科技报国，立德树人

张建

2012年仲夏，在清华大学夏季研究生毕业典礼暨学位授予仪式上，曹汛作为代表发言。他说，走上工作岗位后，定当秉承爱国奉献、追求卓越的精神，努力成就一流的事业，为祖国的繁荣贡献自己的力量。

十年倏忽而过，誓言言犹在耳。

入职南京大学后，曹汛瞄准科技前沿，面向国家需求，勇闯“无人区”，不断攀登科研高峰。

科研战场之外，曹汛埋首躬耕于三尺讲台。

传道授业，立德树人，曹汛积极鼓励、引导学生立志明德，勇挑重担。

培养人才，是最重要的任务

受新冠肺炎疫情影响，线下教学、实验、交流研讨等活动暂时无法开展，曹汛的工作由线下转到线上。

作为教授、博士生导师，他积极为本科生授课、指导博士和硕士的科研工作、带领学生团队参与各项学科竞赛、带领团队推进各项科研工作、思考将研究成果进行转化以解决实际问题。

作为国家重大科技专项专家组成员，他要和其他学者一起线上商讨工作。

尽管日程表排满，曹汛仍坚守一个原则：一定得安排时间与学生沟通。

培养人才是他为自己定下的重要任务。

2006年，曹汛从南京大学电子科学与工程系毕业，被保送到清华大学深造。

读研期间，生活基本是“实验室—食堂—宿舍”三点一线，单调但不枯燥。

他在科研上投入了足够的热情，“科研的课题是有乐趣的，很好玩。”

曹汛的博士答辩委员会主席陈熙霖研究员讲过一个故事：给一个小孩买一个新玩具，小孩晚上不肯睡觉要一直玩，早晨醒来马上就想到这个新玩具，估计在睡梦中也想着。“陈老师说，如果有一天你对自己的科研项目也是这样痴迷，那么你离成功就不远了！”

曹汛的研究方向是计算摄像学。这是一个综合信号处理、光学、视觉、图形学等多种知识的交叉研究学科，要解决的是“看”的问题，就是怎么获取视觉信息，因为人和客观世界交互的信息量中70%～80%跟视觉有关。

眼见为实。“能看到”带来的信息量很大，应用场景也很多，比如军事国防、工业检测、安全生产监控、数字经济和虚拟现实等。

要想“看到”，電子学上的装备就是相机。围绕相机的学科有电子、光学、人工智能等，图像和视频得到之后，还需要处理，所以还有计算和信号处理等软件部分，这些学科的交叉就构成了计算摄像学的学科方向。

虽然读研期间遇到过实验卡壳的状况，但曹汛不急不躁，他当时的目标是取得原创的、最好的成果。直到2011年，也就是研究生读到第5年时，他才发表博士阶段的第一篇论文。

他说：“要在原创研究方面取得突破，肯定要沉寂一段时间，这段时间要耐得住寂寞。无论是基础科学研究还是关键技术的研发，都是厚积薄发的积累过程。”

2012年，曹汛参与的《立体视频重建与显示技术及装置》课题获得国家技术发明一等奖，他也成为最年轻的国家三大奖获奖人之一。

博士毕业时，曹汛规划了清晰的未来——要培养人才。

他跟导师戴琼海院士聊了很多科研工作的想法。他觉得，所有的研究，只有培养出合格的人才，研究才能接续传承，单打独斗肯定不行。

当时，很多大企业给他发Offer。读研期间，他曾在欧美等地访学，在国外也有不错的工作机会。甚至毕业多年后，美国谷歌公司还给他发信息，希望他去谷歌工作。

他都不为所动。

曹汛认为，这些工作或者机会也许能成就一项伟大的技术成果，但如果能成为一名老师，为国家培养更多优秀的人才，意义更大。

他的目标是在自己的研究领域培养出具有国际竞争力的人才梯队。

学成归来，曹汛入职母校南京大学，站上讲台，教书育人。

从当学生到教学生，身份发生了变化，曹汛并没花太多时间去适应这个转变。他把这份从容归功于导师的眼光和格局。早在读博的时候，他就开始带一些低年级的同学团队协作，“导师一直在培养我做这些事。教育也是有传承的，我的老师把正确的方法教给我，我的教学科研工作自然而然就开展起来了。”

探索前沿，解决国家需求

关于成像，古已有之。公元前400年，中国的墨子最早发现小孔成像原理。

随着时代的演进，人们发明了各种装置用来留存时光和记忆，并进行科学研究。计算摄像学可以算是成像史上的第三次革命，让人们更早介入成像的过程，且在成像过程中加入了“计算”和“智能”的元素。

曹汛介绍，上世纪90年代，美国的国防部门举办计算摄像学方向的学术会议。当时，跟计算摄像学相关的学校有麻省理工学院、斯坦福大学等。国内最早开设这门课程的就是清华大学。

“高大上”的科研听起来与大众相去甚远，其实，这门学科与大众的生活息息相关。

以智能手机为例，相机和显示已成为新推出手机中变量最多、研发投入也最大的元素。近十年来，手机厂商在计算摄像学方面的研究如火如荼，每家厂商都愿意跟计算摄像学的相关实验室合作。为手机提供相机的供应商，无论是硬件还是软件，也都积极在这方面下大功夫。

还有就是汽车。

不论是新能源汽车，还是传统的燃油车，近年来也都装上了各式各样的“眼睛”——相机装置。以前开车，主要靠司机来判断情况，现在的车靠电子“眼睛”来感知环境、感知三维空间，辅助驾驶，一辆车装十几个摄像头都是正常的。

这两个市场均已达万亿元级的规模，是全球厂商的必争之地。

曹汛的研究开拓了相机的一个新维度——光谱信息。

他长期致力于光谱相机的视频成像研究，推动了光谱成像技术由“静态”到“动态”、由“图像”到“视频”的突破和跨越。

曹汛说，传统的光谱相机只能获取静态的光谱数据，它需要一定的时间来扫描成像，就像给人拍照，被拍的人不能动，动了就不能成像了。

但是，光谱视频成像很难。难点就在于如何在短曝光时间内获取高维光谱信息（一秒钟百万空间像素的高光谱视频就达到接近10 GB的数据通量）;同时，构建实际的视频成像系统也具有相当的挑战性。

难归难，国际上的竞争一刻也没停。

十年前，曹汛开始进行基础研究时，美国的DARPA（美国国防部高级研究计划局）和亚利桑那大学光学科学中心也在研究这项技术。当时，这项技术属于“无人区”，大家都在探索，寻找不同的技术路径。

前路艰难，上下求索，十年磨一剑。在国家自然科学基金项目的支持下，曹汛的研究终于结出硕果。他提出了棱镜—掩模调制的光谱视频成像方法（PMVIS），并研制出系列光谱相机及装置。

这样的成果让曹汛在领域内、在国际上占得一席之地。他的研究被国际权威研究机构（包括欧美的军事研究机构）评为当前光谱视频成像的三种代表性技术之一，研究的应用场景包括军事侦察、工业检测等重点领域。

在美国，有实验室基于美方的研究做出相机，用以检测化工气体泄漏，防止重大安全生产事故的发生，我国也想引进这项技术。

曹汛对化工企业安全事故感触颇深：“我刚开始研究工业安全生产检测的时候，全国每年重大化工爆炸事故有200多起，造成各种经济和社会损失。”

这些事故的起因主要是化工气体泄漏引起的爆炸和燃烧，但化工气体最难“看见”，无声无形，在空中到处飘。

要想揪出“元凶”，就需要一双“火眼金睛”。

依托强有力的科研力量支撑，曹汛打造的“火眼金睛”（光谱预警相机）不仅能够识别化工气体，还能追踪轨迹，从哪儿来、到哪儿去。他和应急管理部对接，打造安全生产预警系统，从而实现化工企业生产隐患的早发现、早预警，降低重大事故的发生率。

“能排除一起事故，就能救回很多东西。”曹汛说。

立志明德，引导学生登高望远

在工作中，曹汛认为自己是很严肃的老师。

“我并不是为了严肃而严肃，只是对事情比较认真。”如果学生在科研方向上进展慢了，或者遇到什么问题了，还是比较怕他的。

他喜欢对科研有兴趣的学生，对待科研要有饱满的热情和浓厚的解决问题的欲望。

他还喜欢“傻”一点的学生。“社会上不是有‘精致的利己主义者’的说法吗，做科研，太‘聪明’不行，要‘傻’一点，能耐得住寂寞，坐得住冷板凳，不能太功利，不能追求短、平、快的利益，這样才能在科研的漫漫征途中沉下心来。”

青年学子应当树立怎样的理想信念？该追求什么样的人生？

读博时，曹汛接受的教育是：立大志、入主流、上大舞台、干大事业。

他把这种理念带到工作中，引导学生登高望远。

2021年4月，习近平总书记到清华大学考察，寄语学子“立大志、明大德、成大才、担大任”。

曹汛认为，总书记的论述是青年学子成长之路上最明亮的灯塔。

曹汛最推崇的前辈是荣获“两弹一星”功勋奖章的科学家程开甲。“程先生第一次踏入罗布泊后，把一生中最好的20多年时光献给了茫茫戈壁。在服务国家重大需求方面，程先生无论是精神，还是做事的方式和方法，抑或是科研水平，都是值得我们尊敬的榜样。”

每一年，在研究生开学第一课上，曹汛都会向同学们传递这样的观点：要有责任感和使命感，扛起民族复兴的重任，深入探索，久久为功，做一名专注的科技工作者。“国家向大学倾注了丰富的教学、科研资源，如果我们没有担当，是不是愧对国家的支持和人民的期待？”

从教十年，曹汛的付出获得认可，先后被评为师德先进个人和授课优秀教师。

他认为，要把当老师的根本把握好，把立德树人的根本任务执行好。他不太关注学生怎么评价他，更关心自己指导的学生能否成才。

曹汛研究的领域有一项图像视频压缩技术，这项技术在国际上是有标准的，这个标准涉及将来各个国家在国际市场上的经济利益划分，国际上的商业巨头都在“分蛋糕”。“有的国家为什么贡献大，将来的经济利益分得多，不就是因为技术厉害吗？你的技术厉害，大家才用你的技术。”

科研团队的老师和学生围绕该技术的下一代评测标准开展攻关，有了初步成果之后，在国际标准组织的测评中取得了不错的成绩，有点兴奋。曹汛就跟团队讲，这还不是第一名，有什么可高兴的？取得了第一名才有更强的话语权。

所以，曹汛反复向学生强调，志向要远大，要瞄准最先进的方向，如果瞄都不瞄，那做出来的成绩也就没什么可看的了。

他永远鼓励学生，一定要做到极致。

对话

《风流一代》：你怎么教育本科生？

曹汛：对本科生，我还是注重培养、激发他们的学习兴趣，希望他们更早地发现自己喜欢什么、擅长什么。如果做的事情是喜欢的，并且也是擅长的，应该就能在自己的道路上继续走下去。

《风流一代》：你觉得现在的学生有什么变化？

曹汛：现在的学生有一个非常大的变化，就是获取信息的渠道很多。我记得我上学的时候，获取信息的渠道非常单一，无非就是学校的图书馆，那时候手机都很少。现在的学生跟我们那个时候已经不一样了。我举个例子，我上学的时候，如果想学人工智能的知识，得去图书馆抢着借有限的几本书。当时大学生每个月的生活费就几百元，复印一本书对我来说还是挺贵的。现在，学生只要在网上一搜，相关的文字、讲义、视频很多。

这个变化对现在的学生来说有利有弊，对学生来说，可能第一步就是学会如何在浩如烟海的资料中找到有用的东西。

《风流一代》：你为什么强调学生要保持专注？

曹汛：现在的学生，拿起手机，就会有很多诱惑，如游戏、购物、社交，时间很容易就被浪费掉了。对学生来说，在学习上保持专注的能力很重要。

《风流一代》：除了教学、科研，你还指导学生参加竞赛，如“挑战杯”、研究生电子设计竞赛，你主要做哪些工作？

曹汛：指导学生参加竞赛，主要是综合培养，是创新思维的训练。学生有好的想法，要做一个作品，要指导学生如何把想法付诸实践。此外，还要对学生的思维方式、作品的工程性能、赛场的表达能力进行指导，要让学生明白如何实现创新。

《风流一代》：你已经培养了多少研究生？

曹汛：目前，已经有3名博士生、30多名硕士生毕业，他们进入高校、企业工作，已经独当一面了。