CAA口述历史
我国信号处理与智能控制专家——李衍达
秉承尊重历史、以史为鉴、弘扬传承的理念，中国自动化学会于2015年精心打造“口述历史”系列访谈栏目。2026年恰逢学会成立65周年，经典重启、薪火续传，“口述历史”系列访谈栏目焕然升级！我们既聚焦深耕领域的老一辈科学家，也关注与学会发展、学科传承紧密相连的年轻科研力量，通过挖掘科学家背后的故事，探寻沉淀其中的学会记忆，梳理学科发展的鲜活脉络。
本期，让我们一同走近李衍达院士，聆听藏在时光里的科研故事，感受老一辈科学家与学会、与自动化学科相伴同行的初心与坚守。
李衍达，信号处理与智能控制专家，中国科学院院士，清华大学教授，中国自动化学会会士、特聘顾问，IEEE Fellow。1936年出生于广东东莞，1959年毕业于清华大学自动控制系，后长期在清华大学任教。1978年至1981年作为中国第一批赴美访问学者在美国麻省理工学院访问研究，1991年当选为中国科学院院士。曾任清华大学自动化系主任，清华大学信息科学技术学院院长，中国自动化学会第六、七、八届理事会副理事长等职。长期从事信号处理理论、地震勘探数据处理、智能信息处理和生物信息学研究，曾主持国家自然科学基金重大项目，获国家自然科学奖四等奖、国家教委科技进步奖等。
一、寒门砺学：风雨求学路，奠报国自强之基
1936年，李衍达出生于广东东莞。动荡的时局与家中拮据的经济状况，让他的求学之路充满坎坷。他在东莞莞城阮涌小学读完三年级后，便随家人迁居广州。城里生活忙碌，日子仍旧窘迫，但他始终对新知识、新事物充满好奇。
初二时，成绩优异的李衍达插班进入广雅中学。广雅中学前身为清末张之洞创办的广雅书院，承载着经世致用、兼容中西的教育传统，也寄托着教育救国、实业兴邦的时代追求，成为他精神成长的重要场所。在校期间，李衍达品学兼优，当时的校长特批他直升本校高中继续就读。
图1 高中时代的李衍达
1954年，怀揣科技报国的理想，李衍达考入清华大学电机工程系。清华园“行胜于言”的校风潜移默化、浸润于心；电机系深厚的专业积淀，为他打下了电子、电气与工程技术的坚实基础；开放包容的学术氛围，更让他突破学科局限，学会从多学科视角思考问题。
大学二年级时，他参加了关于“电磁场本质”的课外科技活动，探讨电磁场与物质之间的关系。为理解这一复杂问题，他主动学习自然辩证法，并尝试将哲学思辨与工程研究结合起来。此后，“事物是普遍联系的”这一认识，成为他长期从事交叉研究的重要思想基础。
大学三年级，面对国家自动控制学科建设的需要，李衍达被系里调入新设立的自动控制系自动控制专业。在那个百废待兴的年代，自动控制是支撑国家工业、国防、科技发展的核心新兴学科，承载着国家工业现代化的希望。从电机工程到自动控制，这次调整使他的人生道路与我国自动化学科的发展紧密相连。
1958年，国家科研建设急需青年骨干，尚未毕业的李衍达提前留校，在清华大学电机工程系任教。当时国内程序控制计算机领域基础薄弱，许多核心原理和工程细节都需要从头摸索。刚刚走出课堂的他，便参与了我国第一台数控机床相关程控计算机的运行与维护工作，在实践中接触早期程序控制与自动化装备的关键技术问题。
二、MIT砺剑：破模仿困局，立自主创新之志
1978年，改革开放拉开序幕，国内科技事业迎来了复苏。国家计划选派中青年学者赴美进修，李衍达凭借扎实的学术积累，成功通过选拔，成为国内首批赴美访问学者，前往麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）访问学习。
图2 1978年清华大学赴美留学教师合影（后排右1：李衍达）
初到MIT，全新的学术环境和研究方向给李衍达带来了极大的挑战。他此前主要从事微型计算机与自动控制相关工作，而在MIT期间，他师从数字信号处理领域著名学者奥本海姆教授（A. V. Oppenheim），研究方向转向数字信号处理及其应用。
起初，导师建议他先修读几门基础课程，补足跨学科研究所需的理论基础。但李衍达深知，远赴海外学习不仅是补课，更重要的是进入国际科研前沿，形成真正具有原创性的研究能力，做出属于中国人的原创成果。
为尽快适应数字信号处理这一新的研究方向，他集中学习相关课程与文献。经过一年多的努力，他逐步补足理论基础，初步进入信号处理领域，并开始接触导师团队的前沿研究课题。此后，他围绕相位谱重构信号问题开展研究，提出利用相位信息估计反射波波达时间的方法。这一工作把信号处理理论与地震勘探中的波延时问题联系起来，也让他真切感受到，中国学者同样能够在国际前沿问题上提出原创思路，并为他回国后开展地震勘探数据处理研究奠定了基础。
李衍达后来回忆，在MIT访问学习的两年多时光，不仅让他在技术上获得突破，更重要的是让他建立了科研自信。出国前，他和许多国内科研工作者一样，更多是模仿和学习国外成果；而身处国际前沿环境，他更深刻地认识到，科研的真正价值在于提出新问题、开辟新方向，逐步摆脱了“国外做什么、我们跟什么”的固有思维。
图3 20世纪70年代末，李衍达与林家翘（C.C. Lin）先生在麻省理工学院
回国前，李衍达专程拜访国际知名学者林家翘先生，请教未来科研方向。林家翘先生告诫他：“别人做过的，你不要做。”这句话深深烙印在他心底，成为他此后几十年始终坚持原创探索的治学、科研准则。
三、报国攻坚：以信息破局，铸能源勘探重器
1981年，带着“自主创新、服务国家”的初心和对信息领域的全新认知，李衍达回到了清华园。
当时，改革开放稳步推进，国家工业现代化建设加速展开，石油能源作为工业发展的“血液”，其勘探与稳定供给直接关系到国家发展和民生保障。彼时我国油气勘探技术仍较为落后，传统勘探方式效率低、成本高、精度不高，尤其是海上钻井，一旦勘探失误，就会造成巨大的经济损失。能源勘探中的现实难题，让李衍达深感焦急。由此，他主动将科研重心转向地震勘探信号处理，希望用信息处理方法提升油气勘探能力，靠自主创新守住国家能源安全的技术底线。
当时业界通用的“地震勘探法”的基本思路是，通过人工激发地震波，再根据地下岩层反射回来的信号推断地下构造和油气储层位置。但单靠地震数据，能够获得的地下信息仍然有限，难以准确刻画油藏的具体范围。
研究初期，李衍达带领团队沿着传统技术路径改进计算方法，却始终没有取得大的突破。经过反复思考，他意识到问题并不只是计算不够准确，而是信息来源不足。测井数据能够提供井旁局部地层的高分辨率信息，地质工程师的经验判断能够补充地质背景，而地震数据则具有覆盖范围广的优势。如果能够将“测井数据、地震数据、地质解释”融合起来，就有可能补齐单一数据源的短板，更清晰地刻画地下油层结构。
这一思路在当时极具开创性，但是实施难度也很大。测井、地震勘探、地质研究分属不同学科体系，数据尺度、分辨率和表达方式各不相同。测井数据分辨率高但覆盖范围小，地震数据覆盖面广但局部精度不足，地质经验又往往难以量化表达，所以大家普遍认为，三者融合是“不可能完成的任务”。
越是艰难，李衍达越是坚定。他始终坚信，自主创新就是要走别人没走过的路。20世纪80年代中期，清华大学常迵教授从国外带回关键信息：一种新型“工作站”问世，性能媲美大中型计算机，体积较小，支持人机交互，恰好能解决多源数据融合的处理难题。李衍达敏锐意识到，工作站有可能为多源地学信息融合提供新的平台。这一消息让他备受鼓舞。他立刻带领团队逐一攻克跨学科数据适配、算法融合、人机交互开发等难题，突破技术与学科的双重壁垒，最终实现了测井、地震勘探与地质解释信息的一体化处理和分析。
图4 1992年左右，李衍达带领博士生张学工、罗晖到胜利油田物探公司开展合作研究，讲解地震勘探信号的智能处理
这项创新技术很快在实践中得到验证。团队在胜利油田渤海湾埕岛地区应用相关方法，成功打出三口新的高产井。此后，将地震数据、测井数据和地质解释进行综合处理，并通过人机交互辅助勘探决策，逐渐成为油气勘探中的重要技术手段，为我国石油勘探与能源安全提供有力支撑。
四、跨越学科边界：以信息科学探索生命规律
20世纪90年代，全球信息技术快速发展，“信息高速公路”等概念刚刚提出，李衍达敏锐地意识到，信息系统如同国家发展的“神经网络”，是一个国家科技实力与核心竞争力的关键，只有抢占信息科学的前沿阵地，才能把握未来发展的主动权。
1994年，李衍达在清华大学建立网络信息研究组，将智能信息处理、智能控制等方法用于网络控制和网络信息检索。随后，他又将目光投向正在快速兴起的生命科学与生物信息学。
1996年，年届60岁的李衍达开辟生物信息学研究方向，并创建清华大学生物信息学研究组。彼时，人类基因组计划加速推进，海量DNA数据不断涌现，生命科学的研究重心正在从“基因测序”逐步转向“数据解读”。庞大的生命数据中，藏着解开人类健康与疾病难题的关键，而他深耕多年的信息处理与控制理论，正是破解难题的关键工具。
图5 2007年，李衍达作关于生物信息学发展挑战的报告
他的研究思路与当时主流方向有所不同。传统研究更多将信息技术作为生物学研究的辅助工具，用于数据库建设、序列比对和数据管理；李衍达则更关注生命系统内部的信息结构、调控关系和反馈机制，尝试从复杂系统角度理解DNA、RNA、蛋白质以及基因调控网络之间的关系。他将自动控制理论和信息处理方法引入生命科学研究，在他看来，生命过程可以从信息传递、调控与反馈的角度加以理解。
跨学科探索之路格外困难。为了打好团队的理论基础，李衍达鼓励具有信息科学背景的学生系统学习生物学、遗传学等课程。由于学科跨度大、发展前景尚不明确，研究工作推进一度并不顺利。但他从未放弃，始终坚信交叉领域虽挑战重重，却蕴藏着巨大的科研价值，信息处理方法一定能为生命科学带来全新的突破。凭着这份韧劲，他与研究生卢欣并肩攻关，借助分维理论证实DNA序列具备分维特性，相关成果发表于国际核心期刊，也由此拉开清华大学生物信息学研究的序幕。
五、坚守育人初心，胸怀家国勇担使命
李衍达几十年如一日坚守教学一线，用心培育青年人才，悉心指导学生潜心钻研、攻克科研难题。他提出“研究生首先要研究人生，然后才是研究学问”的理念，将品德育人放在首位，引导学生树立正确的人生目标，保持勤奋钻研、持之以恒的科研态度，勉励青年科研人员拓宽前沿眼界，坚守创新初心，把个人科研追求融入国家发展大局。同时，他常告诉学生，好奇心是科研的初心根基，要放平心态，勇敢面对科研路上的困难与挫折。
李衍达长期参与中国自动化学会工作，曾任学会第六、七、八届理事会副理事长，并担任学会特聘顾问。他既见证了学会的发展，也通过学术组织建设、学科方向引领和青年人才培养，推动自动化、智能控制与智能信息处理等领域的交叉发展。在学会成立65周年之际，他寄语学会，要依托深厚的学术积淀，紧扣国家发展需求，持续推动技术创新、赋能产业发展，助力实现科技自立自强。
编后语
李衍达院士秉持求真务实、严谨治学、迎难而上、胸怀家国的治学态度与科研品格，长期深耕信号处理与地震勘探数据处理相关研究，近三十载潜心开拓生物信息学领域，在自动化、信息科学与生命科学的交叉赛道踏实求索、深耕实干。他珍藏着一本手记，其中既有对挚友陈星弼的缅怀，也记录着先贤治学修身的箴言警句，以及自己经年科研治学的思考与感悟，“一点浩然气，千里快哉风”，正是他坚守的人生志向与科研风骨的生动写照。
