李啟虎 - 人物簡介
1939.7月出生，水聲信號(hào)處理和聲吶設(shè)計(jì)專家。1963年畢業(yè)于北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系，現(xiàn)任中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院聲學(xué)研究所研究員、廈門大學(xué)通信工程系教授、博士生導(dǎo)師。李啟虎院士長期從事信號(hào)處理理論和聲納設(shè)計(jì)、研制工作。曾任中國科學(xué)院聲學(xué)研究所所長。
李啟虎院士結(jié)合我國淺海聲傳播的的特點(diǎn)，創(chuàng)造性地應(yīng)用信息論、數(shù)字信號(hào)處理、水聲工程等理論，解決了一系列水聲信號(hào)處理中的問題，為我國海軍聲納裝備的現(xiàn)代化作出了重要貢獻(xiàn)。研究了自適應(yīng)波束成形的穩(wěn)態(tài)特性，給出了用頻率域最優(yōu)傳輸函數(shù)求解波束指向性的表達(dá)式，給出了在海洋噪聲背景下檢測(cè)微弱信號(hào)的增益計(jì)算方法，解決了在時(shí)間上的非平穩(wěn)、在空間上的不均勻的噪聲場對(duì)經(jīng)典理論應(yīng)作的修正的問題，提出了指導(dǎo)聲納設(shè)計(jì)的重要依據(jù)——聲納方程的一種新的表達(dá)方式。
在水下目標(biāo)的被動(dòng)檢測(cè)中提出利用聲信號(hào)的相位信息估計(jì)目標(biāo)方位的新方法，還提出了用自適應(yīng)陣處理方法完全分離在空間上不重疊的多個(gè)點(diǎn)源信號(hào)的新算法。在數(shù)字聲吶設(shè)計(jì)中首次提出動(dòng)態(tài)波束成形、可編程數(shù)字濾波、變采樣率運(yùn)算、類卡爾曼濾波和灰度變換技術(shù)，并提出用聚類分析方法設(shè)計(jì)用于水下目標(biāo)識(shí)別的簡易專家系統(tǒng)，對(duì)推動(dòng)我國數(shù)字聲納的發(fā)展起到了良好的作用。1997年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士.1984至1986年應(yīng)美國普林斯頓大學(xué)邀請(qǐng)?jiān)诿绹ぷ鹘鼉赡�。�?976年因參加自適應(yīng)濾波的研究而獲得中國科學(xué)院重大科技成果一等獎(jiǎng)；1978年因參加001岸用聲納站的研究而獲得全國科學(xué)大會(huì)一等獎(jiǎng)；1984年因負(fù)責(zé)262聲納研制而獲得六機(jī)部科技進(jìn)步獎(jiǎng)。
發(fā)表論文數(shù)十篇，其中有：《自適應(yīng)噪聲抵消濾波器抵消能力的研究》、《聲納設(shè)計(jì)中的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)》、《自適應(yīng)陣信號(hào)分離理論》等。專著有《數(shù)字式聲納設(shè)計(jì)原理》、《聲納信號(hào)處理引論》、《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》（合作編譯）等
2007年4月26日，本刊記者采訪了中國科學(xué)院院士李啟虎研究員。李院士是水聲信號(hào)處理和聲納設(shè)計(jì)專家，多年從事信號(hào)處理和聲納設(shè)計(jì)、研制工作，曾任中科院聲學(xué)研究所所長。在長期科學(xué)研究工作中，李院士深深體會(huì)到進(jìn)行科學(xué)研究，首先必須要有科學(xué)態(tài)度，具備了科學(xué)態(tài)度才能進(jìn)行研究；其次，科學(xué)要求的是真實(shí)，科學(xué)不能摻假。因?yàn)檎嬲目茖W(xué)的東西是需要實(shí)踐檢驗(yàn)的。
李啟虎 - 人生歷經(jīng)
一鼓作氣考進(jìn)北大李啟虎的老家原在溫州市區(qū)朔門。他小學(xué)就讀于藝文小學(xué)(墨池小學(xué)前身)，那是一所教會(huì)小學(xué)。為了順利進(jìn)入溫州中學(xué)，在李啟虎念五年級(jí)時(shí)，頗有遠(yuǎn)慮的母親有意將他轉(zhuǎn)學(xué)至了師資力量雄厚、升學(xué)率較高的溫州一小(廣場路小學(xué)前身)。
一年后，李啟虎沒有辜負(fù)母親的期望，以優(yōu)異的成績考入溫州中學(xué)。進(jìn)入中學(xué)后，李啟虎有幸遇上了多位好老師，如班主任鄒益皓、潘芝培。特別是數(shù)學(xué)老師楊悅禮，對(duì)聰明好學(xué)的李啟虎尤為關(guān)心，經(jīng)常把他帶到家里“開小灶”，從而使李啟虎對(duì)理科產(chǎn)生了濃厚的興趣。
中學(xué)里，李啟虎對(duì)課外知識(shí)涉獵甚廣。那時(shí)，課外書籍非常匱乏，學(xué)生借書不得擅入圖書館，必須通過老師拿取。楊師母恰巧是學(xué)校圖書館的館長，這給李啟虎隨便借閱圖書提供極大的方便。因?yàn)橛辛恕疤卦S通行證”，李啟虎幾乎翻閱遍了學(xué)校圖書館里所有感興趣的書籍，像一棵久旱的小樹苗，貪婪地吮吸著知識(shí)的甘露。
“那時(shí)如果考不上大學(xué)，個(gè)人境遇會(huì)很糟糕，不像現(xiàn)在還可出去找工作，所以即使家長不給我們壓力，我們也都很努力。”多年以后憶起往事，李啟虎還是記憶猶新。
1956年，黨中央發(fā)出了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號(hào)召。次年，李啟虎高中畢業(yè)，積極響應(yīng)號(hào)召，報(bào)考了北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系。1959年，北大組建信息論、控制論專業(yè)，他調(diào)到了這個(gè)新專業(yè)。
1963年，李啟虎從北大畢業(yè)后，分配到了中科院電子學(xué)研究所第七研究室。師從我國著名科學(xué)家、中科院院士汪德昭先生，開始了國防水聲學(xué)研究之旅。
李啟虎為我國水聲信號(hào)處理和聲納設(shè)計(jì)做出了卓越貢獻(xiàn)。鮮為人知的是，如今蜚聲國內(nèi)外的他，當(dāng)年竟差一點(diǎn)回溫州當(dāng)了一名普通教師。
1969年，李啟虎結(jié)婚了，妻子黃小萍在溫州機(jī)械儀表局工作。婚后，夫妻倆長期分居兩地，他萌生了回鄉(xiāng)工作的念頭。李啟虎的哥哥姐姐都在外地工作，母親也很希望小兒子能回到自己身邊。當(dāng)時(shí)，聲學(xué)研究所由國防科工委領(lǐng)導(dǎo)，屬于部隊(duì)編制，于是他找到溫州“軍管會(huì)”，提出調(diào)動(dòng)工作的要求。那時(shí)正逢“文革”，所有單位都在鬧革命，要找份合適的工作談何容易。最后，有關(guān)部門費(fèi)盡周折，終于安排李啟虎到甌海三溪中學(xué)任教，也算是照顧。“當(dāng)年市區(qū)距離三溪十多公里，且道路泥濘不好走，即使每天騎車，也不一定吃得消�！甭牭竭@一消息，李啟虎舉棋不定了。
“最終我沒回去當(dāng)老師，還多虧了恩師汪德昭�！崩顔⒒⒄f，當(dāng)時(shí)我打電話與溫州聯(lián)系時(shí)，汪先生一直坐在我身邊，他極力勸阻我不要回去。粉碎“四人幫”后，聲學(xué)研究所回到中科院，1977年鄧小平同志批示國家有關(guān)部門給了中科院400個(gè)進(jìn)京名額。時(shí)任聲學(xué)研究所所長的汪先生，為李啟虎爭取到一個(gè)名額，使得他們夫妻倆終于得以團(tuán)聚。
李啟虎 - 苦中有樂
聲學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，很多研究都需進(jìn)行驗(yàn)證，科研人員為此經(jīng)常在海上做實(shí)驗(yàn)。李啟虎從事水聲學(xué)研究四十多年來，因?yàn)楣ぷ餍枰阚E幾乎遍布全國各個(gè)港口城市，最遠(yuǎn)抵達(dá)西沙群島。出海做實(shí)驗(yàn)異常辛苦，不管嚴(yán)寒酷暑，不論刮風(fēng)下雨。一次實(shí)驗(yàn)短則幾星期，長則幾個(gè)月，沒有固定的上下班時(shí)間，還要克服暈船吃不下飯的困難�！懊看闻R出海前，我都會(huì)吃暈船藥，吃了藥后感覺會(huì)好一些，但是出海暈船，卻是一輩子習(xí)慣不了。”
1993年，李啟虎出任聲學(xué)研究所所長�！爱�(dāng)所長更多的是一種責(zé)任，除了帶領(lǐng)搞好科研外，還要做好后勤服務(wù)工作�！甭晫W(xué)研究所共有800來號(hào)人，在青島、上海、海南等地都設(shè)有工作站，隊(duì)伍龐大，事務(wù)瑣碎繁雜。就在那時(shí)，夫人黃小萍為了支持李啟虎的工作，不得不提前退休回家。
李啟虎 - 老當(dāng)益壯
李啟虎自2001年從聲學(xué)研究所所長的位置上退下后，依然忙碌不休。即便是周六、周日李啟虎的身影還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在辦公室里。所謂言傳身教，李啟虎對(duì)工作的認(rèn)真執(zhí)著，也潛移默化地影響著孩子。如今，他的兩個(gè)孩子都學(xué)有所成，一個(gè)從中國科技大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)在加拿大工作；一個(gè)從上海交通大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)在美國攻讀博士。
眼下，李啟虎還擔(dān)任國防系統(tǒng)有關(guān)研究項(xiàng)目的專家組組長，并在國內(nèi)信號(hào)處理協(xié)會(huì)、聲學(xué)協(xié)會(huì)以及國外一些會(huì)議組織擔(dān)任職務(wù)。另外，他還擔(dān)任一些科研項(xiàng)目的研究工作。
讓李啟虎頗為自豪的是，除了國防安全外，聲納在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的用途也日益廣泛，沉船探測(cè)、水下探寶、水下油氣資源勘探、海難救助等都離不開它�！熬瓦B奧運(yùn)會(huì)也有發(fā)揮水聲科學(xué)作用的地方�！�2008年，在青島舉行的奧運(yùn)會(huì)水上帆板比賽中，按要求必須安裝水下反恐聲納探測(cè)設(shè)備，防止以水下蛙人等形式出現(xiàn)的破壞和恐怖活動(dòng)。
李啟虎 - 獻(xiàn)身科學(xué)
一、水聲科學(xué)為水下探測(cè)打開了一扇門水聲學(xué)顧名思義是研究水特別是海洋中聲學(xué)的一門學(xué)問，也就是研究水中聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和測(cè)量等問題及其應(yīng)用的一門學(xué)科。為什么要研究這樣的問題？根據(jù)1912年英國豪華巨輪泰坦尼克號(hào)在首航中撞上冰山而沉沒的真實(shí)情況拍攝的電影，給人們留下深刻印象。地球是一個(gè)大部分表面被海水覆蓋的星球，海水占了地球表面積的71％，從宇宙中看地球，是一個(gè)藍(lán)色的星球。海水深不可測(cè)，海洋中有太多的秘密，如何了解海水下情況？然而由于海水是電的良導(dǎo)體，電磁波、光波在水下傳播時(shí)會(huì)很快地以熱的形式耗散掉，所以人們?cè)谒禄顒?dòng)時(shí)是漆黑一片的世界。而聲波是人類所知道的唯一能在海水中遠(yuǎn)距離傳播能量的形式。水中聲波的速度依傳播介質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)（如溫度、鹽度、壓力）的不同而不同。人們可以通過設(shè)置在水下的聲波傳感器———被動(dòng)式聲納探測(cè)到潛艇航行時(shí)發(fā)出的聲音，并辨別其所在的方向和距離，也可以用聲納探測(cè)魚群或其他水下發(fā)聲物體。為了解水下情況，利用聲波檢測(cè)水下信號(hào)，識(shí)別目標(biāo)等的水聲學(xué)、聲納技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。事實(shí)上，在泰坦尼克號(hào)撞上冰山一個(gè)月后，英國人理查德遜就向英國專利局提出用水聲定位方法測(cè)定冰山位置的專利申請(qǐng)，1914年法國科學(xué)家朗之萬和俄國工程師基洛夫合作，發(fā)明了回聲定位技術(shù)。這可以稱得上是水聲學(xué)、聲納技術(shù)的初始階段。
現(xiàn)代的各種聲納，包括軍用和民用的，幾乎都是利用在水下的水聽器陣列再加以信號(hào)處理來探測(cè)目標(biāo)的。例如美國的岸用反潛艇預(yù)警體系，就是在沿著美國東西海岸布放上千個(gè)水聽器來接收信號(hào)的。所有的信號(hào)被傳送至反潛數(shù)據(jù)處理中心，提取有關(guān)目標(biāo)的信息。聲納在海洋利用和開發(fā)，如沉船探測(cè)、水下探寶、水下油氣資源勘探、海難救助等國民經(jīng)濟(jì)和國防安全中均有廣泛的用途。在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的最大應(yīng)用是在近海尋找石油。水聲科學(xué)為在海水下尋寶打開了一扇門。
二、科學(xué)態(tài)度是進(jìn)行科學(xué)研究的前提
眾所周知，做任何事情都存在一個(gè)態(tài)度問題。在科學(xué)研究中必須有科學(xué)態(tài)度，科學(xué)的態(tài)度就是實(shí)事求是的態(tài)度。
中國研究水聲科學(xué)、研究聲波信號(hào)處理起步比發(fā)達(dá)國家較晚，美國早期研究的是深海情況，主要研究深海中的聲波探測(cè)技術(shù)。中國是世界最大的沿海國之一。北起鴨綠江口，南到北侖河口，海岸線長達(dá)１８０００多公里；同時(shí)，海況又比較特殊，無論是南海、黃海、東海還是渤海，沿岸水深一般不超過２００米，大陸架一般寬達(dá)幾十公里，大都屬于淺海領(lǐng)域。僅臺(tái)灣海峽、南海部分是深海。深海有深海的規(guī)律，淺海有淺海的規(guī)律，我們不能死搬硬套。我們的研究用國防水聲事業(yè)奠基人汪德昭院士的話是“由近及遠(yuǎn)，由淺入深”，即先開展近海、淺海的水聲特征的研究，而后再研究遠(yuǎn)海、深海的水聲特征。具體情況具體分析，實(shí)事求是地進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐證明，汪德昭院士提出的這個(gè)指導(dǎo)思想是行之有效的。幾十年來，在他的指導(dǎo)下，我國許多淺海聲場研究在國際上處于領(lǐng)先地位。
自1996年開始，我國將海洋領(lǐng)域納入國家863計(jì)劃，積極推動(dòng)海洋監(jiān)測(cè)高技術(shù)的發(fā)展，其中，水聲監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了巨大進(jìn)展。我曾經(jīng)在國家863計(jì)劃海洋領(lǐng)域工作了8年。
三、科學(xué)不能有摻假
科學(xué)就是科學(xué)，科學(xué)不能摻假，也不能無中生有，不能你聲稱研究取得了什么成果就讓別人承認(rèn)你，那是不行的，必須有實(shí)驗(yàn)證明�？茖W(xué)尊重實(shí)踐。自然科學(xué)的實(shí)踐就是科學(xué)實(shí)驗(yàn)，在同等條件下，別人也能做得出來。
科學(xué)不僅尊重實(shí)踐，而且要經(jīng)歷實(shí)踐檢驗(yàn)，真正科學(xué)的東西是需要實(shí)踐來檢驗(yàn)的，任何一門學(xué)科都是這樣。
我們研究聲納，研究的目的是為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、為國防安全服務(wù)。這是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，很多研究都需要進(jìn)行驗(yàn)證，我們就經(jīng)常在海上做實(shí)驗(yàn)。水下新發(fā)現(xiàn)是靠科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，水下有油氣田，也得找得出來才能算。
2008年，我國將舉辦奧運(yùn)會(huì)，這可是我國人民的一件大事，也是世界人民的一件大事。奧運(yùn)會(huì)也有發(fā)揮我們水聲科學(xué)的地方，比如，在青島舉行的水上帆板比賽運(yùn)動(dòng)，就要安裝水下反恐聲納探測(cè)設(shè)備，防止以水下蛙人等形式出現(xiàn)的破壞和恐怖活動(dòng)。
李啟虎 - 最新研究
第一屆水聲測(cè)量國際會(huì)議（UAM）在希臘舉行，中國科學(xué)院院士、聲學(xué)所研究員李啟虎應(yīng)邀出席會(huì)議，并作了題為《海洋監(jiān)測(cè)中的水聲技術(shù)》的報(bào)告。報(bào)告中，李啟虎闡述了水聲測(cè)量技術(shù)在海洋監(jiān)測(cè)中的重要作用，并介紹了我國“863”計(jì)劃海洋領(lǐng)域在水聲監(jiān)測(cè)技術(shù)方面的研究成果，引起了各國專家學(xué)者的極大興趣和關(guān)注�！ �李啟虎首先在報(bào)告中指出了水聲測(cè)量技術(shù)在海洋監(jiān)測(cè)中的重要性。李啟虎說，海洋監(jiān)測(cè)是海洋開發(fā)和利用中的重要任務(wù)之一。它包括海洋環(huán)境保護(hù)、海洋災(zāi)害預(yù)警、國家安全和海洋資源開發(fā)。海洋監(jiān)測(cè)的主要手段建立在力學(xué)、電磁學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)等研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)上，而由于聲波是人類目前所知惟一能在海水中遠(yuǎn)距離傳播的媒介，海洋里聲波信號(hào)隨距離的衰減比光波和電磁波要小得多，因而水聲技術(shù)在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中，尤其是海體和海底的監(jiān)測(cè)中起到了至關(guān)重要的作用。
科技部自1996年開始，將海洋領(lǐng)域納入“863”計(jì)劃，積極推動(dòng)海洋監(jiān)測(cè)的高技術(shù)發(fā)展，其中，水聲監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了巨大進(jìn)展。報(bào)告中，李啟虎向國際同行介紹了這些成果。一是多功能聲學(xué)多普勒海流剖面儀（MADCP）技術(shù)。海流剖面是海洋開發(fā)活動(dòng)中要考慮的一個(gè)重要參數(shù)。傳統(tǒng)的聲學(xué)多普勒海流剖面儀（ADCP）只能夠給出幾百米深度的海流剖面。而現(xiàn)在，有了MADCP，除了海流剖面，還能檢測(cè)出懸浮物質(zhì)。這種設(shè)備是非�！爸袊厣钡摹袊暮Ｋǔ１容^渾濁、泥沙多，懸浮物質(zhì)的檢測(cè)在海洋監(jiān)測(cè)中非常必需，所以，MADCP的出現(xiàn)和應(yīng)用意義重大。二是聲相關(guān)海流剖面儀（ACCP）技術(shù)。工作深度是傳統(tǒng)的ADCP的局限所在，它很難在460米以上的深度下工作。現(xiàn)在，運(yùn)用ACCP測(cè)海流，比ADCP能達(dá)到的測(cè)量深度要深得多，測(cè)量深度可以超過3000米。ACCP儀器的體積較小，在軍事上具有很好的應(yīng)用前景。目前，掌握ACCP技術(shù)的只有中國和美國，中國已于兩年前完成了ACCP的原型構(gòu)建。三是合成孔徑聲吶（SAS）技術(shù)。它是海洋工程領(lǐng)域中的一大技術(shù)創(chuàng)新。SAS技術(shù)是一種高分辨率的海底圖像聲吶，可以用于海底地貌、地形的探測(cè)。目前，中國、美國和西歐的一些國家都在進(jìn)行SAS的研究。
李啟虎在報(bào)告中還介紹了水聲技術(shù)在軍事海洋學(xué)方面的應(yīng)用。包括水下目標(biāo)識(shí)別、水下通訊、海洋監(jiān)視和反潛艇作戰(zhàn)等軍事方面。事實(shí)上，上世紀(jì)50年代以來，由于出現(xiàn)了可以長期在水下潛航的核潛艇，特別是低噪聲的隱形潛艇的投入使用，各海洋大國對(duì)聲吶的研究都給予了特別的關(guān)注。而在美國“9.11”事件后，水聲技術(shù)在保護(hù)國家安全方面的作用更加被全世界重視，其軍事作用主要表現(xiàn)在海港保衛(wèi)、不明水下交通物監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)等方面。
在水聲技術(shù)方面，已把遙感、遙測(cè)等技術(shù)集成為有一定規(guī)模的海洋監(jiān)測(cè)網(wǎng)。目前，國內(nèi)有兩個(gè)這樣的監(jiān)測(cè)網(wǎng)。一個(gè)建在上海，是由科技部與上海市聯(lián)合建立的上海市（長江口區(qū)）海洋監(jiān)測(cè)示范區(qū)（由國家海洋技術(shù)中心和東海分局等單位實(shí)施）；另一個(gè)是由科技部與香港特別行政區(qū)共同出資建設(shè)的珠江水域環(huán)境污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（由中山大學(xué)和香港科技大學(xué)等單位實(shí)施）。而由科技部和福建省聯(lián)合投資的臺(tái)灣海峽及其毗鄰海域海上動(dòng)力參數(shù)立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也將投入使用。另外，除了國內(nèi)的研究項(xiàng)目，我國的聲學(xué)研究組織還在進(jìn)行著一些水聲技術(shù)的國際合作項(xiàng)目，如海洋氣候中的水聲測(cè)溫（ATOC）、亞洲海國際水聲試驗(yàn)（ASIAEX）。
在本次UAM會(huì)議上，除李啟虎外，與會(huì)的中國科學(xué)家還有張仁和院士和朱厚卿研究員。兩位專家也應(yīng)邀作了分會(huì)特邀報(bào)告，分別介紹了淺海聲傳播和高頻超聲治療癌癥方面的研究成果。3位中國科學(xué)家的報(bào)告向國際聲學(xué)界展示了中國在水聲測(cè)量技術(shù)等方面的巨大成果。
