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馬大猷:為基礎研究“發聲”

來源:中國科學報 責任編輯:趙鐳餉 2024-05-05 10:12

馬大猷,原籍廣東汕頭潮陽,1915年3月1日生于北京。國際著名聲學家,中國著名物理學家和教育家,中國現代聲學的重要開創者和奠基人,中國科學院電子學研究所和聲學研究所的創建者之一。

馬大猷1936年獲北京大學物理系學士學位,1939年獲哈佛大學碩士學位,1940年獲哈佛大學博士學位,同年成為美國聲學學會正式會員。1940年至1946年任國立清華大學和西南聯大副教授、教授,1946年至1952年任北京大學教授兼工學院院長,1952年后歷任哈爾濱工業大學教授兼教務長,中國科學院聲學研究所研究員及副所長,中國科技大學教授、數學物理學部副主任及研究生院副院長,全國聲學標準化技術委員會主任、名譽主任委員。為《聲學學報(中、英文)》主編,中國聲學學會會士、名譽理事長,中國電子學學會會士,中國物理、計量、環境學會會員,美國科學促進協會會員、美國聲學學會榮譽會士,1985年至1991年任國際聲學委員會委員。1955年被選聘為中國科學院學部委員(院士),1998年被評為資深院士。

馬大猷畢生致力于聲學應用基礎研究,取得了兩項重要的開創性貢獻——創立了聲學中的簡正波理論,并將其發展到實用階段,在建筑聲學和電磁理論方面取得重要成果;提出微穿孔板理論并應用于建筑聲學和噪聲控制領域,在氣流噪聲研究中取得獨創性成果。領導建立了中國第一個聲學實驗室,主持完成了北京人民大會堂的聲學設計等重要研究工作。出版有《馬大猷科學論文選》、《現代聲學理論基礎》、《聲學手冊》、《語言聲學和語言信息》等專著十余部。1978年獲全國科學大會獎,1980年獲中國科學院重大成果獎,1981年獲國家自然科學獎,1997年獲德國夫瑯和費協會金質獎章及建筑物理研究所ALFA獎,1998年獲何梁何利科學與技術進步獎。

馬大猷1951年加入中國民主同盟,1979年加入中國共產黨,曾任第四屆全國人大代表,第二、三、五、六屆全國政協委員,第七、八屆全國政協常委,民盟第五、六、七屆中央委員會副主席,1997年10月被推舉為民盟第八屆中央委員會名譽副主席。2012年7月17日在北京逝世,享年97歲。

馬大猷:為基礎研究“發聲”

■倪思潔

重視做實驗

馬大猷是聲學家,被譽為“中國現代聲學的奠基人”。聲學研究離不開實驗,馬大猷也重視試驗。上世紀50年代,馬大猷創立的中科院聲學所聲學實驗室,是中國第一個專業聲學實驗室。聲學實驗室里最有特色的實驗設施之一是消聲室。1956年,馬大猷設計建設全消聲室時,“消聲室”三個字在全世界都算得上新名詞。消聲室是一種可以吸收回聲的特殊實驗室。假設一個人在空蕩的房間里說一個“喂”字,可能會聽到“喂哎哎”的聲音,但在消聲室里,“喂”就是“喂”,不拖泥帶水。

聲學所還有一種與消聲室恰好作用相反的實驗室——混響室,也是馬大猷設計建造的。與消聲室正好相反,在混響室里,“喂”會變成拖拖拉拉的“喂哎哎哎哎”。這種實驗室可以用來研究材料的吸聲效果。混響室房間空蕩蕩,房頂上懸著一條條可以讓聲音來回反射的彎曲金屬板,每一塊金屬板的大小、弧度、懸掛位置都是馬大猷計算出來的。

除了建消聲室、混響室之外,馬大猷還在香山腳下建過一間高聲強實驗室。那是為了服務人造衛星任務而建的。1965年,人造衛星研制任務啟動。噪聲會影響機械和工程安全,長時間處于高聲強環境中,飛機鉚釘會松動、蒙皮會破裂,人造衛星也會機械損壞、儀表失靈。高聲強實驗室是可以對衛星及其儀器設備進行聲疲勞實驗的地方。

消聲室、混響室、高聲強實驗室……各種各樣聲學研究的實驗室在馬大猷的手里一個個出現,中國現代聲學研究的“底子”也一點點厚起來。

馬大猷也關注噪聲的環境污染問題。為了了解噪聲污染情況,馬大猷哪里嘈雜去哪里。他背著聲級計,帶著學生去大馬路、工廠、地鐵……1966年,他組織了第一次北京市交通噪聲調查研究,1972年又開展了地鐵噪聲的控制研究。最終憑著扎實的數據,他在1973年的第一次全國環境保護會議上,提出在廢水、廢氣、廢渣之外,應將噪聲列為環境污染四害之一。

“常出怪主意”

馬大猷愛做實驗,卻不唯實驗。他說:“研究問題首先需要物理分析,解決問題只是數學上或實驗上的技巧,根本的是物理學上的見識。”他還說:“勤勤懇懇只能嚴格照章辦事的人不適于搞基礎研究工作。相反,思想活躍、往往異想天開并常出怪主意的人可能更為適合。”

馬大猷就是個“常出怪主意”的人。1937年,22歲的馬大猷在清華留美公費生項目的支持下,赴美留學。在加利福尼亞大學洛杉磯分校的實驗室里,馬大猷結識了一位出生于中國的美國師兄——博魯特。

博魯特的研究方向是建筑聲學,列出過一個矩形房間內簡正波數目的公式,被大家視為一項很突出的成就。馬大猷對博魯特的研究成果很感興趣,但總覺得這個公式有些煩瑣,于是就常把公式放進腦子里轉一轉。

有一天,馬大猷正在吃早飯,這個公式又在他腦子里轉了起來。忽然,他靈機一動,想到了一個不同的處理方式。他拿起紙筆飛快地算啊寫啊,最后,一個比博魯特公式更簡潔的公式出現在他面前。

到了教室后,他又當著大家的面演算一遍。大家先是一愣,隨后便響起熱烈的掌聲。博魯特也向他祝賀,承認馬大猷這一開創性方法比自己的“更為有用”。

1938年秋天,馬大猷和博魯特分別在美國聲學學會年會上宣讀了各自的研究成果。年僅23歲的馬大猷在國際舞臺上一鳴驚人。直到今天,這個公式依然被印在波動聲學的教科書里。

▲馬大猷在工作中。

馬大猷從不吝嗇于分享他的科研“秘訣”:“研究的前提,就是得先有充分的學習,得具備豐富的基礎知識,又得比較全面地了解在某個領域里別人都做過什么工作、有些什么結果,孤陋寡聞的人最容易做一點兒工作就說‘首創’或‘填補空白’之類的話。”

他的學生常常感慨“馬先生的腦子里無時無刻不想著工作”,馬大猷也承認自己“最大的興趣就是工作”。有時,學生去老師家里做客,馬大猷的妻子王榮和會和他們聊一些家長里短的瑣事,氛圍輕松活躍??墒橇牟涣藥拙?,話題一不小心就會被馬大猷帶“偏”。王榮和常常笑著埋怨馬大猷:“你看你說不了幾句又講工作。”

馬大猷的最后一篇學術論文發表于2006年,研究的是微穿孔板的實際極限,那年他91歲。第二年10月,他因突發腦血栓住進北京醫院,從此離開了辦公室。

不愛“說好話”

晚年的馬大猷對我國科技界的浮躁情緒十分擔憂,公開發表過多篇火藥味十足的文章。2005年,他發表《國家實力根本源于基礎研究》一文,文中寫道:“現在的科學家大多只知道直接為生產服務是研究工作,不知創新,更不知基礎研究。”“有時看到一些科學家為引進日本產品還是德國產品而爭論,我臉都紅了。難道我們新中國成立50余年,科學水平就是這樣?科學家就干這個?”

在談到科研體制對于科研人員創造力的影響時,他說:“用行政領導方法領導科學工作的辦法必須取消??茖W家(包括教授)和技術家是基礎研究的主要力量,必須保證他們在輕松、自由的環境中工作,實行學術自由,支持基礎研究。”由于憂心國家基礎研究發展,他一連六次給時任國務院總理溫家寶寫信,呼吁加強基礎研究工作,提高國家自主創新能力,并得到總理的回信和贊同。

馬大猷不愛“說好話”的性格并非晚年才有。早在20世紀60年代的全國科學技術工作會議上,他就因為不說客套話而有了“一馬當先”的美譽。

1962年,全國科學技術工作會議在廣州召開??萍冀绲綍碛校矗担叭俗笥遥R大猷被分在物理組。會議開幕時,作為中央科學小組組長的聶榮臻說,“要尊重科學、尊重事實,大家有什么說什么”,還提出了“三不”,即“不扣帽子、不抓辮子、不打棍子”。在第二天的討論會上,馬大猷率先發言:“昨天聶總報告‘三不’,不扣帽子,可是我們頭上就有一頂大帽子——資產階級知識分子。如果憑為誰服務來判斷,那就不能說我們還在為資產階級服務;如果說有資產階級思想或者思想方法是資產階級的,所以是資產階級知識分子,那么腦子里的東西不是實物,是沒法對證的。這個問題誰能從理論上說清楚?”

會議期間,周恩來總理來到廣州,讓參加會議的人一一表態。聶榮臻說,應當給知識分子摘掉資產階級的帽子。時任中科院黨組書記張勁夫也贊成。3月2日,周恩來總理向科學工作會議作報告時宣布,我國的知識分子一般不再是資產階級的知識分子。

在接下去的會議中,又有小組討論認為,“帽子”摘了,但還沒有“加冕”。于是,3月5日和6日,陳毅副總理宣布,要為知識分子脫資產階級知識分子之帽,加勞動人民知識分子之冕。

成功“脫帽加冕”后,馬大猷和幾位代表一起買酒舉杯相慶。