張錦玉

1910年的一天，德國(guó)地球物理學(xué)家魏格納臥病在床。他看著床對(duì)面的世界地圖，有了很多奇妙的想法：為什么大西洋兩邊大陸的輪廓線是那樣相似？幾內(nèi)亞灣能否填補(bǔ)巴西亞馬孫河口突出的大陸輪廓？如果把它們并合在一起，是不是就是一個(gè)完整的大陸？1912年，在法蘭克福地質(zhì)學(xué)會(huì)上，魏格納作了題為《大陸與海洋的起源》的講演，首次提出了大陸漂移的假設(shè)，引起了學(xué)術(shù)界的轟動(dòng)和震驚。但當(dāng)時(shí)那些傳統(tǒng)的地質(zhì)學(xué)家沒(méi)有一個(gè)人相信魏格納的假說(shuō)。

直到魏格納去世30年后，古地磁學(xué)為魏格納的假說(shuō)提供了有力的證據(jù)，大陸漂移學(xué)說(shuō)席卷全球，最終成為板塊構(gòu)造理論的基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，地球科學(xué)是一個(gè)需要猜想的科學(xué)，即使到了今天，人類(lèi)也主要依賴(lài)地表觀測(cè)來(lái)推測(cè)地球的運(yùn)動(dòng)、地球的歷史及未來(lái)。如何根據(jù)非常有限的信息了解地球潛藏的礦產(chǎn)和油氣資源，對(duì)地球物理勘探研究者來(lái)說(shuō)，仍然是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。

讓地球物理勘探研究者獲得更多的信息是中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院副教授陳儒軍的主要研究方向，他先后主持和參與偽隨機(jī)多頻激電儀、直接油氣檢測(cè)電磁系統(tǒng)、精密工程地震儀和三維精密激電儀等地球物理儀器的研發(fā)工作。他說(shuō)自己研發(fā)先進(jìn)的儀器設(shè)備，是為了提供更多的數(shù)據(jù)信息，幫助人們更好地發(fā)現(xiàn)礦藏、發(fā)現(xiàn)油氣、預(yù)測(cè)地震。這是一條沒(méi)有指南針，純靠摸索的道路，陳儒軍希望自己能走出一條新的路，為地球物理勘探的發(fā)展添磚加瓦。

知識(shí)改變命運(yùn)

陳儒軍對(duì)地球物理最初的理解來(lái)自他對(duì)這4個(gè)字的“望文生義”?！澳莻€(gè)時(shí)候提倡‘學(xué)好數(shù)理化，走遍天下都不怕’，我地理學(xué)得比較好，感覺(jué)這是一個(gè)文科和理科相合的專(zhuān)業(yè)。”高考填志愿時(shí)，陳儒軍并不了解地球物理具體是學(xué)什么的，糊里糊涂就選了。不過(guò)父親告訴陳儒軍，“三百六十行，行行出狀元”，只要肯干，一定能有所成就。陳儒軍把父親的話聽(tīng)進(jìn)了心里，既然選擇了地球物理專(zhuān)業(yè)，他一定會(huì)好好學(xué)習(xí)。

事實(shí)上，在陳儒軍人生的每一次抉擇時(shí)刻，父親都是對(duì)他影響最大的人。

初中一年級(jí)下學(xué)期，陳儒軍的母親因病去世，家里的經(jīng)濟(jì)狀況也每況愈下。初中畢業(yè)后，陳儒軍沒(méi)有考上重點(diǎn)高中，當(dāng)時(shí)他有兩個(gè)選擇：一是補(bǔ)習(xí)一年考中專(zhuān)，早點(diǎn)工作；二是去讀普通高中。考慮到自己的家庭條件，陳儒軍執(zhí)意選擇了前者。

陳儒軍初中三年級(jí)的班主任黎之貴老師主動(dòng)找到了他的父親。黎老師說(shuō)：“你應(yīng)該送你兒子去讀高中，他肯定能考上大學(xué)?！甭?tīng)到這句話，陳儒軍的父親說(shuō)什么都要堅(jiān)持送他去讀普通高中。陳儒軍不同意，父親就把他的親朋好友全部找來(lái)，勸說(shuō)他。最終，陳儒軍被朋友說(shuō)服，決定去讀普通高中，考大學(xué)。

2020年9月，陳儒軍在青藏高原踏勘康定折多山

“那個(gè)時(shí)候沒(méi)有電話，他要走很遠(yuǎn)的山路一個(gè)一個(gè)把人找來(lái)勸我?！备赣H愛(ài)得深沉，陳儒軍帶著這份感動(dòng)重新踏上求學(xué)之旅。1992年，努力刻苦的陳儒軍不負(fù)父親的期望，以?xún)?yōu)異的成績(jī)考上了中南工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)中南大學(xué)）。

在中南大學(xué)，陳儒軍順利完成了本科和碩士的學(xué)習(xí)。碩士畢業(yè)后，他依然面臨著兩個(gè)選擇：一是去江蘇的勘探單位工作，專(zhuān)業(yè)對(duì)口，待遇也很不錯(cuò)；二是繼續(xù)讀書(shū)，報(bào)考何繼善院士的博士研究生。這個(gè)時(shí)候，陳儒軍想到了他的父親。

父親年輕時(shí)曾在思南師范學(xué)校讀書(shū)，本來(lái)可以當(dāng)老師，但遇上三年自然災(zāi)害，學(xué)校停課，他就去學(xué)了木工。后來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)形勢(shì)好轉(zhuǎn)后，父親因?yàn)閷W(xué)到了一門(mén)好手藝就放棄了回學(xué)校讀書(shū)。再后來(lái)，陳儒軍的爺爺和母親都去世了，家中情況每況愈下，父親更是度日如年?！案赣H本來(lái)有機(jī)會(huì)繼續(xù)讀書(shū)，但是他放棄了，一生的命運(yùn)由此改變?！备赣H的親身經(jīng)歷讓陳儒軍知道唯有知識(shí)才能改變命運(yùn)。1999年，陳儒軍考取了何繼善院士的博士研究生，學(xué)術(shù)科研之路，將會(huì)是他往后人生中最漫長(zhǎng)的路。

好學(xué)的力量

時(shí)間倒回27年前，1996年，還是研究生的陳儒軍就已經(jīng)開(kāi)始跟著學(xué)院的老師參與到多項(xiàng)大地電磁野外數(shù)據(jù)采集和基樁完整性檢測(cè)的工作中。

在此過(guò)程中，陳儒軍接觸到了許多進(jìn)口的勘探儀器，它們都涉及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。雖然那時(shí)智能手機(jī)、MP3、MP4、數(shù)碼相機(jī)等體現(xiàn)數(shù)字技術(shù)的電子產(chǎn)品沒(méi)有普及，但這些發(fā)現(xiàn)使他意識(shí)到數(shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)未來(lái)將在地球物理勘探中發(fā)揮非常重要的作用。

于是，陳儒軍開(kāi)始學(xué)習(xí)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，利用研究生的課余時(shí)間，他從圖書(shū)館借了3本英文專(zhuān)著，把書(shū)上介紹的各種數(shù)字信號(hào)處理算法全部編程實(shí)現(xiàn)了。陳儒軍并沒(méi)有滿足于掌握書(shū)本上的知識(shí)，他開(kāi)始將知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)際的行動(dòng)。為此，他開(kāi)發(fā)了包含數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、小波變換和各種現(xiàn)代譜估計(jì)算法的軟件系統(tǒng)，并將這套系統(tǒng)應(yīng)用于多頻激電信號(hào)的處理中。

充實(shí)的學(xué)習(xí)生活讓3年的研究生學(xué)習(xí)過(guò)得很快。在陳儒軍研究生快畢業(yè)時(shí)，他偶然了解到，何繼善院士用新研制的儀器采集數(shù)據(jù)算出來(lái)的激電參數(shù)出了問(wèn)題。于是他主動(dòng)幫助編程，對(duì)參數(shù)進(jìn)行處理和校正，取得了不錯(cuò)的效果，獲得了何繼善院士的高度肯定和贊揚(yáng)。

何繼善院士長(zhǎng)期致力于為地球“把脈”，創(chuàng)立了雙頻激電法、偽隨機(jī)信號(hào)電法和廣域電磁法等地球物理探測(cè)領(lǐng)域的重大理論方法。在何院士的指導(dǎo)下，陳儒軍對(duì)偽隨機(jī)信號(hào)和多頻電磁法有了更多的認(rèn)識(shí)。

一次，陳儒軍去石油物探儀器總廠調(diào)試海底大地電磁探測(cè)儀器，他負(fù)責(zé)編寫(xiě)采集程序。經(jīng)過(guò)陳儒軍調(diào)試后的儀器，在探測(cè)時(shí)取得了不錯(cuò)的效果，他的編程能力得到了時(shí)任石油物探儀器總廠總工程師羅維炳的認(rèn)可。羅維炳認(rèn)為陳儒軍很有培養(yǎng)潛力，于是做了他的副導(dǎo)師，和何院士一起指導(dǎo)他。在他們的指導(dǎo)下，陳儒軍進(jìn)步很快，他學(xué)到的數(shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)在儀器研制中進(jìn)一步發(fā)揮了作用。

由于之前學(xué)習(xí)了信號(hào)與系統(tǒng)和數(shù)字濾波器，陳儒軍也順利掌握了儀器中模擬信號(hào)處理技術(shù)和國(guó)外主流電法儀器的基本原理。就這樣，陳儒軍順利完成了博士論文《偽隨機(jī)多頻電磁法觀測(cè)系統(tǒng)》，還獲得了兩個(gè)特優(yōu)評(píng)價(jià)。

何繼善院士研發(fā)團(tuán)隊(duì)（陳儒軍居右一）

探測(cè)地球的深處

2004年，美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家杰夫·霍金斯出版了《人工智能的未來(lái)》一書(shū)，他指出，“人工智能的技術(shù)力量正以指數(shù)級(jí)規(guī)?？焖侔l(fā)展”。此時(shí)，剛剛博士畢業(yè)的陳儒軍認(rèn)識(shí)到人工智能可能對(duì)地球物理儀器和方法產(chǎn)生革命性影響，于是他找到了我國(guó)人工智能教育之父蔡自興教授，在他的門(mén)下做博士后研究。“我認(rèn)為地球物理儀器發(fā)展的下一步方向一定是高度智能化，未來(lái)希望能將人工智能應(yīng)用在地球物理儀器中?！睂⒅R(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)樾袆?dòng)，是陳儒軍擅長(zhǎng)的事情，他把學(xué)習(xí)到的人工智能知識(shí)活學(xué)活用，設(shè)計(jì)了一款融入智能控制思想的電法儀器，這一研究總計(jì)獲得10項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。蔡教授也對(duì)陳儒軍的研究思路表示了高度肯定。

4年后，陳儒軍考慮到在學(xué)校內(nèi)從事的研究?jī)?nèi)容有限，于是來(lái)到國(guó)內(nèi)最大的地球物理勘探公司——中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司，在教授級(jí)高級(jí)工程師何展翔和蔡自興教授聯(lián)合指導(dǎo)下從事企業(yè)博士后研究。

“何展翔老師是國(guó)內(nèi)數(shù)一數(shù)二的電磁勘探專(zhuān)家，他發(fā)明的時(shí)頻電磁勘探技術(shù)是油氣勘探中一個(gè)非常重要的方法。”在兩位非常出色的老師指導(dǎo)下，陳儒軍也提出了新的思路，他開(kāi)發(fā)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)、智能控制和功能可編程的通用型物探儀器，可以通過(guò)修改采集軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的采集功能。此外，陳儒軍還研發(fā)了油氣直接探測(cè)電磁系統(tǒng)，不僅能實(shí)現(xiàn)大地電磁數(shù)據(jù)采集，而且能采集何展翔教授發(fā)明的時(shí)頻電磁探測(cè)中的各種電磁信號(hào)。通過(guò)多次對(duì)比試驗(yàn)，陳儒軍最終證實(shí)了自主研制的儀器性能優(yōu)于進(jìn)口儀器。

2012年，從事了十年博士后研究的陳儒軍回到了中南大學(xué)。中南大學(xué)的劉繼順教授知道他在地球物理勘探儀器研發(fā)上頗有成果，希望他能夠解決1000米深度的找礦問(wèn)題?！拔矣X(jué)得這是一個(gè)很好的方向，也容易投入實(shí)際找礦過(guò)程中使用。并且中南大學(xué)在有色金屬找礦上的科研力量很強(qiáng)，有教育部的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，物探和地質(zhì)可以互相配合?！庇谑?，陳儒軍和他的學(xué)生開(kāi)始研究滿足大型深部金屬礦勘探需要的儀器。

如今，陳儒軍團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十余年研究，在儀器和方法上進(jìn)行了大量創(chuàng)新，建立了一套勘探技術(shù)體系，成功研發(fā)出擴(kuò)頻激電探測(cè)技術(shù)與裝備。這個(gè)裝備實(shí)現(xiàn)了大深度（＞1000米）、高精度、高效率、低成本的頻譜激電測(cè)量。技術(shù)裝備經(jīng)長(zhǎng)沙巨杉智能科技有限公司產(chǎn)業(yè)化，已在批量生產(chǎn)并銷(xiāo)售給多個(gè)勘探單位，并在西藏林周縣某銅鋅礦、云南小石橋鋰礦、內(nèi)蒙古白云鄂博稀土礦、貴州亞都鉛鋅礦、湖南金元水庫(kù)水源、中南大學(xué)岳麓山水源等探測(cè)中獲得成功應(yīng)用。2021年，“陣列式擴(kuò)頻激電法關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

法國(guó)國(guó)家科學(xué)院一級(jí)教授、自然指數(shù)期刊《地球物理研究雜志-固體地球》（Journal of Geophysical Research -Solid Earth）編輯、美國(guó)地球物理學(xué)會(huì)會(huì)士安德烈·雷維爾教授高度評(píng)價(jià)了陳儒軍在頻譜激電儀器及頻譜激電信號(hào)處理方面的研究，認(rèn)為他在激電研究方面作出了驚人的貢獻(xiàn)。他研發(fā)的儀器能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)頻激電勘探深度大于1000米、精密電磁法勘探深度大于3000米，有著優(yōu)異的勘探效果。

值得一提的是，最近兩年，陳儒軍團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步融合擴(kuò)頻激電和物聯(lián)網(wǎng)電磁的優(yōu)點(diǎn)提出了電磁激電新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可進(jìn)一步提升地下目標(biāo)的探測(cè)精度和分辨率，在江蘇省的深部隱伏金屬礦勘探中取得極大成功，極有可能在江蘇發(fā)現(xiàn)首個(gè)特大型深部隱伏金屬礦（相關(guān)勘探工作正在開(kāi)展，首個(gè)驗(yàn)證鉆孔在1000米深度范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多層富礦體）。相關(guān)技術(shù)可以用于解決傳統(tǒng)勘探手段無(wú)能為力的勘探難題，在1500米深度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)地下目標(biāo)的精細(xì)探測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)重大找礦突破和解決重大工程地質(zhì)難題。

朝著夢(mèng)想邁進(jìn)

近年來(lái)，支撐人工智能方法的軟硬件得到極快發(fā)展。如何把人工智能和地球物理儀器結(jié)合起來(lái)正是陳儒軍今后研究的主要目標(biāo)?！叭斯ぶ悄芸梢宰尩厍蛭锢韮x器像智能手機(jī)相機(jī)一樣發(fā)揮極限能力，并且在地球物理信號(hào)處理中實(shí)現(xiàn)最佳信號(hào)處理。”陳儒軍說(shuō)。

目前，陳儒軍負(fù)責(zé)向湖南省教育廳申報(bào)的中南大學(xué)AIoT（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）和地質(zhì)地球物理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育中心已經(jīng)獲得批準(zhǔn)。下一步將向?qū)W校申請(qǐng)成立中南大學(xué)A I o T（人工智能物聯(lián)網(wǎng)）與地質(zhì)地球物理實(shí)驗(yàn)室?！斑@個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上是一個(gè)跨學(xué)科的交叉融合平臺(tái)，我們還是想從人才培養(yǎng)方面做一點(diǎn)事情?！?/p>

雖然實(shí)驗(yàn)室還在籌備之中，但是陳儒軍也組建了自己的小團(tuán)隊(duì)，主攻方向是人工智能和物聯(lián)網(wǎng)在地質(zhì)和地球物理中的應(yīng)用。現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)擁有高級(jí)職稱(chēng)研究人員5人、工程師2人、研究生十余人、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)成員5人。

在陳儒軍的規(guī)劃里，他希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)室這個(gè)平臺(tái)，從本科生開(kāi)始，培養(yǎng)一批既懂地球物理，又懂人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新型人才?！耙?yàn)榈厍蛭锢韺?shí)際上是基于觀測(cè)的學(xué)科，必須采集大量的數(shù)據(jù)，才能得到相應(yīng)的結(jié)論?！?/p>

除了建立實(shí)驗(yàn)室這一長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)外，陳儒軍也格外看重對(duì)學(xué)生的日常培養(yǎng)。從2013年開(kāi)始，陳儒軍就制訂了一份近乎“企業(yè)化管理”的研究生學(xué)習(xí)準(zhǔn)則：學(xué)生上午7點(diǎn)至晚上11點(diǎn)，手機(jī)必須處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)；5小時(shí)內(nèi)必須回復(fù)短信或電話；離開(kāi)校園超過(guò)20小時(shí)需要向他請(qǐng)假；每周日晚9點(diǎn)前需要提交一份一周的學(xué)習(xí)科研總結(jié)及下周的學(xué)習(xí)科研計(jì)劃……

這樣“嚴(yán)格到令人窒息”的學(xué)習(xí)準(zhǔn)則引起了不少爭(zhēng)議。對(duì)此，陳儒軍解釋說(shuō)：“越來(lái)越多的人只為‘混文憑’，我希望通過(guò)‘強(qiáng)硬’一點(diǎn)的方法來(lái)遏制這種現(xiàn)象，逼著學(xué)生看文獻(xiàn)、搞科研，而這也是及時(shí)和學(xué)生交流溝通的方式?！碑吘乖陉惾遘娍磥?lái)，他在地球物理學(xué)科開(kāi)展的研究屬于應(yīng)用性研究，他希望學(xué)生通過(guò)這樣的管理能夠很快適應(yīng)入職后企業(yè)的要求。

讓人意外的是，陳儒軍每年招收的學(xué)生都沒(méi)有被這份準(zhǔn)則“嚇跑”?！拔颐磕觌m然只招2個(gè)研究生，但通常會(huì)有6個(gè)人報(bào)我的研究生?！备匾氖牵惾遘娭笇?dǎo)的研究生最后取得的成績(jī)都很不錯(cuò)，2020年畢業(yè)的兩名研究生拿到了中興通訊和華為的錄用通知書(shū)，2021年畢業(yè)的兩名學(xué)生則拿到了華為、中興微電子、VIVO、?？低?、紫光展銳、TP-Link等知名企業(yè)的錄用邀請(qǐng)。“這也為國(guó)家的通信事業(yè)輸送人才，發(fā)揮了一點(diǎn)作用?！标惾遘姙樽约旱膶W(xué)生感到驕傲。

路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。未來(lái)，陳儒軍還有很多時(shí)間專(zhuān)注于地球物理領(lǐng)域的科研工作，“我最大的夢(mèng)想就是有朝一日，全世界都在使用我研發(fā)的地球物理儀器”。有夢(mèng)就有動(dòng)力，只要還有問(wèn)題沒(méi)有解決，陳儒軍就會(huì)不停地思考問(wèn)題，解決問(wèn)題，繼續(xù)前進(jìn)，直到實(shí)現(xiàn)他的夢(mèng)想。