下周的讲稿。第一年(学期),因为是第一次讲课,写原始讲稿,工作量很大。第二年是修改讲稿,就容易多了。另一方面,这个课程对于传播最大熵方法,起了良好的作用。
我总共讲了3年(即3个学期,包括后来在清华做博士后期间1990年)课。总共有49位学生,来自科学院各个研究所(大气所,空间中心,物理所,电子所,自动化所,半导体所,研究生院,声学所,高能所,计算所,地理所,天文台,科仪厂)和其他一些单位(海洋局,地震局,航天部,计量院)。虽然不能说是桃李满天下,但起码可以说是桃李一箩筐。
讲授最大熵方法,没有教科书或参考书。研究生院复制(影印)我的英文博士论文,作为参考书发给学生,每本收工本费2元。每次讲课开头,是“5分钟英语”,用英语总结上次课的内容,介绍本次课的内容。讲课用汉语,术语主要用英语。但是我在黑板上从不写中文,只写英文。这种教学方法很受学生欢迎。学期结束,开卷考试,2小时。学生可以带任何书本、笔记,但不可以看别人的答案。考试题是英文,学生作答可用中文或英文,没有限制。课程评分标准是:只要参加听课和完成作业,最后参加考试,底分是4分(良好);考试成绩好的,给5分(优秀)。所以,大部分人是4分,少数人是5分。只有一人例外。这个学生缺一半的课,不做作业,考试时连题目都看不懂,5道题全都不会做,交了白卷。考试完毕,他找我打听情况。我告诉他,有两种选择:课程评分3分(及格)。如果他认为评分太低,我可以把他的名字从选课记录中注销,不留下低分记录。结果,他选择了后者。
(2)在天文台做博士后期间,我在IEEE Transaction on ASSP(国际电气与电子工程师学会,声学、语音、信号处理专刊)上发表了2篇论文。一篇是“Properties of power spectrum estimation in the MEM”(最大熵方法功率谱估计的性质),发表于1987年9月。另一篇是“An iterative algorithm for power spectrum estimation in the MEM”(最大熵方法功率谱估计的一个迭代算法),发表于1988年2月。听起来不错吧,在IEEE上发表了2篇论文。可事实是,我在悉尼大学读研究生期间写成这2篇论文,分别在1985年11月和10月向IEEE投稿。通常,IEEE审稿过程严格而缓慢。(我在IEEE上的第一篇最大熵方法论文,是1982年2月投稿,1983年4月发表。)因此,严格说来,这2篇论文不能算是我的博士后研究成果,属于“吃老本”。
(3)我虽然没有参加天文台的研究项目,但是经常参加学术活动。有一次在天文台会议室参加红外天文的硕士论文答辩。该研究生用投影仪展示了很多很复杂的数学公式,不说明是引用的还是原创的。我们几个听众低声议论,如果是原创的,都够博士论文水平了。后来我特地去看他的硕士论文。同样地,没有明确说明是引用的还是原创的,但是从上下文以及列出的参考文献可以肯定,那些很复杂的数学公式是引用的。我由此联想到一个问题,国内为数不少的文章,有意或无意混淆“引用”和“原创”,产生剽窃之嫌。不过,我认为这位研究生是基本训练不够,不知道明确区分“引用”和“原创”的重要性。
有一次在天文台会议室参加射电天文的博士论文答辩,该研究生是我的师弟,课题是综合孔径射电望远镜的相位自校准(Phase self-calibration),其中的关键技术之一是快速傅立叶变换。师弟讲解完毕,轮到答辩委员提问。答辩委员之一是科学院电子所C所长。C所长的问题是:在计算中如何保证傅立叶变换收敛而不发散? 师弟听了,一时答不上来,会场寂静了10多秒钟。我心想:电子所所长居然问这个问题,于是只好发言,为师弟解围,也为打破会场的尴尬冷场,说道:这里用的是有限长度离散傅立叶变换,不存在发散的问题。 会后师弟对我说:我根本就没有想到会有人提这种问题,当时就懵了。谢谢你给我解围。 我由此联想到另一个问题,国内有些单位,在聘请研究生论文答辩委员时,聘请职位高(电子所所长)但不熟悉有关研究领域(射电望远镜)的研究人员,而该研究人员欣然接受,结果是外行评审,走过场,而且问些不着边际的问题,闹笑话。
(4)中国的博士后制度是根据李政道教授的建议建立的。中国高等科学技术中心(世界实验室)也是根据李教授的建议建立的。中国高等科学技术中心(CCAST,China Center of Advanced Science and Technology)于1986年10月在北京建立,李政道教授任中心主任,周光召教授任中心副主任。刚开始时,中心办公室设在三里河科学院内,只有一个分中心即理论物理分中心(后来陆续建立了凝聚态和辐射物理分中心、高能物理和同步辐射分中心、天文和天体物理分中心;中心办公室迁到中关村)。中心研究成员分成两类:特别成员(Special member)和一般成员(Regular member)。我申请后在1987年5月收到由李政道教授签名的聘书,被聘请为理论物理分中心一般成员,任期从1987年7月1日至1988年6月30日(一般成员有任期一年的限制)。有意思的是,聘书是用英文打印的,李政道教授的签名却是中文。随后收到的成员名单表明,理论物理分中心第一任期的特别成员有13人,一般成员有20人。
中国高等科学技术中心的一般成员,任期一年内可以收到4000美元的研究津贴(Research stipend),其中3000美元由个人支配,500美元交给CCAST中心,500美元交给所属单位(Home institution,对我来说就是北京天文台)。每个季度开始时,每人收到一张瑞士银行的1000美元支票。当时中关村附近只有一个中国银行支行可以储蓄美元,位于五道口的北京语言学院内。于是,在每个季度开头的几天里,我们都去那里的中国银行。人数次数多了,银行营业员知道我们都是高等科学技术中心的成员,一见我们就笑嘻嘻的说道:又来了!
中国高等科学技术中心有时举办学术讲座。记得去参加过一次李国杰博士(中心一般成员,计算所博士后)的并行计算机讲座。我应邀作了一次最大熵方法讲座,引起郝柏林教授(中心特别成员,理论物理所研究员)的兴趣,建议我写书,并向蒋伯诚教授(国防科大,“计算物理丛书”编委)推荐。我因此而决定写一本最大熵方法的书,着手这一宏大的工作。
二.
在完成北京天文台博士后研究工作后,1988年10月,我转入清华大学无线电系(电子工程系)做第二期博士后研究工作。我到清华无线电系继续做博士后,是基于这些考虑:(1)流动性。我喜欢流动性。再做一期博士后,可以把挑选最后工作单位的决定推迟。(2)变换研究方向。从天文台到无线电系,可以把我最擅长的最大熵方法和图像处理研究从虚无玄妙的射电天文转到人间的实际应用。(3)清华的工作和生活条件很好。没有想到,由于1989年突发事件的影响,我最终又回到了天文台。
(1)我去清华无线电系的手续是副系主任陆大经(纟金)教授帮助办理的。我属于信号处理与检测教研室(原名“雷达教研室”依然通用。无线电系另有一个“图像处理教研室”),时任教研室主任孟宪元(副)教授是我的直接上司。茅于海教授是我的“老板”。茅老师极力主张我搞合成孔径雷达研究。他对我说:你搞合成孔径雷达,再合适不过了。你(原来的研究)又是合成孔径(天文界称综合孔径)射电望远镜,又是图像处理,又是最大熵。 而我也对合成孔径雷达很有兴趣,一拍即合。这里顺便说一下,合成孔径雷达是“863”计划的一个重要项目。(“863”计划即1986年3月提出并得到批准的“高技术研究发展计划”。)当时有8个科研单位和大学参与。清华不在此列,但试图挤进去。
(2)到清华后,我辞去了科学院研究生院的兼职教师工作,打算在无线电系开设最大熵方法课程。结果出乎意料,系里对此课程不感兴趣。1989年,我与李象霖老师联系,在12月收到研究生院的聘书,再次到研究生院讲授最大熵方法,一个学期,从1990年2月到7月。这次讲课与前两次没有什么不同,只是等候接送兼职教师专车的地点变成清华西门内的马路边上。通常,面包车里有十几、二十位乘客,绝大多数是来自科学院各个研究所的兼职教师,讲授的课程五花八门,教学方面没有交集。但是,一路上还是热热闹闹,话题是89-64,看法一边倒,有时司机也参与议论。记得有一位女士,大骂“八老”,说薄XX最坏。
(3)经过充分准备,1989年4月,我在系里做第一次开题报告。在一个大教室里,我在讲台上讲解合成孔径雷达的基本原理,台下有二十几位听众。原定两周后做第二次开题报告,因为学潮兴起而被取消。这次合成孔径雷达研究被迫中断。没有想到的是,8年后在加拿大,才实现我研究合成孔径雷达的心愿。1997年11月,我到多伦多一家公司从事合成孔径雷达算法的研究和发展工作,任职Project scientist(项目科学家),当年学到的合成孔径雷达基本原理派上了用场。我对合成孔径雷达进行深入研究,终于成为合成孔径雷达图像处理专家。这是后话。
学潮愈演愈烈,我也卷入其中,并受到追查。最终,我在系里无事可干,决计去科学院避风。从8月开始,我每天到位于中关村的理论物理所上班,当客座研究人员,骑自行车10多分钟就到。我只是有时回清华无线电系看看,领工资,查信件。我的大部分时间用于写最大熵方法的书稿。中国高等科学技术中心的计算机房设在理论物理所楼里。我可以免费使用VAX-8550计算机(在当时算是很好的计算机)。机房的管理人员是留美归国博士王垂林和刘森,很是友好,给我提供各种方便。我为书中的算例做了大量计算,用激光打印机打印高质量的插图。
写书的工作量巨大。妻子与我讨论一些问题,并帮我誊写书稿,用20(格)x 20(格)的方格稿纸。每写完一章,我就把复印件寄给大连理工大学的王宏禹教授审阅。1990年5月,写完全书5章,我乘火车去大连理工大学,与王教授当面讨论。回来之后,把书稿做了部分修改和重新誊写,终于在6月完成最后的书稿。
1990年8月,我去参加第三届计算物理研讨会,地点在湘西索溪峪,由国防科大主办。我在会上作了最大熵方法专题发言,并把书稿交给蒋伯诚教授。1991年12月,一本354页的专著《最大熵方法》,作为计算物理丛书之一,由湖南科学技术出版社出版发行,其时我已在位于美国亚利桑那州图森市(Tucson)的NOAO(国立光学天文台)工作了。感谢国内各位前辈的提携,使我能出版这本专著,第一次向国人全面介绍最大熵方法,包括基本原理,在频谱分析、图像处理、数学和物理方面的应用,并为后来同名英文专著的写作奠定基础。
(4)我的第二期博士后在1990年10月结束。我早就拿定主意,离开清华,这是“双向选择”的结果。清华早就扬言,我不能留校;我也不愿意留在清华被穿小鞋。我的首选是北京天文台,那是我的老根据地。天文台也欢迎我回去工作。于是“双向选择”成功。
博士后出站之前,有两件事是必须做的。第一件事是做有关研究成果的“博士后出站报告”。因为我不想做这个报告而又不得不做,所以故意选取他们可能最不感兴趣的内容。我报告的两项成果是:(1)最大熵解的一致性。(2)用最大熵方法推导理想气体分子速率的麦克斯韦分布律。果然,报告中和报告后,没有任何人表现出兴趣,没有任何人提问。 第二件必须做的事是填写“博士后研究人员工作期满登记表”。这是北京博士后管理委员会发的表,内容只与研究工作有关。我在完成第一期博士后时在北京天文台填过这种表。但是,这次多了一张表,清华大学博士后出站人员政审表。清华在1989后创造了这种政审表,不愧为“党校”。我在自我鉴定一栏写了一些中性的无关痛痒的话。其他鉴定栏目,由系、校填写。我不知道他们写了什么,那些内容是不让我本人看的。
1990年10月的一天,我从清华搬出。当年的北大同学帮我找了一辆小卡车运送物品。为了运送物品的小卡车出清华校门,我到系办公室开了一张搬家证明。凭这张证明,出了清华西门。我在清华无线电系的2年博士后宣告结束。