深海，是地球上最寂靜也最喧囂的地方。深藍色的華麗面具下暗藏巨輪轟鳴、風暴翻涌、洋流撕扯，儼然是一片聲學的風暴場。雖然強噪聲如巨獸般無差別地“吞噬”一切聲響，但總有“暗夜微光”悄然浮動——或許是一艘潛航器的脈沖，或許是一頭鯨魚的低鳴，甚至是一處地質(zhì)活動的顫動。要如何從這非平穩(wěn)、強干擾的噪聲洪流中，捕捉、分辨聲音發(fā)源的痕跡？這正是海洋信號處理研究領(lǐng)域的“圣杯”所在，也是西北工業(yè)大學海洋研究院副教授李紫鵬致力破解的難題。帶領(lǐng)團隊，他深入探索水聲信號的處理方法，發(fā)展高性能的微弱信號特征提取算法，如同在暴風中捕捉一根針落地的聲音。這一研究，不僅是對技術(shù)極限的挑戰(zhàn)，更是對感知邊界的拓展——讓人類的“聽覺”深入到海洋最幽暗的角落，聽見那些幾乎被湮沒的“低語”。

▲李紫鵬

“志之所趨，無遠弗屆”

“水聲信號從不‘安靜’，也不‘穩(wěn)定’——溫度變化、鹽度變化、生物活動、海底地形，均使得聲場參數(shù)瞬息萬變?！崩钭嚣i用一句話便道出了他與許多同行所面臨的技術(shù)困境。但同時，他們也深知，一旦這些曾經(jīng)的“沒想到”“不敢想”變成現(xiàn)實，科技創(chuàng)新的勢能便將加速聚集，統(tǒng)統(tǒng)匯入永遠奔流、永遠洶涌的大海之中，讓中國向“海洋強國”的發(fā)展目標更進一步。

但早在李紫鵬職業(yè)規(guī)劃初期，他還遠不覺得自己的職業(yè)命運能與國家發(fā)展戰(zhàn)略同頻共振?！拔易畛踔皇窍脒M高校當老師?！币驗樵谒闹?，教育是一場向美而行的遇見，也是一段溫暖人心的修行。因此，若能照亮一代又一代年輕人的成長之路，讓他們的生命在德性、智性光輝的滋養(yǎng)下蓬勃綻放，這便是李紫鵬心中對職業(yè)篇章最美好的憧憬。雖然如今身在高校中的他已經(jīng)基本實現(xiàn)了理想，但博士階段的一次研究經(jīng)歷還是某種程度上微妙地改變了他心中原本既定的職業(yè)軌跡。

“說來也很巧，我博士期間的主研方向是振動信號處理?！北举|(zhì)上講，這是一門從機械系統(tǒng)產(chǎn)生的振動數(shù)據(jù)中提取信息的科學。它研究如何采集、分析、建模和解釋由旋轉(zhuǎn)、沖擊、共振等物理過程引發(fā)的動態(tài)響應信號。其核心目標，是從復雜的振動波形中剝離出故障特征頻率，判斷設(shè)備是否出現(xiàn)裂紋、磨損、不平衡或松動等隱患。而此項研究的意義，遠不止于“修機器”。在航空航天領(lǐng)域，它保障著飛行器發(fā)動機的可靠運行；在海洋工程中，它守護著深海潛器與海上平臺的安全；在軌道交通上，它預知列車輪軸的疲勞風險；在智能制造中，它推動“預測性維護”取代“事后維修”，極大提升了效率與安全性?？梢哉f，振動信號處理是現(xiàn)代工業(yè)的“聽診器”，是設(shè)備健康的“預警雷達”。

更為巧合的是，李紫鵬當年的研究對象，正是大型船舶的動力系統(tǒng)振動與關(guān)鍵零部件故障診斷問題?！斑@就導致我對船舶輻射噪聲的組成、產(chǎn)生機理及不同船舶的輻射噪聲特性都比較了解，而這剛好又是水聲研究的一個重要方向?！庇谑牵恋?、積累、耕耘統(tǒng)統(tǒng)化作了“有形之手”，將李紫鵬推向了國家更為需要的領(lǐng)域，而又以“無形之手”的力量，讓相關(guān)理論在他腦海中扎根。弓拉滿，箭在弦，彼時的李紫鵬只差一個實踐機會，而在“遠望7號”的航程中，他的報國夢也開始起航。

今天的“遠望7號”，肩負著中國航天最深邃的凝望，是移動的“海上雷達站”，漂浮在地球曲率遮蔽信號的遙遠海域。它不僅裝備著多套高精度雷達、遙測、遙控和通信設(shè)備，還載有大型S波段和C波段測控天線，既能實時捕獲數(shù)百甚至上千公里高空飛行的運載火箭、衛(wèi)星、載人飛船和空間站，也能在復雜海況下實現(xiàn)高精度跟蹤。即便面對七級風浪，其先進的姿態(tài)穩(wěn)定與信號補償系統(tǒng)仍能確保天線“穩(wěn)如泰山”，鎖定高速飛行的目標；此外，船上配備的高性能數(shù)據(jù)處理中心可實時分析軌道參數(shù)，為北京飛控中心提供決策支持。在神舟系列飛船、天宮空間站、嫦娥探月、天問探火等重大任務中，它已多次承擔過海上測控“最后一棒”或“最關(guān)鍵一環(huán)”，被譽為“太空風箏的放線人”。

▲李紫鵬在“遠望7號”上為船員授課

但在近十年前李紫鵬團隊的眼中，它只是一把未出鋒的利劍，一個尚在鍛造的“國之重器”。“我們當時的主要任務就是為它量身打造一個天線健康監(jiān)測系統(tǒng)，保證其在出航期間盡量保持高效運作，就算不幸出現(xiàn)了故障，也要及時向船上的工作人員通報，以最有效率的方式維修?！敝档靡惶岬氖?，作為系統(tǒng)的保障人員，李紫鵬也參與了“遠望7號”的首次海試。“一切都如預想般順利”的結(jié)果讓李紫鵬瞬間將之前的憂慮與疲憊一掃而空，他第一次清楚地意識到，“大海從不許諾坦途，但它永遠獎勵奮行者”。

“窮山距海，不能限也”

成長的旅程仍在繼續(xù)，“遠望7號”的使命也在穩(wěn)步履行，每當李紫鵬看到它傳回的信號，便能一次又一次地體會到“自己的工作與時代的命運相結(jié)合的幸福感”。這份榮譽感與使命感將他走入西北工業(yè)大學（簡稱“西工大”）的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃逐漸變?yōu)楸厝弧?/p>

西工大海洋研究院始終圍繞國家重大戰(zhàn)略需求和國際科技前沿，著力提升“三航”發(fā)展中“航?！斌w量和實力，加大海洋領(lǐng)域隊伍建設(shè)、科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)和開放合作的發(fā)展力度，致力于充當海洋領(lǐng)域新的增長極。2022—2025年，海洋研究院支撐航海學院船舶與海洋工程學科的建設(shè)，聚焦“增量、交叉、創(chuàng)新”的發(fā)展重點，樹立賦能院校改革的新典范。

“學校包括院里真的為我們青年教師提供了非常多的幫助和支持。”李紫鵬由衷地說。而這一點從剛?cè)肼殠讉€月便被委以重任——參加多家單位聯(lián)合實施的印度洋調(diào)查航次——便能看出。“因為是多單位合作，我根本沒覺得這樣重要的事會落在我頭上，畢竟我只是一個‘新人小白’?！笔獠恢?，西工大正是秉持著后浪與前浪交替、新人和前輩接力的態(tài)度奔走在日新月異的科技發(fā)展道路上。而也正是這一次寶貴的機會，讓李紫鵬留下了足以銘記終生的寶貴回憶，因為他成為了首位進入印度洋開展科研活動的西工大教師。

微弱信號特征提取有著特殊使命——它如同為聽覺裝上一臺顯微鏡，放大那些被淹沒在時間與噪聲褶皺中的生命漣漪。李紫鵬帶領(lǐng)研究生通過融合時頻分析、稀疏表示與深度學習，構(gòu)建出一套“抗干擾”的感知系統(tǒng)，能在最混亂的聲景中，精準鎖定目標的“聲紋身份證”。這項研究，不僅提升了水下目標分類的準確率，更讓我們得以以一種前所未有的清晰度，聆聽海洋的呼吸與脈動。

2020年12月16日，科考船只從廈門正式啟航，對于船上的每一個人而言，這都是一次奔赴光榮和夢想的遠征。雖然中間難免困難重重，“比如我們進入他國海域后，身后一直會有巡航艦跟隨，防止私自投放監(jiān)查設(shè)備；再比如我們因為種種復雜環(huán)境原因滯留海上，比原定返航時間遲了半月有余，連新春和元宵都是在船上度過的……”不過，這些最終都沒能夠磨滅探明數(shù)據(jù)的欣喜，雖然萬家團圓、春和景明的一刻，他們沒能享受到傳統(tǒng)語境下的濃濃“年味兒”，但首次成功布放洋底綜合觀測潛標，初步查明沉積層厚度和莫霍面深度，從而實現(xiàn)海底淺層向殼幔深層的綜合性探測，為探索印度洋海嶺的地球深部過程和動力學機制提供了翔實可靠的第一手觀測資料等成果里，都涌動著中國科技實力自信自強的澎湃力量，共同詮釋著邁入又一個豐年的時代新韻。

“為了覆蓋全部水深，承載不同水深的壓力并滿足數(shù)據(jù)精度的要求，潛標上分別掛載了3種不同的水聽器，以期獲得高質(zhì)量的監(jiān)測數(shù)據(jù)?！崩钭嚣i不無驕傲地補充著細節(jié)，同時他表示，我國海洋探測工程的確起步晚于一些發(fā)達國家，但眼下，蓬勃的中國正穩(wěn)步走入以高水平科技自立自強“強勁筋骨”的創(chuàng)新語境，作為奮進深藍的年輕科研者，只需堅定信仰，必定迎來巨變。

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