1984年学成回国后，杨文采应聘在北京大学讲解“地球物理反演方法”，并且持续从事应用地球物理学中反演方法的研究。建立起实用于地震、重磁等各种地球物理勘查方法的同一的反演理论框架和一整套狭义线性反演方法，并对其持重性作了深刻的探讨。他针对地壳物资高度不平匀的情形，提出适用于大扰动和非程度层状介质中声波方程反演的级联法。
1981年，时年39岁的杨文采受教导部差遣，到加拿大麦吉尔大学攻读博士学位。那时，他已经从大学毕业16年了。行将不惑之年出国留学，杨文采说，那是由于感到本人的常识须要更新。三年时光，杨文采岂但学习地球物理，还保持到数学、盘算机等专业去听课。就在这个时候，他意识了“反演”。
日前，在深圳召开的第八届中国国际高新技巧成果交易会上，中国大陆科学钻探工程获取的系列科技翻新结果吸引了众多观众的眼球，受到社会各界的关注和好评。
物理学与地质学走到了一起
20世纪80年代，他研究出基于曲折射线追踪的跨孔CT方法，指导了黄河小浪底水利枢纽工程地下电站基础的层析成像，计算出了准确的波速层析图，为后续工程所验证，为地震层析成像工程勘察中的应用作出了示范。
在认识地球的过程中，地球物理反演起到了症结的作用。人们在地球表面观测地球的物理场（如引力场，磁场，电磁场等）和地震诱发的弹性波场，而后根据观测数据揣测地球内部的岩性与构造，这就是地球物理反演。
跟着古代科学与技术为验证科学假说供给了更加进步的工具，地质学家也越来越器重预测和假设的验证。1992年，全世界的两百多名地球科学家凑集德国波茨坦，探讨国际大陆科学钻探规划，筹备通过遥测和钻探来验证地球科学家的论断。在这个方案中物理学与地质学走到了一起，独特在感性思维准则指导下通过科学工程解决彼此的不合。1996年，国际大陆科学钻探组织（ICDP）成立，杨文采应邀担负第一届科学顾问组成员，审议世界各地科学家提出的申请书。同年他作为中国大陆科学钻探项目标副首席科学家，负责钻探选址和孔区调查等全体地球物理工作。
1997年4月，ICDP科学参谋组在德国开会，会上同时呈现两份在超高压变质带进行科学钻探的倡议书，一份是中国的提议书，另一份是美国在哈萨克斯坦打钻的建议书，杨文采在会上的发言指出了中国申请的潜在科学意思，他的发言转变了一些专家的见解。投票结果，中国的建议取得认可，最后得到150万美元的赞助，而美国的申请被淘汰。
领导油气矿产勘查及基本考察
“地球物理反演理论”受到空前关注。然而，什么是“反演”？杨文采如何与“反演”有了不解之缘？
就这样，学地球物理的杨文采，把艰深的数学理论应用到了地球物理研究中。
杨文采还解决了冀东油田储层跨孔地震层析追踪、北京机场高速路立交桥墩品质监测等一系列疑难工程，把地震层析成像敏捷推向适用。1990年，他应中国工程勘察协会的邀请，为地震层析成像工程应用编写了标准性手册。
1991年，小丰满水电站年久失修,北京大学女性修养，大坝涌现病害，需要修复。日本工程职员采集了数据，但没有能圈出病害的部位。杨文采针对传统地震CT算法的缺点与工程地震的特色，研究出改良的阻尼最小二乘QR分解算法，大大进步了地震层析成像方法的精度与稳重性。用这种方法指导小饱满电站大坝病害检测，圈定了大堤病害的范畴。
在空间上，地球表面为坚硬的岩石所覆盖，没有人能看到15公里以下的岩石在原位是什么样子。即使在地面上，人们也不可能清晰地观察到炼钢炉内部发生的冶炼或烧制过程的细节，而只能在局限的时空内观察到这些不可及过程的一些信息。通过这些受局限的观察信息推演相关过程发生的原因或机制，就称为“反演”。由于事件或过程发生在先，而结果或信息吸收在后，对天然事件或过程发生的描述和预测被称为“正演”，而根据结果或信息反推事件发生的过程或机制称为“反演”。
20世纪90年代，杨文采从混沌理论动身，摸索非线性地震反演的法则性，发明非线性地震反演过程的混沌行动，开辟了非线性地震反演的新方向。他的论文当年就为英美地学数据库所收录，并为美日信息期刊文摘选登。
中国大陆科学钻探工程科钻一井位于连云港市东海县，是当前实行的寰球大陆科学钻探打算20个名目中最大最深的科学钻井，也是中国和亚洲的第一科学钻井。为什么在东海县选址？这要归功于中国大陆科学钻探工程副总指挥、中国科学院院士、领土资源部大陆能源学重点实验室研究员杨文采建立的“应用地球物理反演理论框架”。
1989年，他出版了专著《地球物理反演与地震层析成像》，体系地总结了他在这方面的研究成果。
杨文采不仅发展了地球物理反演系统理论与新方法，并致力于将此理论与方法普遍地应用于油气与矿产勘查及重大建设工程基础调查。地球物理反演问题中，解在大多数情况下不具备唯一性，杨文采特殊关注极少数理论上存在唯一解的反演问题。地震层析成像问题就是其中的典范。
他进一步说明说：“在经典的数理迷信中，正演个别是通过试验断定本构方程，通过简约关系因素树立模型，它包含初始条件、边界前提和束缚变量关联的数学物理方程三局部。对大多数已知的数学物理方程来说，一旦初始跟边界条件给定，事件的发展就能够通过方程精确地预测出来。当然，事情的发展也经常产生例外，假如方程长短线性的，而初始条件又有一点点误差，事件的发展兴许会难以预测，就像预告七天后会下暴雨，并不需要当初就结束售机票那样，人们对长期猜测的可托度是成竹在胸的。总之，有了数学物理方程的实践与方式，科学家可以对很多事件的发展有掌握，即有较高的预测正确度。”
2005年3月，中国大陆科学钻探工程终孔，历时1353天，进尺5158米，获得了钻探工程技术的重大冲破，失掉了许多立异的成果和重大科学发现。
杨文采向记者解释了“反演”这个艰深的数学概念，他说：“人类对天然事件发生、发展和演化的察看在时空上是十分局限的。例如，人类社会只有多少百万年的历史，而地球存在了至少46亿年，不人能看到青藏高原的隆起或白垩纪恐龙的灭绝。在空间上，地球名义为坚挺的岩石所笼罩，没有人能看到15公里以下的岩石在原位是什么样子。即便在地面上，人们也不可能明白地视察到炼钢炉内部发生的冶炼或烧制过程的细节，而只能在局限的时空内观察到这些不可及过程的一些信息。通过这些受局限的观察信息推演相干过程发生的起因或机制，就称为‘反演’。因为事件或过程发生在先，而结果或信息接受在后，对做作事件或进程发生的描写和预测被称为‘正演’，而依据成果或信息反推事件发生的过程或机制称为‘反演’。总之，反演是一门对于扩展人类知识范畴、指点人们准确地逆向思维的学识。”
“因为观测时空的局限性，反演的艰苦比正演大多了。举例来说，如果放一小瓶香水到小房间中心，从扩散方程知，一天之后斗室间内将充满大抵平均散布的香水分子。反演的问题是，已知房子四处的香水分布，要问何时放的香水？或放香水的瓶子是什么外形的？咱们不禁要问：这些反过来问的问题，在数学上有没有解答？解答是否可以良多？如果解不独一，哪个解才是实在牢靠的？这些问题，就形成了反演理论的重要研讨对象。”
同年8月，在青岛召开的“中国大陆科学钻探选址国际会议”上，杨文采以准确的地球物理资料与深入的科学剖析论证了大陆科学钻探的最佳选区，得到与会中外专家的赞成，在中国大陆科学钻探工程的先行研究中，他提出了新的处理准则，并据此建立了深反射地震材料处置新方法技术系统，建立了中国第一个深反射地震资料处理核心。他联合物理学和地质学的理论与方法，对中国第一口大陆科学钻探孔区的岩性、构造进行了预测，基础上为后续的钻探工程所验证。而在大陆科学钻探的历史上，地球物理学家的预测胜利率是不高的。驰名中外的前苏联科拉超深钻与德国KTB，钻前地球物理学家的预测都曾失败过。
大陆深钻首席科学家许志琴说：“杨文采在地球物理反演领域作出主要奉献。建破了反演（数据解译为地质结构）的理论框架。他的理论与办法有效地利用于矿产勘探及岩石圈基础调查，在大陆科学钻探的科学选址中，地球物理探测成果的起了要害作用。首次在超高压变质地域发展了三维反射地震调查，为5公里科探钻孔岩心测验。
把数学尖端知识运用到地球物理中去
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