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今天（10月21日），世界工程組織聯合會（World Federation of Engineering Organizations，下文簡稱：WFEO）官網正式官宣復旦大學信息科學與工程學院教授林燕丹獲得2023年WFEO工程領域杰出女性獎。
因在光環境人因工程學理論的成就和在飛機、列車和汽車領域的貢獻，林燕丹成為全球第五位該獎項的獲獎者，也是首位中國獲獎女性。這也是復旦在工程領域的一大突破。
WFEO成立于1968年，是在聯合國教科文組織的倡議和支持下成立的世界上最大的非政府工程組織。每年WFEO在全球評出1名女性，表彰其在工程領域做出的重要貢獻。2018年，第一位獲獎者是82歲高齡的西班牙核電站建設開創者瑪利亞·特蕾莎（Maria-Teresa）。日前，中國上海成功獲得2025年WFEO全體大會主辦權。
01
C919大型客機、中車背后的“復旦光”
接受學校融媒體中心記者采訪時，林燕丹剛結束一個近三小時的會議。永遠在忙，是身邊人對她的評價。而她，也很享受這種忙的狀態。“我在做我熱愛的事情”，林燕丹笑著說。
1995年，林燕丹考入復旦大學光源與照明工程系，隨后，碩博連讀。期間，她獲得德國學術交流中心獎學金，作為中德聯合培養博士，赴德國達姆斯塔特技術大學電氣信息工程學院照明技術研究所學習。2005年，博士畢業的她，放棄國外諸多選擇，回到復旦任職。
剛入學時，林燕丹對電光源專業不甚了解，真正學了這個專業之后，她就再沒離開這個領域。轉眼，那個剛考入復旦大學電光源專業“完全不知道這是干嘛”的潮汕女孩，成為堅守在光健康領域一線20多年的領軍者。
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林燕丹隨中國商飛研究團隊到南航飛行員訓練中心考察模型機
2022年，國產C919大型客機完成全部適航審定工作后，獲中國民用航空局頒發的型號合格證。這標志著我國具備自主研制世界一流大型客機能力。這架國產大飛機的背后有“復旦光”的照亮。
此時，距離林燕丹承擔大飛機照明系統相關課題研發的任務已過去14年。
2008年至2013年期間，林燕丹作為課題負責人承擔“大客飛機客艙情景照明機理研究”、“大客飛機駕駛艙照明人機工效研究”等重大專項，探索大客飛機基于人機工效的駕駛艙安全照明與基于乘客舒適的情景照明。
在此之前，沒有單獨針對中國飛行員操作和駕駛特點的大型客機的光學視效指標和設計體系，而國際上已有的資料是秘而不宣的科技專利。如何在國人自主研發的大飛機上，建立一套能讓以中國人群為主的乘客達到最舒適狀態的照明系統，通過科研工作為創新賦能，一切從零開始。
光對人類健康，如睡眠、視覺、感受、情緒，有直接影響。因此，照明學科的研究涉及多交叉學科，需要全方位把光分解到光譜、光強、光的刺激時間、時段等等，通過對光不同維度的整合，了解光對人的行為表現和生物效應的影響規律，借助這一規律調整設備和環境形成的光環境，滿足不同人群的需求，定義光照標準，使人們在更安全、更健康、更高效的環境中開展工作。
這涉及到復雜的“人-機-光環境”的人因系統。要想厘清其中的關系，就要回歸科研的思維，找到問題的機理，從根本上解決工程問題。林燕丹稱其為光環境的人因工程學。“這是一個細分領域，需要心理學、計算機、光學與工程設計等諸多學科交叉開展研究，對戰略新興產業來說是必需的。”
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林燕丹在飛行實驗中與時任南航總飛行師江平（右一）等飛行員的合影
從起飛、穿云層、平飛到降落、著陸，從短途飛行到長途飛行、從早班飛行到夜班飛行、從多云天氣到晴朗天氣，“不同條件下視覺經歷的挑戰是不一樣的，甚至同一時段，從南飛到北和從北飛到南，光環境都不一樣。”要想了解飛行員在不同飛行階段對光照的需求，就需要科研工作者全程跟飛跟蹤測量。
2008-2010年期間，林燕丹獨自背著十幾斤的信息采集設備，到各型號和不同航路的飛機跟飛考察、現場測試，完整記錄飛行員在不同情況下飛行周期的反應。“當時不舍得吃飯，不舍得睡覺，頂著時差，那種感覺，我記憶猶新。”
“但我很高興的是，從一無所知到逐漸摸出門道，再到將項目全部完成，我們對客機客艙、駕駛艙的照明采用‘中國創造’的人性化情景照明設計，為給乘客和機組人員提供安全舒適飛行環境提供了科學的理論依據。”
2013年，中國中車股份有限公司（下文簡稱：中國中車）找到林燕丹，希望可以研究出軌道交通駕駛室內照明的光學參數標準，解決駕駛過程的光污染隱患，而這也是長期被壟斷的技術，“我們只能從工程上大概了解別人是怎么設置，但內在機理還是不清楚。”
林燕丹帶領團隊研究不舒適眩光數學模型；建立高動態顯示調光模型及復雜應用場景下基于視覺安全的多目標優化算法，為飛機和列車等復雜場景提供視覺光環境，保障行駛安全。
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光學實驗室里開展實驗討論
最終成果應用在中國中車出口的美國波士頓橙線地鐵、美國波士頓紅線地鐵、以色列特拉維夫紅線有軌電車以及美國洛杉磯地鐵等多個型號出口列車重點艙室的研發和生產中。通過保障光的安全、健康和舒適，調節長期人工光環境服役人員的視覺安全、情緒和心理健康。
承擔973重點基礎研究發展計劃課題，針對環境工效綜合影響因素及機理展開全面的研究；針對民機型號特征，形成規范的基于人因工程研究的民機機內照明綜合評估規范和驗證標準；定義改善情緒障礙的光照方案并形成專利，為調節飛行過程中的情緒提供新的光療思路和理論依據；研究雷暴惡劣天氣下提高可視度的駕駛艙雷暴燈設置模式……
在飛機、列車和汽車等重要的支柱制造業領域，林燕丹帶領團隊常年攻克光領域的基礎科學問題，解決駕乘光安全、光健康的共性機理問題，攻堅影響安全駕駛的關鍵技術，受到WFEO工程領域青睞。
她進一步深入研究光照與人體節律的關系，通過量化預測光照時間點和光照積累量對人體節律相位遷移的影響，指導光健康環境的設計與評價。
談及未來，林燕丹笑著說：
“我希望在光對人體功能影響的深入內涵上，基于光的人因工程學和交叉學科的研究，把復旦照明繼續發揚光大，保持全球領先，煥發學科新的生命力”。
02
用科研思維來解決工程問題，培養學生科研創新思維
基于長年研究實驗，林燕丹形成光環境人因工程學的基礎方法論及光健康評估的綜合體系，應用于民用飛機和多個型號出口列車重點艙室的研發和生產中。同時，她將基礎研究的方法論，應用到學生培養中，讓學生也掌握方法。
“我不是一個會直接給學生答案的老師，我更愿意教會學生科研的方法論，培養他們的思考能力。”談起自己對學生的培養，林燕丹這樣說。
回想起自己博士期間第一篇工程應用類論文被拒稿，已畢業博士周莉感慨：“這篇論文不管從研究方法、實驗設置和結果分析等方面，都更像一篇工程報告。”跟隨林燕丹讀博前，周莉學習的是光學工程，一個和博士期間主攻的人因工程學在研究方法和評估體系上完全不同的方向。這種思維慣性上的差異，讓周莉在一開始很抵觸做基礎研究。“林老師很清楚且理解我的思維困境，給予我試錯機會，安慰我拒稿是接收的重要環節”。
期間，每當周莉告訴林燕丹自己在做了多少次光學仿真、得到了某個數據時，林燕丹會告訴周莉，“做光學仿真的目的，是要掌握光學的規律和機理。從科研的角度解決工程問題，才能從根本上解決工程問題，才能凸顯出復旦大學綜合性研究型大學的優勢。如果以工程方法解決工程問題，那可能還不如一個專業的設計公司。”
在林燕丹看來，
用新工科的方法、用科學的方法來解決工程問題，才能從根本上解決制造業的創新和核心問題。她堅持用復旦所長的理科、科研思維來解決工程問題，在解決工程問題的同時，培養人才培育學生。
在后續相似的座艙應用場景中，林燕丹陪著周莉進一步凝練科學問題、豐富仿真數據，并讓她與團隊其他學生的算法研究相結合。
歷時3年，這篇包含了周莉對座艙光污染項目的思考和對諸多類型座艙光環境優化的總結的論文——《基于座艙光環境多目標算法》發表在國際期刊《光學快報》（Optics Express）上。“正是林老師不厭其煩地梳理，從我的角度去剖析，才能讓我逐漸建立起科學的科研方法論。”
“我們團隊不做飄在天上的研究”，復旦大學人類表型組研究院博士后侯丹丹是林燕丹招收的第一個博士生。她的博士課題針對光干預人體節律這一重要問題。
“在科研這條路上林老師會給予足夠的思考空間，在確保方案充分討論無誤后，盡一切可能給我們提供實驗條件和設備平臺，并充分參與討論及時為重要節點賦能。”經歷了數不清的一起開會討論科研機理問題、一起改論文改到半夜的日子，終于，一個可以預測人體節律相移的量化模型發表于《表型組學》（Phenomics），回答了用多少光在什么時間照可以調節人的節律這一問題，讓“日出而作，日落而息”中光的作用變得可量化。
“我們可以從光的參數上解析，怎樣的劑量和干預方式真正誘導我們睡覺或起床。這種量化模型可直接用于指導倒時差、情緒調節、睡眠障礙調節等醫療干預，相當于把健康照明的概念變成落在實處的干預手段。”
“我很高興看到學生在我的影響下，去商飛、成飛、國家機動車檢測中心工作，服務國家重大戰略”，林燕丹說。
03
發起國內第一個國際汽車照明領域論壇
2003年，在加利福尼亞圣地亞哥舉行的國際照明委員會大會（International Commission on illumination）上，國際照明委員會前副主席艾德·維斯（Ad de Visser）認識了一位來自中國的年輕博士生。同行人告訴他，“不久的將來，你會聽到更多關于她的信息。”這位學生就是林燕丹。那時，她是德國達姆施塔特技術大學照明研究所國際汽車照明研討會支持團隊的一員。
林燕丹的德國博士生導師漢斯-喬勤·施密特-克勞森（Hans-Joachim Schmidt-Clausen）在1995年創辦世界第一個汽車照明論壇——汽車照明學術研討會（Progress on Automotive Lighting，下文簡稱：PAL）。隨著PAL的推進，德國的汽車工作在照明領域處于領先地位。跟隨導師參與論壇組織過程中，林燕丹發現，“大家討論的議題非常先進”，“當時我國汽車照明技術起碼落后15-20年”。
“我也要在中國辦一個這樣的論壇。”2012年，已經歸國在復旦工作的林燕丹負責中國照明學會交通照明與光信號委員會的工作。她開始思考，中國是不是也可以創辦這樣一個論壇，在汽車照明產品的設計、應用、質量檢測與標準上提供權威的意見，同時搭建起產學研及供需雙方技術的交流合作高端平臺。
幾個月后，由復旦大學電光源研究所和中國照明學會交通運輸照明和光信號專業委員會聯合主辦第一屆中國國際汽車照明論壇（International Forum on Automotive Lighting下文簡稱：IFAL）正式舉行，這也是中國首個國際汽車照明的學術論壇。
在產業界視角上發展和推廣工程技術，倡導深入科研機理，用科研思維而非工程思維解決工程問題，組織科研單位、汽車和零部件生產企業、檢測機構，針對汽車照明和視覺領域的前沿課題進行深入研討，如今，IFAL邁進第11個年頭。
十多年來，IFAL經歷了中國汽車行業從油車到電車以及照明領域從傳統的氣體光源到LED光源更新換代的過程。論壇也從最初高校和汽車照明產業的學術科技成果交流會，發展成為與國際接軌的、先進汽車制造產業高端科技創新交流平臺。
“從根本上扭轉產業界的觀念很難。”為引導產業界將自身痛點轉變成基礎研究的問題，實現從科學機理到技術突破，再到投入產品開發，完成科學應用的正循環過程，林燕丹需要和參加論壇的業界研發團隊不停溝通，“要想實現先進制造業的創業、創新，老在經驗里‘打架’是不行的”。
對這一需要長期時間投入的整體性工程，林燕丹直言：
“只要有所改變，那就是進步。持續的改變會產生一片土壤，變成一片森林，這關乎我國先進制造業的未來。”