她做出所有人以为“不可能”的数学——此后三十多年全世界都在用

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她做出所有人以为“不可能”的数学——此后三十多年全世界都在用

原创  思想探针  思想探针  2026 年 9 月 15 日 11:13  浙江

她做出所有人以为“不可能”的数学

此后三十多年全世界都在用

——记 2026 世界顶尖科学家奖得主英格丽·多贝西


多贝西在白宫获颁美国国家科学奖章（2025 年 1 月 3 日）。图源：National Science & Technology Medals Foundation / 摄影：Ryan K. Morris

你昨晚在电影院看的每一帧画面，经过她的数学压缩。

你刚才发到朋友圈的照片，是她三十多年前的发明在帮你省流量。

你在机场按下的那枚指纹，存进了用她的算法节省了 93% 空间的数据库。

三件每天发生在数十亿人身上的事，背后站着同一个人。

但你大概率没听过她的名字。

2026 年 9 月 10 日，上海临港，世界顶尖科学家奖揭晓。“智能科学或数学奖”颁给了一位 72 岁的比利时裔女性。她叫英格丽·多贝西（Ingrid Daubechies），杜克大学荣休教授。《纽约时报》叫她“数字影像教母”，数学界称她“小波之母”。

—  01  —  煤矿小镇的女孩

1954 年，多贝西出生在比利时小镇霍瑟伦（Houthalen）。那是一个煤矿小镇，没什么特别的。

父亲是工程师，母亲是犯罪学家。父亲是她科学启蒙的人——但与其说是“培养”，不如说是这个家里允许一个孩子不停地问“为什么”。

她小时候着迷的事情，听着有点奇怪：2 的幂次增长为什么那么快？夜晚汽车大灯照在物体上，颜色为什么会“褪掉”？这些不是课堂上布置的问题，是她自己蹲在路上想的。

多年后她接受《华尔街日报》采访时说了一句话，基本上可以解释她一辈子的方向：

“我始终对事物如何运作感兴趣，为什么事物是这样的而不是那样的，然后你自然而然就走向了数学问题。”

她在布鲁塞尔自由大学读理论物理，1980 年拿到博士学位。在那个年代，一个比利时小镇女孩走到理论物理博士这一步，已经足够不寻常。

1981 年，她拿到一个赴美博士后名额，原计划两年。两年到了，她回了比利时。按她自己的设想，故事到这里就结束了——回老家，做研究，过日子。

但 1987 年，她遇见了后来成为丈夫的人。那一年，她正式定居美国，进入新泽西州的 AT&T 贝尔实验室。那时候的贝尔实验室，是全世界最活跃的工业研究机构之一——晶体管、信息论、激光，都诞生在这里。

—  02  —  不可能的事

要理解多贝西做了什么，得先说清楚“小波”是什么。

你可以把小波想象成一把数学手术刀。传统的信号分析工具——傅里叶变换——能告诉你一段声音里有哪些频率，但说不清“某个频率在哪个时刻出现”。小波可以。它能同时在频率和时间两个维度上“切”信号，像用不同倍率的显微镜逐层看。

这个想法在 1980 年代中期已经有了一些框架，法国数学家 Meyer 和 Mallat 搭出了理论骨架。但骨架归骨架，缺一个关键零件：一组满足“光滑、正交且紧支撑”的小波函数——就是说，它既要平滑漂亮，又要数学上自洽，还要只在有限区间上非零（这样计算机才能高效处理）。

当时所有人的判断是：这三个条件同时满足，几乎不可能。


多贝西小波函数示意。这类函数光滑、正交且紧支撑，是现代数字图像压缩的数学基础。图为 AI 生成示意图

1987 年，多贝西一个人，在贝尔实验室，给出了这组函数。

后来有人回忆这件事时说：“一举做到了所有人都认为不可能的事。”

这组函数后来被命名为“多贝西小波”（Daubechies wavelets）。它把小波理论从“漂亮的数学框架”变成了“能用的工程工具”。

有多能用？

JPEG 2000 图像压缩标准，底层用的就是多贝西小波。你手机拍的照片之所以能压缩到几百 KB 还看着清楚，小波在干活。

FBI 从 1993 年开始用它编码数字化指纹库——数以亿计的指纹卡，存储空间直接砍掉 93% 。

你去电影院，银幕上每一帧画面的压缩编码，底层数学是她的。

医学影像、地震波形分析、脑电信号处理——凡是需要“高效压缩又几乎不丢信息”的场景，都是她的数学在托底。

—  03  —  从指纹到梵高

如果故事到“压缩了图片和指纹”就收尾，多贝西只是一个非常成功的应用数学家。但她不满足于此。

她的研究跨度，大到让同行都摸不着头脑。

她和地质学家合作，用小波分析地震波形，看地壳下面藏着什么。

和神经科学家、心脏科医生合作，从 MRI 脑成像和心电图里读出人眼看不到的模式。

和古生物学家合作，用三维形状分析方法扫描灭绝动物的骨骼和牙齿，推断它们怎么走路、吃什么。

甚至和艺术史学家、博物馆馆长合作，鉴定梵高、高更和佛兰德斯大师画作的真伪——小波能“看穿”表层颜料，分析底下的草图笔触，从而判断一幅画是不是大师本人画的。


多贝西团队用小波和机器学习分析梵高画作的笔触层级，辅助鉴定真伪与修复。图为示意插画

2026 年，薛定谔研究所把 ESI 奖章颁给她时，授奖词里还提到两件事：她用迭代最小二乘法检测数据稀疏性的新方法，以及她证明了深度神经网络优于标准逼近方法——这是一个连 AI 研究者都在引用的数学结论。

一个搞小波的人，凭什么能跨界到艺术修复、古生物和深度学习？她的回答是：

“数学是当你直觉那里有一种结构、你想用手指触及它时的正确工具。”

她还有一句被反复引用的话，更适合解释她为什么能在完全不同的领域之间跳来跳去：

“一个课题组往往只能‘独唱’，而现代科学需要‘交响乐’，需要合奏出更多动人的旋律。”

—  04  —  第一

多贝西的职业履历里，“第一”这个词出现得太多。但在她的语境里，“第一”不是勋章，是天花板上的裂痕。

1994 年，40 岁的她被普林斯顿大学数学系聘为终身教授。此前两百多年，这个位置上没有出现过女性。

后来她成为美国国家科学院数学奖的第一位女性得主。

2010 年，她当选国际数学联盟主席——又是第一位女性。此前这个位置上站过的人，包括菲尔兹奖得主、阿贝尔奖得主，全是男性。

沃尔夫数学奖的历史上，她也是第一位女性获奖者。


普林斯顿大学数学系所在地 Fine Hall（示意）。多贝西 1994-2010 年间在此任教，是该系首位女性终身教授

2012 年，比利时国王阿尔贝二世授予她男爵夫人（Baroness）头衔。2011 年她离开普林斯顿转赴杜克大学，此后一直在杜克。2025 年她获美国国家科学奖章，2026 年又接连拿到卡内基“伟大移民·伟大美国人”称号和世界顶尖科学家奖。

她是比利时人，后来入籍美国。卡内基基金会今年 7 月给她颁奖时说了一句话：她是让美国变得更强的 25 位归化公民之一。

多贝西自己对这些“第一”的回应很平淡。她更愿意说的，是另一件事——“我们在日常生活中都在使用数学推理。”她想让普通人觉得数学不神秘，也想让更多女孩知道，数学这个领域对她们是开放的。

有人问她：做了这么多“应用”研究，会不会偏离纯粹数学的乐趣？

她的回答有点倔：

“我不愿放弃最纯粹数学中蕴含的美。”

—  05  —  余味

2026 年 9 月 10 日，上海临港。世界顶尖科学家奖颁奖现场。11 位科学家走上台——这是这个奖项创办以来获奖人数最多的一届，也是华人科学家第一次出现在名单上。

多贝西是“智能科学或数学奖”的唯一得主。她从杜克大学来到上海，接过奖杯的时候 72 岁。

她的获奖理由写得很朴素：“在应用调和分析、小波理论与图像压缩领域的杰出贡献，以及在国际数学界的领导作用。”

如果你用过手机拍照、看过数字电影、在机场按过指纹、做过 MRI 检查、在博物馆看过梵高的画——你的生活已经被她的数学经过了一遍。

但她本人对此似乎不太在意。她更在意的，是那些还没被数学“触及”的结构—— 一张画的底层笔触、一段脑电波的隐藏模式、一个我们还没发现可以用数学描述的世界。

“数学是当你直觉那里有一种结构、你想用手指触及它时的正确工具。”

她从比利时煤矿小镇出发，走到了这里。72 岁，还在找下一个结构。

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