做遥感的都必须熟悉电磁波。那麦克斯韦也必须得熟悉。为什么？因为没有他在电磁学的工作，没有他的电磁场理论，遥感就完全没有理论基础。他几乎以一人之力，建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。1873年，麦克斯韦完成的巨著《电磁学通论》，是一部可以同牛顿的《自然哲学的数学原理》相媲美的书，具有划时代的意义。爱因斯坦在自传中说：“在我求学的时代，最吸引人的题目就是麦克斯韦的理论”，“特殊的相对论起原于麦克斯韦的电磁场方程”。1931年，在纪念麦克斯韦诞生100周年时，爱因斯坦把麦克斯韦的电磁场贡献评价为“自牛顿时代”以来物理学所经历的最深刻最有成效的变化。”其实，除了电磁学，麦克斯韦还发明了电桥，推导了分子运动分布律，研究过土星的光环和视觉理论，等等。麦克斯韦的人生简直是传奇。
那么，麦克斯韦的开挂人生究竟是怎样开启的？尤其是我想建立光学和微波的统一遥感模型，更需要一探究竟。
先看一下生平：麦克斯韦(James Clerk Maxwel 1831～1879),英国物理学家，1831年6月13日生于英国爱丁堡的一个地主家庭，8岁时，母亲去世，在父亲的诱导下学习科学，16岁时进入爱丁堡大学，1850年转入剑桥大学研习数学，1854年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系，并留校任职。1856年到阿伯丁的马里沙耳学院任自然哲学教授。1860年到伦敦任皇家学院自然哲学及天文学教授。1865年辞去教职还乡，专心治学和著述。1871年受聘为剑桥大学的实验物理学教授，负责筹建该校的第一所物理学实验室——卡文迪许实验室，1874年建成后担任主任。1879年第11月5日在剑桥逝世，终年只有49岁。为什么会英年早逝？主要是他的学说虽然畅销，但是没有人理解，妻子又久病不愈。这双重的打击，压得他精疲力竭。妻子病后，整个家庭生活的秩序都颠倒了。麦克斯韦为了看护她，有时整整三周没在床上睡过觉。尽管如此，他的讲演，他的实验室工作，却从没有中断过。过分的焦虑和劳累，终于夺去了他的健康。可怜他的理论为近代科学技术开辟了一条崭新的道路，可是他的功绩生前却未得到重视。直到他死后许多年，在赫兹证明了电磁波存在后，人们才意识到他是自牛顿以来最伟大的理论物理学家。
回顾他短暂但是辉煌的一生，有些人起到了很关键的指引作用：幼年父亲的指导，名师霍普金斯的培养，法拉第的指点。
麦克斯韦8岁那年，母亲去世，但在父亲深情的关照和详尽的指导下，加上自己的勇气和求知欲，麦克斯韦的童年仍然充满着美好。麦克斯韦从小就有很强的求知欲和想象力，爱思考，好提问。据说还在他两岁多的时候，有一次爸爸领他上街，看见一辆马车停在路旁，他就问：“爸爸，那马车为什么不走呢？”父亲说：“它在休息。”麦克斯韦又问：“它为什么要休息呢？”父亲随口说了一句：“大概是累了吧？”“不，”麦克斯韦认真地说，“它是肚子疼！”还有一次，姨妈给麦克斯韦带来一篮苹果，他一个劲地问：“这苹果为什么是红的？”姨不知道怎么回答，就叫他去玩吹肥皂泡。谁知他吹肥皂泡的时候，看到肥皂泡上五彩缤纷的颜色，提的问题反而更多了。上中学的时候，他还提过象“死甲虫为什么不导电”，“活猫和活狗摩擦会生电吗”等问题。父亲很早就教麦克斯韦学几何和代数。上中学以后，课本上的数学知识麦克斯韦差不多都会了，因此父亲经常给他开“小灶”，让他带一些难题到学校里去做。每当同学们欢蹦乱跳地玩的时候，麦克斯韦却进入了数学的乐园，他常常一个人躲在教室的角落里，或者独自坐在树荫下，入迷地思考和演算着数学难题。
麦克斯韦在上课的时候，总是认真听讲，积极思考。他不但爱提一些别出心裁的问题，而且还能纠正老师讲课中出现的错误。据说有一次，他发现一位讲师写的公式有错误，立即站起来作了报告。老师很自信，挖苦地说：“如果是你对了，我就把它叫做麦氏公式！”后来老师回家一验算，果然是麦克斯韦对了。
19岁的麦克斯韦初到剑桥，一切都觉得新鲜。这一时间，麦克斯韦专攻数学，读了大量的专门著作。不过，他读书不大讲系统性。有时候，为了钻研一个问题，他可以接连几个星期什么事都不干；有时候，他又可能见到什么读什么，漫无边际。
这个善于学习和思考的年轻人，需要名师点拨，才能放出异彩。幸运的是，一次偶然的机会，麦克斯韦果然遇到了一位好老师，这就是霍普金斯。霍普金斯是剑桥大学数学教授，一天，他到图书馆借书，他要的一本数学专著不巧被一位学生先借走了。那书是一般学生不可能读懂的，教授有些奇怪。他询问借书人名字，管理员答道“麦克斯韦”。教授找到麦克斯韦，看见年轻人正埋头摘抄，笔记本上涂得五花八门，毫无头绪，房间里也是乱糟糟的。霍普金斯不禁对青年发生了兴趣，诙谐地说：“小伙子，如果没有秩序，你永远成不了优秀的数学物理家。”从这一天开始，霍普金斯成了麦克斯韦的指导教授。
霍普金斯很有学问，培养过不少人才。麦克斯韦在他的指教下，首先克服了杂乱无章的学习方法。霍普金斯对他的每一个选题，每一步运算都要求很严。这位导师还把麦克斯韦推荐到剑桥大学的尖子班学习，这个班由有多方面成就的威廉·汤姆生(开尔文)和数学家斯托克主持，他俩也曾是霍普金斯的学生，数学造诣很高。经这两位优秀数学家的指点，麦克斯韦进步很快，不到三年，就掌握了当时所有先进的数学方法，成为有为的青年数学家。霍普金斯曾对人称赞他说：“在我教过的所有学生中，毫无疑问，这是我所遇到的最杰出的一个。”
可以看出，名师的指导是多么重要。再聪明的学生，也需要导师进行正规的科研训练和引导，才能出师，独立有效地开展科研。
1854年，麦克斯韦毕业后不久，就读到了法拉第的名著《电学实验研究》。法拉第在这书中，把他数十年研究电磁现象的心得归结为“力线”的概念。法拉第做了一个构思精细、设计巧妙的实验：把铁粉撒在磁铁周围，铁粉就呈现出有规则的曲线，从一磁极到另一磁极，连续不断。法拉第把这种曲线称为力线，他还进一步用实验证明，这种力线具有物理性质。他把布满磁力线的空间称为磁场，而磁力就是通过连续磁场传递的。麦克斯韦完全被书中的实验和新颖的见解吸引住了。法拉第的著作，把他带到一个崭新的知识领域，使他无比神往。
其实，我想问的是，为什么只有麦克斯韦发现了法拉第工作的价值？也许这和天赋有关，但是没有大量阅读和思考做基础，也很难让这种敏锐的嗅觉发挥作用。一年之后，24岁的麦克斯韦发表了《法拉第的力线》，这是他第一篇关于电磁学的论文。在论文中，麦克斯韦通过数学方法，把电流周围存在磁力线这一特征，概括为一个数学方程。这一年，恰好法拉第结束了长达30多年的电学研究，在科学笔记上写下了最后的一页。两人在互不认识的默契中完成了传承。
这种传承终于在四年后的一个春天得到了见证：麦克斯韦特意去拜访了法拉第。在谈话中，法拉第提到了麦克斯韦四年前的论文《法拉第的力线》，建议“你不应停留于用数学来解释我的观点，而应该突破它。”
“突破它！”法拉第的话大大地鼓舞了麦克斯韦，他立即以更大的热忱投入了新的战斗，要把法拉第的研究向前推进一步。两年后，麦克斯韦在英国《哲学杂志》上，发表了第二篇电磁论文《论物理的力线》。文章一登出来，立即引起了强烈的反响。这是一篇划时代的论文，它与七年前麦克斯韦的第一篇电磁论文相比，有了质的飞跃。因为《论物理的力线》，不再是法拉第观点单纯的数学解释，而是有了创造性的引伸和发展。
麦克斯韦从理论上引出了位移电流的概念，这是电磁学上继法拉第电磁感应提出后的一项重大突破。
麦克斯韦并未到此为止。他再一次发挥自己的数学才能，由这一科学假设出发，推导出两个高度抽象的微分方程式，这就是著名的麦克斯韦方程式。这组方程不仅圆满地解释了法拉第电磁感应现象，还作了推广：凡是有磁场变化的地方，周围不管是导体或者介质，都有感应电场存在。方程还证明了，不仅变化的磁场产生电场，而且变化的电场也产生磁场。经过麦克斯韦创造性的总结，电磁现象的规律，终于被他用明确的数学形式揭示出来。电磁学到此才开始成为一种科学的理论。
可以看到，如果没有强大的数学基础和才能，电场和磁场的统一可能永远不会出现。数学和物理始终是遥感的基础。
在自然科学史上，只有当某一科学达到了成熟阶段，才可能用数学表示成定律形式。这些定律不仅能解释已知的现象，还可以揭示出某些尚未发现的东西。正如牛顿的万有引力定律预见了海王星一样，麦克斯韦的方程式预见了电磁波的存在。因为，既然交变的电场会产生交变的磁场，而交变的磁场又会产生交变的电场，这种交变的电磁场就会以波的形式，向空间散布开去。
麦克斯韦作出这一预见时，年仅31岁。这是麦克斯韦一生中最辉煌的一年。
麦克斯韦继续向电磁领域的深度进军。1865年，他发表了第三篇电磁学论文。在这篇重要文献中，麦克斯韦方程的形式更完备了。他并且采用一种新的数学方法，由方程组直接推导出电场和磁场的波动方程，从理论上证明了电磁波的传播速度正好等于光速！这与麦克斯韦四年前用实验推算出的结论完全一致。至此，电磁波的存在是确信无疑了！
于是，麦克斯韦大胆地宣布：世界上存在一种尚未被人发现的电磁波，它看不见，摸不着，但是它充满在整个空间。光也是一种电磁波，只不过它可以被人看见而已。
麦克斯韦的预言，震动了整个物理界，麦克斯韦《电磁学通论》的出版，成了当时物理学界的一件大事，第一版几天内就销售一空。
我的感触是，麦克斯韦只是发表了三篇论文和一本书而已，但是一本比一本精彩，全是干货（虽然很多人看不懂）。一个科学家的一生有多少文章不是关键，最终还是要看代表作啊。
Juhan Rosss是谁？
在MODIS产品中有个业务化核驱动模型，其中两个关键核就是RossDense和LiSparse核。其中LiSparse核是我的导师李小文提出的，而Ross-thick核就是Juhan Ross的。ROSS是植被辐射传输模型的创始人，独立将大气和核物理中的辐射传输公式进入并且修正推广了植被遥感领域。他主编的两本书，“The Radiation Regime and Architecture of Plant Stands”和“Photon-VegetationInteractions”,奠定了植被遥感的理论基础框架，至今没有超越性的突破。用陈镜明老师的话说，这两本书是他组里学生的必修课。
Ross的主要学术贡献在于将辐射传输模型从核物理和天体物理中引入到植被领域，并完整地提出了基于叶倾角分布函数和G函数的植被辐射传输模型，给出了解析解。ROSS经历比较传奇。他曾经参加二战的军队，从爱沙尼亚逃到芬兰，却参加了瑞典的军队；本来有机会留在瑞典，去因为犹豫而回到了爱沙尼亚。由于参军对抗前苏联，在爱沙尼亚回归前苏联后，受到迫害。所幸的是并未取消他的读书权利。因此，他一路读完博士，重新崛起，在周围全是天文学家和核物理专家的氛围中，建立了他的植被遥感领域。
为什么Ross选择植被遥感作为博士论文题目呢？Nilson讲到在博士选题过程中，有人提示遥感可能在植被上有应用前景，而Ross本人也认为叶片的倾角对光合作用应该有影响，是个有意思和价值的课题。而辐射传输理论在当时已经非常成熟，如果引入到植被中，是完全有可能成功的。Ross的成功之处在于他一直坚持三个方向一起走，那就是理论建模、野外观测和光合作用。因此，他设立了三个研究小组，并很好地选择成员，带好团队。像Nilson和Kuusk都是他手下大将。
李小文的故事
李小文（1947年3月2日--2015年1月10日），我的恩师，中科院院士，人称黄老邪，是几何光学模型学派的创始人。不过大家最熟悉的可能还是布鞋院士的称号。李老师的生平网上有很多。我这里只是想讲一些比较学术的内容。
在学术上，李老师给我印象最深的有两件事情：
（1）他一直强调科学的简单性原则：首先，复杂的事情可以用简单的比喻形象解释。李老师在讲解遥感知识时，特别擅长比喻，遥感观测力学中有“尺度”效应，李小文是这样解释的：观测就和看美女一样，太远了什么都看不清，太近了看到她的毛孔又不美了，只有不远不近时，才是最美的。他善于用古诗词解释复杂的遥感理论。比如“草色遥看近却无”和“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”来解释BRDF和尺度效应，用“夕阳方照桃花坞，柳絮飞来片片红”等解释大气-地表耦合辐射传输的复杂性。
其次，模型尽可能简单。这个是困扰我很多年的要求。因为我是做三维模型的，模型本身就很复杂。早期我总是想把模型做细到极致，比如建模到针叶，然后把森林的辐射传输精细模拟出来。我就像机械的还原论一般，认为只要场景解剖清楚了，越逼真，辐射传输才是越真。后来，计算量太大，而且精度并没有明显提升的事实，让我不断反思一个问题，究竟什么是真实？后来，我琢磨出来，任何模型必然有个适用范围。只要在该范围内能够解释主要问题，那么它就是真实的。比如冠层BRDF通常直接从叶片开始建模，为什么不从分子结构开始建模呢？因为没有必要。
类似的，星球之间的运动有没有必要考虑每棵树？显然也不用。那么三维模型也不是万能的，必然有他的一个最佳尺度。所以，我逐渐明白了简单不是意味着为了简单而简单，而是抓住主要矛盾。
因此，我才去转而开发RAPID模型，寻求一种速度和效率的平衡，找到那个最佳的尺度。
（2）要有质疑（找茬）精神：李老师获得了加州大学圣巴巴拉分校的地理学硕士和博士，但是同时他也获得了电子与计算机工程硕士学位。为什么有两个学位？李老师略有得意的和我们提到，当时他上课认真，爱找茬，在一个信号处理课堂上，公开质疑老师讲解的公式。老师经过推导发现，确实是教材的错误。由此，认为李老师已经达到硕士水平，特批了一个硕士学位。李老师也和我们讲过他和一个遥感物理学家（好像是Snyder）关于互易定律失效的争论故事，可以算到上恩怨了。传统物理认为互易定律是不可推翻的，Snyder等就是坚定的捍卫者。但是李老师发现在卫星的像元尺度，这个定律是失效的。两人争论了好几轮，还是谁也没有说服谁。但是有意思的是，这个Snyder竟然不告诉李老师，直接把他们争论的论文写成文章发表了。
后来李老师继续质疑普朗克定律的合理性，发现了它的尺度效应，并提出了像元尺度下的普朗克定律。流行病SARS的出现，让李老师思考传统的空间距离的缺陷，提出了时空邻近度的概念。为了啃尺度效应的硬骨头，李老师生前抱病组织尺度效应研讨会，希望能有点成果。近几年来，遥感的尺度效应和尺度转换已经有了一定的共识和进展，也算是对李老师的一点安慰。我在上课的时候，总是和学生强调要学会提问，能找出问题说明你在思考；能把问题说清楚，说明你的表达能力还行。质疑老师只是一个开始，质疑论文是创新的萌芽，质疑权威则是独立创新的开始。
陈镜明的故事
陈镜明老师是我非常佩服的牛人之一。他的光环和头衔很多，多伦多大学地理与规划系教授、国家“千人计划”入选者(2010)、加拿大高级首席科学家(2003)、加拿大皇家科学院院士(2006)，Remote Sensing of Environment 主编等等。但是我更关注的是他的成长历程。18年的一次聚会中，陈老师非常谦逊，告诉我说他的大多数成果，包括LAI2000，BEPS模型，都是在我这个年龄段做出来的，让我备受鼓舞。我试图去了解他的学术经历，以期获得一些启示。
学习简历：
1983～1986 英国里丁大学取得博士学位
1978～1982 南京气象学院取得学士学位
工作简历：
2000～至今 加拿大多伦多大学 教授
1997～2000 加拿大遥感中心 研究员
1994～2000 加拿大渥太华大学 副教授
1991～ 1993 加拿大哥伦比亚大学 助教
1989～1991 加拿大哥伦比亚大学 博士后
作为恢复高考后的第一批大学生，陈镜明认准了农业气象专业,在南京气象学院刻苦求学四年。南气非常注重物理、数学、流体力学等基础课程学习，宿舍-食堂-教室‘三点一线’培养了扎实的基本功。1983年，作为中国改革开放后第一批国家公派研究生赴英深造。1986年在英国雷丁大学取得气象学博士学位后，回到北京在中国科学院地理研究院任职。1989年，陈镜明到UBC从事博士后研究。而后，先后做过助教，副教授，加拿大遥感中心研究员，最后在多伦多大学做教授。总体感觉是经历丰富。他最重要的研究成果是阐明了LAI的定义，并发明了光测LAI的仪器，提出了森林吸收二氧化碳的理论。光测森林结构仪能够又快又准地测量森林的结构组成，目前已经被许多国家采用；而森林吸收二氧化碳的理论更曾在环境界引起极大重视，也使陈镜明在科学界真正一举成名。根据网上资料，陈老师在签署“京都议定书”的过程中，在尚无名望的条件下，和加拿大两位泰斗级科学家辨争了一天一夜。最后，欧美的科学家大多支持陈镜明的观点。这件事更对联邦政府的环境政策发生了深远影响。后来加拿大签署了“京都议定书”。这件事情让我认识到，敢于挑战权威，发出自己的学术声音很重要。
陈老师说指导老师的影响非常大，因为他有积累，知道什么是前沿，知道什么重要，可以使你少走弯路。导师的一次“生气”让陈镜明深刻领悟到动手实践的重要性。有一次，导师让他拿辐射仪，仪器上面有一个圆形的玻璃罩，作防雨防风之用。陈镜明将辐射仪拿在手上，一边说话手就不自觉地按到了玻璃罩上。“导师一下子不高兴了，因为真正做实验的人都知道手印有盐、油，就会影响观测的精度，一个好的科学家绝不会这么做的，都是捧在手上的。”提起这件小事，陈镜明至今还带着自责。因此他也始终重视实验的重要性。陈镜明奠基性的学术开端是对叶面积指数的研究。叶面积指数是所有生态模型都要用的概念，影响到辐射、能量等所有物质的交换，陈镜明否定了原有定义，提出自己的定义。“没什么影响的人，说话还这么大胆!”最初的冷遇可以想见。陈镜明抓住机会就跟自己的导师，跟业界资深人士介绍自己的“叶面积指数”，最终得到学界认可。为什么他敢于怀疑？心里有胆，判断是对的，所以能坚持，这需要长期科研活动中基本素质的培养，也在于他的坚忍不拔。如今，美国、加拿大以及欧洲学界都在使用他的定义。这个也是只顾埋头做学问的同学需要学习的地方。
待定
