時隔8年，80歲的陽江籍科技工作者左文輯重返故鄉，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的學習和研究，回到陽江的時間屈指可數。此次回鄉，他真切感受到家鄉翻天覆地的變化：“高樓大廈、車水馬龍，非常熱鬧，生活越來越好了?！?/p>
20多年前，一場導航技術領域的革命正在醞釀：衛星導航（如GPS、北斗）和慣性導航等技術已廣泛應用于生產生活和航天科技領域，左文輯看到衛星導航、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域“拓荒”。
如今，地磁導航已廣泛應用于慣性導航系統的校正、潛艇無源導航、導彈地下發射現場、鉆探機器人、蛟龍號深潛器的定位以及科學探測等軍民領域。近日，原中國科學院研究員左文輯回鄉走親訪友，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，從小學習成績優異，1962年以優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?，午餐晚餐是紅薯白米飯配菜，一天的伙食費是1角2分錢?！被貞浲?，左文輯并不覺得艱苦，反而坦言“和革命先輩相比已經非常幸福了”。
左文輯從小就發奮讀書，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，中國是農業大國，解決吃飯的問題是“頭等大事”，而農業機械化是未來的發展趨勢。因此，他選擇攻讀農業機械系的汽車工程專業，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?！焙髞恚笪妮嬚{整了學習計劃，每天晚飯后抽出半小時鍛煉身體，把身體調養好了，學習效率也慢慢提高了。
不久后，“文化大革命”爆發。“那段時間，我買了數學手冊、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、規劃、方法，博覽群書，且在學習中培養獨立思維以及分析問題、解決問題和創新的能力，為以后的工作打好基礎。
立志成為“紅色工程師”：為國礪劍鉆研前沿學術
5年的大學生活豐富了左文輯的知識體系，也進一步培養了他獨立思考、創新求變的能力。“當時有個口號，‘清華大學是培養紅色工程師的搖籃’，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，左文輯憑借優異的成績，經全面考核后留校，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律，他和同事要用大量的計算彌補測量儀器穩定性、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。
正是在這樣的環境下，左文輯的理論基礎不斷夯實，尤其是計算能力快速提高。他敏銳地察覺到導航技術的戰略價值，萌生了考取碩士研究生的想法，向學術高峰發起沖鋒。
1979年，他選擇報考清華大學導航與自動控制專業，盡管與本科專業跨度較大，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，左文輯被分配到中國科學院國家空間科學中心，在科研領域展現出非凡的潛力。
鑒于左文輯學歷高、能力強、表現好，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，優化各個參數，最后得到誤差最小的數值，在復雜的、多個未知變量的計算中得出最優值。
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。他大膽嘗試，率先將遺傳算法用于自適應控制系統的設計，應用于空間飛行器的多變量自適控制，研究小衛星的GPS和地磁組合自主導航方案，他還在英國頂級刊物IEE上發表了3篇學術論文?！拔覍ψ约旱囊笫欠彩驴壳耙徊?，特別是做科研，超前思維非常重要?！弊笪妮嬚f。
如今，遺傳算法已經在人工智能等領域得到廣泛運用。2024年，杰弗里·辛頓與約翰·霍普菲爾德因在人工神經網絡領域的突出貢獻，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助神經網絡實現智能化，足見其思維和研究方向的超前。
奠基中國地磁導航：構建自主地磁適配理論體系
20世紀90年代，導航技術正處于從傳統方式向現代衛星導航過渡，衛星導航、慣性導航廣泛應用在軍事領域，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?，左文輯埋頭開啟地磁導航的研究，在這一科研“無人區”拓荒。他率先提出利用地球固有磁場實現飛行器自主導航的構想，1995年在IEE期刊連續發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，突破傳統衛星導航依賴性強、易受干擾的局限，為中國地磁導航研究奠基。
2000年，左文輯發表文章介紹小衛星地磁導航系統（方法），首次在國內驗證了地磁導航在小衛星上的可行性。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據，而是將磁強計數據和衛星運動的規律結合起來，計算出衛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?！把芯窟^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，經常加班、反復試驗才能找到規律，最終驗證了猜想。”左文輯說。
很快，地磁導航的研究有了實物成果，左文輯設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點?！氨倍坊?GPS導航系統雖然精度高，但它是半自主式的，容易受到反衛星的攻擊，這時就必須使用組合導航裝置，我的發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，實現了高速旋轉彈體的低成本、高精度姿態測量，應用于導彈制導與防御系統，地磁輔助組合導航裝置為衛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域的自主可控。
從事科學研究30余載，左文輯實現了地磁導航理論與技術的開創性突破，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、動態地磁圖和新型算法的應用，水下及復雜環境定位的誤差有望被鎖進“米級”。
“搞科學研究，就是發揚創新精神，提高發現問題、解決問題的能力?！弊笪妮嬚f。退休后，他還繼續關注地磁導航領域的研究，未來隨著地磁導航與人工智能的結合、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、經濟、民用等方面作出更大的貢獻。
回到家鄉，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?！弊笪妮嬕笄忻銊罴亦l莘莘學子立志全面發展、追求卓越、為國礪劍。
