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【陕西日报】走近2017年基础研究重大贡献奖获得者徐宗本

来源:陕西日报 日期:2018-05-24 09:18 浏览量:

基础研究是科学之本、技术之源,是科技创新的核心动力。省委、省政府历来高度重视基础研究工作。2016年,我省首次开展基础研究重大贡献奖的评审奖励。2017年是我省第2次开展基础研究重大贡献奖评奖工作,经答辩评议、实名投票表决,徐宗本院士和陈志南院士均以全票通过。5月22日,陕西省科技奖励大会表彰了2017年基础研究重大贡献奖获得者。徐宗本和陈志南两位科学家长期从事基础科学研究工作,在各自的领域取得了突出的成绩。5月23日,陕西日报以“走近2017年基础研究重大贡献奖获得者”为题对他们的主要成就进行了报道,现将徐宗本院士的报道转载如下:

徐宗本:高举“数学技术”大旗

陕西日报记者 张梅

“大楼门口挂了一块牌子——‘数学与数学技术研究院’,这就说明了我的研究方向。我希望通过自己的努力,使数学技术能够直接应用于实际,服务国家建设。”

说起自己的研究方向,中国科学院院士徐宗本开门见山。他认为,从纯数学到数学技术是一种新的理念。40多年来,他围绕这一理念,致力于使数学成为一门真正的技术。近年来,他更是高举“数学技术”的大旗,努力在中国建立起叫响世界的数学技术学科。

做最基础的研究

做过核磁共振的人都有体会,在封闭狭小的磁共振室中容易引起人强烈的不适感。“这里边有一个最基础的科学问题,就是核磁共振系统扫描成像的算法落后。这也是信息技术领域的一个基础问题。”徐宗本介绍说。

徐宗本提出的稀疏信息处理L(1/2)正则化理论,正是源自他对这一基础问题的思考,被认为是信息技术成像算法的一项突破。扫描和成像是相机、雷达等信息获取设备的两大关键问题。无论哪种信息获取设备,首先要进行采样。机器的采样需要足够密集,达到人眼的分辨界限,成像才能被人眼识别。采样越多识别度越高,成像越接近原始状态。“这对相机而言,就是像素越高价钱越高。但对雷达来说,需要采样的信息越多,意味着雷达越大、载重增加,飞机难以承受。同时,采样信息传输时过于密集,也会造成信息通道阻塞。”徐宗本说,如何不用密集采样还能得到高清晰度照片,是信息科学领域研究的一个基本问题。

2007年前后,国外兴起了压缩感知理论,被认为是信息获取理论的革命。但是,由于其算法复杂,一直没能突破一些基本难题,无法实现应用。

在此基础上,徐宗本突破压缩感知理论的研究框架,提出了稀疏信息处理L(1/2)正则化理论,证明了其效果,给出了公式,进一步提出了降低复杂性的成像算法。这一理论被应用到雷达系统中,在世界范围内首次实现压缩感知理论在实用技术中的成功应用。目前,这一理论已经在世界范围内被广泛应用于核磁共振、天文、遥感等30多个研究领域。

“徐—罗奇”定理是徐宗本在数学领域的又一项重要理论突破。该定理建立起了适用于复杂环境的全新几何架构与数学推演工具。在此基础上,机器学习发现并被证明,神经网络与模拟演化计算中的一些难题迎刃而解。

享受数学的乐趣

在徐宗本看来,他的成果都来源于长期的积累和沉淀。这个过程艰辛漫长,要吃常人吃不了的苦。

1973年,从秦岭大山走出来的徐宗本,怀着“学好数理化,走遍天下都不怕”的朴素理想,进入西北大学数学系学习。“18岁之前,我没见过汽车。除了数理化和文学,其他什么也不知道,我不可能选择其他专业。但是,既然我选择了,就得干一行爱一行。”

1976年从西北大学数学系毕业后,他被分配到西安交通大学任教。在这里,他一步一个脚印,开始了艰难而执着地向数学王国高峰攀登的历程。

几十年的时间里,他像一台不知疲倦的机器,除去吃饭、睡觉,其余时间基本都在图书馆度过。他不停计算,写满数学公式的废纸装满了一筐又一筐。多少个夜晚,他或者因为计算进行不下去而辗转难眠,或者因为一个灵感迸发而兴奋地睡不着。深夜中,他常常翻身而起,伏案演算。

有一年春节前夕,徐宗本赶写论文,将妻子孩子打发回了娘家后,便一头扎进公式堆中奋战了好几天。大年三十晚上,当外边的鞭炮声响成一片时,他才猛然惊醒。回头一看,桌上是自己的年夜饭——一碗玉米糁和一碟咸菜。

学数学很苦,但也有乐趣,徐宗本一直在享受着这种乐趣:“数学讲究简练、讲究逻辑,有着很多‘美’。它用简练的公式表达复杂的现象,带给人智力挑战上的乐趣。”

“基础研究难出成果,很难被别人理解,但它的作用却是本源的、原始的,是改变人类思维的。”徐宗本一再强调基础研究的重要性。说起从事基础研究的心得,徐宗本表示,作为中国科学院院士,自己无疑是幸运者。无数从事基础研究工作的人,都默默无闻干了一辈子。“所以,基础研究工作需要国家大力支持,它是创新的源头。同时,从事基础研究工作的人,应该树立正确的价值观。不管做什么,只要选择了,你就要持之以恒地坚持,只要坚持就能够忍耐寂寞、甘受清贫,再辅以正确的方法,一定能够取得成功。”徐宗本的心得让人肃然起敬。

用数学技术推动社会发展

近日,杭州一所“街区医院”挂牌试验运营。这所“街区医院”以分布式影像和大数据技术为支撑,推动CT等高端医疗资源“下农村”。这是近年来徐宗本致力于用数学技术解决社会发展问题的一个尝试。

在徐宗本40余年的数学研究生涯中,如果说前30年他专注于基础理论和算法的研究,那么当选院士以后,他则力求使数学变得“有用”。

瞄准“看病难、看病贵”问题,徐宗本团队成立了分布式影像中心,希望能开创一个医疗影像设备的KFC模式。“比如分级诊疗,首先一个问题是基层缺乏类似CT等高端医疗设备。我们要用科技手段,降低医疗设备的成本,把这些影像设备‘劈开’,让扫描系统‘下农村’,把成像系统集中化。团队开发了多个算法系统,一方面解决了影像设备高辐射的问题,另一方面解决了如何把数据收集起来,使基于人工智能的数据分析和判读变得可能。”

目前团队已经开发出了多个影像判读系统辅助医生诊断病人,获得了1亿元的市场融资。与此同时,团队还成立了3D人脸识别研究中心,目前已经在银行、公安等几个行业进行有针对性的研发工作。

徐宗本不断进行着用数学技术推动国家社会发展的探索实践。2017年5月,西安数学与数学技术研究院成立,研究院将聚焦科学技术与社会发展的若干重要领域,解决工程领域的关键科学问题。2017年12月,西安大数据与人工智能科技小镇项目落地西安,将培育造就一批大数据与人工智能领军企业和上市公司,打造科技集成创新生态区。

“我要通过自己的亲身实践,使数学技术能直接服务社会,带来更加直接的效益,为科技推动国家社会进步发挥自己的作用。”徐宗本表示。

学人小传

徐宗本,1955年1月生于陕西省柞水县,中国科学院院士,数学家、信号与信息处理专家。

他主要从事智能信息处理、机器学习、数据建模基础理论研究。他提出了稀疏信息处理的L(1/2)正则化理论,发现并证明了机器学习的“徐—罗奇”定理。他提出的基于视觉认知的数据建模新原理与新方法,形成了聚类分析、判别分析、隐变量分析等系列数据挖掘核心算法,为推动我国大数据科学研究与产业发展作出了突出贡献。

(陕西日报 5月23日 7版 科技)

文章链接:http://esb.sxdaily.com.cn/sxrb/20180523/html/page_06_content_000.htm?from=singlemessage&isappinstalled=0

文字:陕西日报记者 张梅
编辑:星 火

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