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国科大算法设计与分析(这位编程门外汉)

国科大算法设计与分析(这位编程门外汉)“按照这个速度,我们预计,中型光谱仪的光学设计要花上一年的时间计算,才能得到一个结果,真的太费时间了!后来我发现,光学设计在数学上,其实就是多参数优化问题,可以用计算机编程解决。”庄松林大胆提出假设。然而,他本人并不会编程,且当时也没有高级编程语言。于是,他开始一边自学编程一边调试。没想到,就在这位编程“门外汉”手里,设计出了我国第一个光学系统优化程序:原本花一整年时间才能完成的计算量,仅用一天就算出了结果。“国家需要什么,我就学什么。”对这一代人来说,这份信念似乎是天然的。干一行、爱一行,只要开了头,接下来就要为之付出持久努力。1962年,进入上海光学仪器研究所工作的庄松林,在参与设计光学镜头时需要用到大量的计算。当时,科研人员普遍使用手摇计算机,几秒才能运算一次。整个上海,只有复旦大学有一台一秒能算70次浮点运算的计算机,还要排队申请。“中国科技强起来,关键在于坚持党的领导。”作为一名

国科大算法设计与分析(这位编程门外汉)(1)

人物小传

庄松林,1940年出生,1983年加入中国共产党。中国工程院院士,上海理工大学光电信息与计算机工程学院院长、博士生导师,光学工程学科带头人。他长期从事应用光学、光学工程和光电子学的研究和教学工作 曾连续两次获得上海市劳动模范称号,多次获省部级科技进步奖。还曾获国家精品课程、上海市教学成果奖一等奖及上海市教育功臣荣誉称号等。

走进中国工程院院士、上海理工大学教授庄松林的办公室,特别醒目的是墙壁上挂着的两幅申花足球队全体队员的合影,上面还有队员签名。

庄松林是个铁杆球迷。年逾八旬的他精神矍铄,六十年如一日,奋战在光学研究和教学一线,这份拼劲延续自他大学时代对足球的热爱。自从跑入科学研究这条赛道后,他就把在绿茵场上不服输的精神,带入了自己的科研工作。

“中国科技强起来,关键在于坚持党的领导。”作为一名有着38年党龄的老党员,他时刻把国家和人民的需求放在心上。“保障国家安全、推动科技进步、解决‘卡脖子’问题,是每一个科技工作者肩上的责任。”在庄松林看来,院士头衔是荣誉,更是重任,除了要做好自己的科研工作,更重要的是培养人才。

编程“门外汉”设计出我国首个光学系统优化程序

“我个人的兴趣本来是理论物理,但读大学、分专业时,我被分到了光学专业。”上世纪60年代,庄松林在复旦大学物理系完成了本科、硕士学业。

“国家需要什么,我就学什么。”对这一代人来说,这份信念似乎是天然的。干一行、爱一行,只要开了头,接下来就要为之付出持久努力。1962年,进入上海光学仪器研究所工作的庄松林,在参与设计光学镜头时需要用到大量的计算。当时,科研人员普遍使用手摇计算机,几秒才能运算一次。整个上海,只有复旦大学有一台一秒能算70次浮点运算的计算机,还要排队申请。

“按照这个速度,我们预计,中型光谱仪的光学设计要花上一年的时间计算,才能得到一个结果,真的太费时间了!后来我发现,光学设计在数学上,其实就是多参数优化问题,可以用计算机编程解决。”庄松林大胆提出假设。然而,他本人并不会编程,且当时也没有高级编程语言。于是,他开始一边自学编程一边调试。没想到,就在这位编程“门外汉”手里,设计出了我国第一个光学系统优化程序:原本花一整年时间才能完成的计算量,仅用一天就算出了结果。

国科大算法设计与分析(这位编程门外汉)(2)

归国后一年就入党,抢抓光学科技发展先机

1979年,庄松林考取了新中国首批公费留美名额,前往世界一流的光学实验室深造。在读博的三年间,他先后发表了30多篇高水平论文。临近毕业,他的导师极力挽留,但庄松林不为所动,“我从没想过留在国外,国家把我们送出去学习,就应该为祖国服务。”1982年,他获得美国宾夕法尼亚州立大学电子工程系博士学位后回国。回国后一年,庄松林就加入了中国共产党。

庄松林长期从事应用光学、光学工程和光电子学研究,设计了百余种光学系统及仪器,是国内率先开展光学系统CAD的研究者。他主持完成了中国国内最大的光学仪器设计软件系统,在统计试验总极值最优化方法极公差的非线性模型等方面取得独创性成果。

在光学像心理物理实验研究方面,他也开展了国内首创性的工作。他对非相干光学信息处理及彩虹全息技术作了全面系统的研究,在复物体的位相恢复研究中提出多种光学方法,开创了该领域研究的新方向,所研制的CdSe(硒化镉)液晶光阀达到了国际先进水平。至今,他研究的超分辨成像领域仍是光学的前沿方向。

既为“国之重器”提供坚实的科技支撑,同时也积极推动科研成果转化,造福民生。这些年,庄松林带领团队自主研发的“太赫兹安检仪”,应用于当前地铁、高铁车站、民航等公共场所,实现无接触、不停留、无辐射的快速安检。

坚持“隐身”幕后,“要把舞台中央让给年轻人”

科研队伍建设,说到底,关键要依靠人才。不遗余力地栽培、提携后辈,这些年,庄松林没少花心思。

“作为院士,我申请项目、经费时比年轻人相对有些优势。”所以,庄松林总是希望能够发挥学术影响力,“为青年科学家多争取一点”,力挺青年科学家站“C位”。他甚至幽默地说:“我已经是快要谢幕的‘演员’,要把舞台中央的位置让给年轻人,他们才是未来中国的希望。”

在团队申报奖项时,庄松林经常不署名。有时,实在拗不过学生,他就把自己的名字“藏”在长长的名单里,一定将前三名都让给年轻人。上个月,庄松林的团队成员、上海理工大学教授朱亦鸣荣获2020年度上海市青年科技杰出贡献奖,他和团队的《全光纤时域太赫兹波谱技术与应用》项目获得上海市技术发明奖一等奖。在获奖名单上,朱亦鸣、彭滟、陈麟等青年科学家的名字后面,才是庄松林。

更多时候,庄松林坚持“隐身”幕后,希望聚光灯全部打在青年科学家身上。去年,青年科学家詹其文教授团队首次从理论到实验,展示了具有时空涡旋相位并携带光子横向轨道角动量的新型光场,其成果入选2020年度全球30项光学重大进展。2019年,张大伟教授团队项目“高性能光谱仪器及高精度关键元器件的研制与工程化开发”荣获上海市科学技术进步奖一等奖。虽然,这些获奖项目里,没有任何一处出现庄松林的名字,但无论是青年科学家本人,还是评委、同行,没有人忘记庄松林不可磨灭的贡献。

“年轻人做科研,基础要打得扎实,无论是写论文还是做产品、搞技术,都要看到国家的需求,要全力以赴拼搏,这样才能走得更远。”庄松林说。

作者:储舒婷

编辑:范菁

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