時隔8年，80歲的陽江籍科技工作者左文輯重返故鄉(xiāng)，陽江的一草一木、一磚一瓦都讓他感到格外親切。1965年，他成功考取清華大學后，在北京開啟了前沿科學技術(shù)的學習和研究，回到陽江的時間屈指可數(shù)。此次回鄉(xiāng)，他真切感受到家鄉(xiāng)翻天覆地的變化：“高樓大廈、車水馬龍，非常熱鬧，生活越來越好了?！?/p>

　　20多年前，一場導航技術(shù)領(lǐng)域的革命正在醞釀：衛(wèi)星導航（如GPS、北斗）和慣性導航等技術(shù)已廣泛應用于生產(chǎn)生活和航天科技領(lǐng)域，左文輯看到衛(wèi)星導航、慣性導航的局限性，從信鴿感知地磁場方位中獲得靈感，鉆進無人研究的地磁導航科研領(lǐng)域“拓荒”。

　　如今，地磁導航已廣泛應用于慣性導航系統(tǒng)的校正、潛艇無源導航、導彈地下發(fā)射現(xiàn)場、鉆探機器人、蛟龍?zhí)柹顫撈鞯亩ㄎ灰约翱茖W探測等軍民領(lǐng)域。近日，原中國科學院研究員左文輯回鄉(xiāng)走親訪友，記者來到他的家中，傾聽他的科研故事。

　　從陽江到清華：勤學善思的進階之路

　　左文輯1945年8月出生于陽西程村鎮(zhèn)，從小學習成績優(yōu)異，1962年以優(yōu)異成績從奮興中學考上陽江一中。中學時期正是長身體的時候，但左文輯常常要與饑餓斗爭?！霸绮褪侵嗯湎滩耍绮屯聿褪羌t薯白米飯配菜，一天的伙食費是1角2分錢?！被貞浲拢笪妮嫴⒉挥X得艱苦，反而坦言“和革命先輩相比已經(jīng)非常幸福了”。

　　左文輯從小就發(fā)奮讀書，立志考上大學。1965年，他如愿考上清華大學，是當年陽江唯一被清華大學錄取的學生?！捌綍r一步一個腳印，認真了、努力了，夢想就會向你招手?！弊笪妮嬓χ嬖V記者，中國是農(nóng)業(yè)大國，解決吃飯的問題是“頭等大事”，而農(nóng)業(yè)機械化是未來的發(fā)展趨勢。因此，他選擇攻讀農(nóng)業(yè)機械系的汽車工程專業(yè)，深入學習機械自動化知識。

　　清華大學匯聚了全國各地的尖子生，入學之后，左文輯感覺到前所未有的壓力?！皠傞_始常常學習到深夜，睡眠質(zhì)量不好，把身體熬壞了。后來想起清華老校長和體育老教授說的‘為祖國健康工作五十年’‘無體育，不清華’，我才幡然醒悟，學習不是百米沖刺，而是需要堅持的馬拉松?！焙髞?，左文輯調(diào)整了學習計劃，每天晚飯后抽出半小時鍛煉身體，把身體調(diào)養(yǎng)好了，學習效率也慢慢提高了。

　　不久后，“文化大革命”爆發(fā)?！澳嵌螘r間，我買了數(shù)學手冊、英語字典等教輔材料，偷偷在別人看不到的角落里學習?！弊笪妮嫷哪繕朔浅Ｇ逦?，他未來要從事先進、尖端的科學研究，只有認真學習，打好基礎(chǔ)才能走得更高更遠。

　　“在重點大學里，人才濟濟，你稍微放松就會落后，再想追趕就有點難了。”左文輯認為，學無止境，要有目標、規(guī)劃、方法，博覽群書，且在學習中培養(yǎng)獨立思維以及分析問題、解決問題和創(chuàng)新的能力，為以后的工作打好基礎(chǔ)。

　　立志成為“紅色工程師”：為國礪劍鉆研前沿學術(shù)

　　5年的大學生活豐富了左文輯的知識體系，也進一步培養(yǎng)了他獨立思考、創(chuàng)新求變的能力。“當時有個口號，‘清華大學是培養(yǎng)紅色工程師的搖籃’，既要堅持正確的政治方向，又要具備專業(yè)的知識和能力。”左文輯說，在時代背景下，清華學子們都朝著這個方向努力。

　　畢業(yè)季迎來了工作分配。那時，許多同學被分配到工廠以及全國各地需要人才的地方，左文輯憑借優(yōu)異的成績，經(jīng)全面考核后留校，先后在物理教研組和精密儀器系擔任教師。他說，當教師要學習很多數(shù)理知識，壓力也很大，既是當老師，也是當學生。

　　從教9年，左文輯既要從事工程實踐和教學研究，還要承擔北京市下達的科研任務。辦公室和實驗室擠在一個狹小的房間，有時候為了找出實驗的規(guī)律，他和同事要用大量的計算彌補測量儀器穩(wěn)定性、精確度不高的缺陷，加班到深夜是家常便飯?！翱陀^條件沒辦法改善，只能在主觀上多付出，苦干加巧干?！弊笪妮嬚f。

　　正是在這樣的環(huán)境下，左文輯的理論基礎(chǔ)不斷夯實，尤其是計算能力快速提高。他敏銳地察覺到導航技術(shù)的戰(zhàn)略價值，萌生了考取碩士研究生的想法，向?qū)W術(shù)高峰發(fā)起沖鋒。

　　1979年，他選擇報考清華大學導航與自動控制專業(yè)，盡管與本科專業(yè)跨度較大，但憑借深厚的知識儲備，他成功從激烈的競爭中脫穎而出。三年后畢業(yè)，左文輯被分配到中國科學院國家空間科學中心，在科研領(lǐng)域展現(xiàn)出非凡的潛力。

　　鑒于左文輯學歷高、能力強、表現(xiàn)好，一有公派出國留學的機會，中科院便首先考慮他。1992年到1993年，左文輯作為訪問學者前往英國索爾福德大學（Salford）留學。此前，他曾翻閱大量的文獻、資料，決定從事航空器的智能研究工作，重點研究智能算法（遺傳算法）的應用，這種模擬自然選擇的智能算法，通過選擇、交叉、變異等操作，可以控制多個變量，優(yōu)化各個參數(shù)，最后得到誤差最小的數(shù)值，在復雜的、多個未知變量的計算中得出最優(yōu)值。

　　在英國留學，左文輯開闊了眼界，也看到了差距，便下定決心要更加努力學習國外的先進理念和技術(shù)。他大膽嘗試，率先將遺傳算法用于自適應控制系統(tǒng)的設(shè)計，應用于空間飛行器的多變量自適控制，研究小衛(wèi)星的GPS和地磁組合自主導航方案，他還在英國頂級刊物IEE上發(fā)表了3篇學術(shù)論文?！拔覍ψ约旱囊笫欠彩驴壳耙徊剑貏e是做科研，超前思維非常重要?！弊笪妮嬚f。

　　如今，遺傳算法已經(jīng)在人工智能等領(lǐng)域得到廣泛運用。2024年，杰弗里·辛頓與約翰·霍普菲爾德因在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的突出貢獻，共同獲得諾貝爾物理學獎。而左文輯早期在英國留學期間研究的遺傳算法就用于訓練和協(xié)助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)智能化，足見其思維和研究方向的超前。

　　奠基中國地磁導航：構(gòu)建自主地磁適配理論體系

　　20世紀90年代，導航技術(shù)正處于從傳統(tǒng)方式向現(xiàn)代衛(wèi)星導航過渡，衛(wèi)星導航、慣性導航廣泛應用在軍事領(lǐng)域，但依賴外部信號、易受干擾、精度受限、誤差隨時間積累等局限性影響技術(shù)應用。

　　信鴿“自帶導航”給了左文輯靈感?！暗厍蚴且粋€巨大的磁場，地球上每個點都有對應的地磁信息，利用地球磁場構(gòu)建天然坐標系。信鴿能夠感受地磁場的信號，利用地磁場導航確定方向?！睆挠貋砗螅笪妮嬄耦^開啟地磁導航的研究，在這一科研“無人區(qū)”拓荒。他率先提出利用地球固有磁場實現(xiàn)飛行器自主導航的構(gòu)想，1995年在IEE期刊連續(xù)發(fā)表兩篇地磁導航奠基性論文，提出基于地磁特征的定位算法，突破傳統(tǒng)衛(wèi)星導航依賴性強、易受干擾的局限，為中國地磁導航研究奠基。

　　2000年，左文輯發(fā)表文章介紹小衛(wèi)星地磁導航系統(tǒng)（方法），首次在國內(nèi)驗證了地磁導航在小衛(wèi)星上的可行性。此前，地磁信號主要依賴磁強計測量，左文輯提出引用卡爾曼濾波算法，不再只依靠磁強計的單一數(shù)據(jù)，而是將磁強計數(shù)據(jù)和衛(wèi)星運動的規(guī)律結(jié)合起來，計算出衛(wèi)星的實時位置與速度，不斷修正誤差，誤差控制到達國際先進水平。“研究過程中，最大的難度來源于客觀條件，地磁場測量過程存在干擾、處理器運算速度不夠、計算機編程水平不高等，而研究工作又分得很細，每部分都要進行大量的計算，經(jīng)常加班、反復試驗才能找到規(guī)律，最終驗證了猜想?！弊笪妮嬚f。

　　很快，地磁導航的研究有了實物成果，左文輯設(shè)計制作的地磁輔助組合導航裝置，利用無源自主導航方法，具有抗干擾能力強、無積累誤差和精度適中的優(yōu)點。“北斗或 GPS導航系統(tǒng)雖然精度高，但它是半自主式的，容易受到反衛(wèi)星的攻擊，這時就必須使用組合導航裝置，我的發(fā)明專利地磁組合導航裝置就成為堅強的后盾了?！弊笪妮嫿榻B，地磁導航與GPS導航組合技術(shù)，實現(xiàn)了高速旋轉(zhuǎn)彈體的低成本、高精度姿態(tài)測量，應用于導彈制導與防御系統(tǒng)，地磁輔助組合導航裝置為衛(wèi)星失效時的國家導航安全提供“備份方案”，是全球首個地磁+GPS組合導航裝置，推動我國在抗干擾導航領(lǐng)域的自主可控。

　　從事科學研究30余載，左文輯實現(xiàn)了地磁導航理論與技術(shù)的開創(chuàng)性突破，將空中的導航誤差縮小至10米，在沒有信號的水下，地磁導航與其他導航方式融合使用，可將精度提高至3米。未來隨著量子磁力儀、動態(tài)地磁圖和新型算法的應用，水下及復雜環(huán)境定位的誤差有望被鎖進“米級”。

　　“搞科學研究，就是發(fā)揚創(chuàng)新精神，提高發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力?！弊笪妮嬚f。退休后，他還繼續(xù)關(guān)注地磁導航領(lǐng)域的研究，未來隨著地磁導航與人工智能的結(jié)合、新型傳感器和更先進的算法等的應用，地磁導航的精度還將進一步提高，為我國國防、經(jīng)濟、民用等方面作出更大的貢獻。

　　回到家鄉(xiāng)，左文輯倍感親切，受邀回到闊別多年的母校奮興中學，他更是深有感觸。“育人之本在鑄魂！愛國當效左宗棠抬棺西征，以命守疆。今日科研攻堅，亦是守護國脈之戰(zhàn)?！弊笪妮嬕笄忻銊罴亦l(xiāng)莘莘學子立志全面發(fā)展、追求卓越、為國礪劍。