青年科學家司徒國海:計算光學成像的探索者

2020-12-03 中國新聞網

司徒國海在實驗室 鄭瑩瑩 攝

中新網上海11月19日電 題:青年科學家司徒國海:計算光學成像的探索者

作者 鄭瑩瑩

1978年出生的司徒國海是中國科學院上海光學精密機械研究所信息光學與光電技術實驗室主任。在中國計算光學和光信息處理領域,他是一名探索者。

去年,光學國際重要期刊Optics Letters(《光學快報》)公布了創刊40年引用率最高的百篇論文,其中有一篇中國科學家的文章入榜,那便是司徒國海的一項研究成果。

若時間撥回1997年,那時的司徒國海19歲,在廣東省開平市第一中學讀高三,準備報考大學,選擇人生新方向。當時中國普通家庭中網際網路尚未普及,與大多數同學一樣,司徒國海當時對大學專業的了解十分有限。

選擇光學,他回想有這麼一個重要原因。當時他周邊有幾個同學都喜歡看科普著作,「那時,在中學生的心目中,相對論充滿神秘感,相對論中指出,光速是恆定不變的,我當時覺得光怎麼這麼神奇。」

這道「光」讓他選擇了邁入南開大學的大門,選擇光學專業。

這一紮下去,就是20多年。2001年7月,司徒國海在南開大學獲理學學士學位,而後去往中國科學院研究生院繼續深造。在中國國內取得博士學位後,他又於2006年至2012年,先後在愛爾蘭都柏林大學、德國斯圖加特大學、美國普林斯頓大學開展研究工作。2012年,司徒國海回國,進入中國科學院上海光學精密機械研究所。

司徒國海在實驗室 鄭瑩瑩 攝

這段歷程,在他看來,更多是慢慢用時間去培養學術品味,培養對科學問題的看法。

「很多時候你接觸一個科學問題,有點像『盲人摸象』,你感受的只是大問題的小部分。」司徒國海說。在他看來,像是寫文章一樣,同樣的題目,不同的人選擇的著眼點、解答方法和技術途徑是不一樣的,這時候就關乎學術品味,看每個人對問題的態度如何,又是站什麼樣的角度、層次去思考。

司徒國海認為,做科研,可以去跟隨別人的思路,但想得到認可,想真正對科學有自己的貢獻,還是需要有比較強的創造性,「國際上對一位科學家的認可程度,就是看創造力怎麼樣,對學科發展有什麼樣的貢獻。」

2012年9月,司徒國海回國工作。「一直就打算回國,沒什麼高大上的理由。」他說。

面向相關領域的科技前沿和中國國家重大戰略需求,他開始帶領團隊開展了計算光學成像方面的研究。

在受訪時,他向記者透露,現在正做的重要事情之一,就是嘗試用計算的方法來解決光透過散射介質成像的問題,應用出口之一是給生物學家提供對生物組織進行在體觀測的工具。

具體而言,他解釋說,相機能成像的前提條件是物體和相機之間有比較清澈的環境,中間沒有散射的介質;而生物體的組織,如肌肉和大腦等,散射都很強,要對藏在其中的東西進行觀測,常規的做法是做切片,要做切片則需把一些組織提取出來,而組織離開生物體的環境再觀察,很多生物學意義就失去了。

「舉個例子,把一束光照射到皮膚上,即使能進入表皮層底下,光信號也因散射而亂掉了,就好像被加了密一樣,你看不清裡面的東西。我們就想,能否用計算成像的方法去克服這種介質對光的散射,從而能在渾濁、散射的介質裡,把清晰的成像再解譯出來,就可有助在體觀察裡面發生了什麼。」

這些年,司徒國海在計算光學成像及編碼領域「深耕」,取得一系列成果。平日裡,他愛好詩詞,尤其喜歡開創了豪放派詩風的蘇東坡,在他看來,詩詞和科學,都屬於創作類型。

從普林斯頓大學回國工作前,他寫過一首詩,前兩句是「六載西遊列國情,千訪名士問真經。」

回顧這一路,司徒國海說,自己比較幸運,一直跟非常優秀的人在一起,從他們身上學到了很多東西。(完)

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