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英格丽·多贝西:数据压缩的数学革命

2019-03-13

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© L'Oréal Corporate Foundation

英格丽·多贝西(Ingrid Daubechies)教授对小波理论的突破性研究推动了图像和信号处理技术的革新,为数据压缩提供了标准且灵活的算法。她的研究成果为诸多创新奠定了基础,包括新型图像处理和过滤方法在医学成像设备、无线通信技术等领域的应用。作为一名杰出的女科学家,她还积极为发展中国家争取平等机会,并推动这些国家的教育发展和科学普及。她将获颁2019年欧莱雅联合国教科文组织杰出女科学家奖(北美),以此表彰她为科学做出的杰出贡献。

多贝西是一位物理学家和应用数学家。她说:“在数学领域,我们总是寻求理解神奇的事物。我希望我的工作也能帮助人们认识到数学的无处不在。识别模式并在不同的环境中予以应用,是一种非常自然且人性化的行为。”

英格丽·多贝西教授坚定不移地专注于以新方式重塑问题,她在小波研究先驱梅耶尔(Yves Meyer)工作的基础上开创了小波分解的最终解决方案。她将小波描述为“数学构件”,可将之用于提取图像或信号中的基本元素(根据所需比例)而不无损其质量。梅耶尔将她的成果称为“一场革命”。

小波分解已成为信号、图像和视频处理中不可或缺的工具。例如,它可以重建早期的哈勃望远镜图像、电子共享高精细度指纹、检测伪造文件,以及推动数字电影甚至医学成像的发展。同样,小波分解还是无线通信的重要组成部分,还可用于将声音序列压缩为MP3文件,以便通过iPod和智能手机存储和传输音乐。在2015年,科学家甚至利用与小波相似的构造检测了两个黑洞碰撞所产生的引力波。

多贝西出生于比利时,于1996年入籍美国。其研究和职业生涯横跨两大洲。她天生便对万物的运行方式和原因抱有浓厚兴趣,学校老师和父母都鼓励她追求科学。关于光折射和棱镜的知识带来的启发给她留下了深刻的印象,她回忆说:“我感到非常激动,并且有些难以置信,于是做了各种实验来检测事实是否果真如此。这种融合了惊奇和敬畏的感觉以及对理解的渴望始终是鼓励我前进的动力。”

多贝西教授在发挥数学实力之余,还一直积极帮助发展中国家扩大数学和科学普及度,这也是她在2011-2014年担任国际数学联盟主席期间积极追求的目标。

虽然在自己的科学旅程中未曾遭遇性别歧视,但多贝西认识到,帮助更多女性进入科学领域仍然面临着许多障碍,例如榜样缺失、占据决策职位的女性少等。在她看来,除了为年轻女科学家提供指导,在对性别平等和数学本质的认识上需要观念的大幅转变。她表示:“很多人认为科学家的生活狭隘、没有创意,这完全不属实。我认为这种观念对女性造成的阻碍要远多于男性。”

她总结道:“多样性带来了丰富的想法和更多令人惊喜来解决办法,这对任何创造性学科都至关重要。多样性在如今比以往任何时候都更加重要,因为科学家们正在努力解决地球生命面临的广泛挑战。”

欧莱雅联合国教科文组织杰出女科学家奖

每年,欧莱雅联合国教科文组织杰出女科学家都会奖励来自世界各地区(非洲和阿拉伯国家、亚太、欧洲、拉丁美洲、北美)的5位杰出女科学家,以表彰她们的卓越研究、创造力和智慧。欧莱雅基金会和教科文组织已合作20余年,共同帮助更多女科学家取得卓越的科学成就,平等参与并助力解决人类所面临的巨大挑战。欧莱雅基金会和教科文组织对117个国家的3000余名女科学家提供了支持,有107人获杰出女科学家奖。

今年的颁奖典礼将于3月14日在巴黎教科文组织总部举行,与2019年获奖者一同接受表彰的还有来自世界各地的15名潜力巨大的年轻女科学家。

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