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国际著名声学家、中国现代声学的重要开创者和奠基人、声学泰斗马大猷

文章栏目:潮青访谈 发布时间:2022年02月26日


    【编者按】马大猷(1915-2012年),广东汕头潮阳人,生于北京,我国著名物理学家和教育家、国际著名声学家、中国现代声学的重要开创者和奠基人、享誉世界的声学泰斗。中国科学院电子学研究所和声学研究所的创建者之一、中国民主同盟盟员、中国共产党党员、原全国政协常委、民盟中央名誉副主席、中国科学院资深院士、中国声学学会名誉理事长、全国声学标准化技术委员会名誉主任委员、美国声学学会荣誉会士。


    (一)北京潮州会馆资助下成长的留美博士

    马大猷因为家庭经济拮据,他从上小学到大学都住在北京潮州会馆(西馆),并在潮州同乡会的资助下一直到北京大学毕业。据马老介绍,会馆有较大一笔开支用于补贴家境贫寒的学子,帮助他们完成学业,每人每年大约有几十银圆。马大猷说,他正是得到这样的资助,才得以继续学习。

    “九一八”事变,激发了他“科学救国”的热情,中学毕业后,他考入北京大学物理系。其间,因为参加“一二 • 九”运动和事后罢课,毕业后不能留在北大。恰好清华大学招考留美公费生,专业是电声学,他报考被录取,1937 年先到洛杉矶加州大学,后转到哈佛大学。

    在吴有训教授建议下,他先去加州大学 UCLA,除了系统地上声学课和做实验外,还做了两件研究工作。他发表论文,对其师兄伯鲁特得到的简正频率分布的公式(简正频率是房间中共振的频率),加以改进,采用直接计算的方法,得到的公式既简单又容易理解。公开发表论文之后,马大猷的公式被公认为理论声学的一个基本公式。

    在哈佛大学,他学习了物理系和通信系的课程,完成了“简正频率在不同方向的分布和自由行波的衰变”研究工作和博士论文《矩形室内的非均匀声边界》,被授予硕士和哲学博士学位。1940 年,为参加抗日战争,他毕业后即启程回国。8 月到昆明,在西南联合大学电机系任副教授,两年后升教授。其间, 他坚持边教学,边做颤动回声、声场起伏现象等声学的科研工作。1946 年到北大任物理系教授,后受命创办北大工学院任院长。

(二)新中国成立,迎来了科研的黄金时代

    1952 年全国院系调整,他调哈尔滨工业大学任教务长、教授。1955 年他请求调到中国科学院应用物理研究所(后改为物理所),继续进行声学研究工作。同年,马大猷被聘为中国科学院首批学部委员(90 年代改为院士)。

    1956 年,他参与周恩来总理直接领导的制定国家科学12 年远景规划。随后,他被指定为中国科学院电子学研究所筹委会副主任,主持电子所大楼的设计、施工和装修工作。并设计了达到国际水平的全国第一座声学实验室和声学试验水池。

    为了培养中科院各研究所的研究人员,1958 年,他参与在北京创办了中国科技大学,同吴有训、严济慈先生一起亲自教授普通物理课。而研究所的工作坚持如常进行,一直教了 6 年,直到“科大”搬至合肥。

    1959 年,北京兴建十大建筑,人民大会堂音质问题交给马大猷负责。他组织北京的大学和建筑、广播系统中的声学专家进行研究,提出设计要求,进行模型试验、测量、鉴定工作。他提出分散声源(每个座位前有小扬声器)和联结立体声系统(台口上大扬声器按立体声设计但联到一起),以解决这个具有 9 万立方米、最多容纳 1 万人的巨大厅堂的扩声问题;顶上和墙面用穿孔板吸声处理,以减少回声并控制混响时间到 1.8 秒,适合音乐演出的需要。建成后做了测量,证明设计、处理完全成功。这是当时国际上最大的为正式活动而建的厅堂。至今,全国人大、政协每年开会传声满意,大型文艺表演,音乐优美动听,歌唱清晰宏亮。


走进人民大会堂万人大礼堂,无论站在哪个角落,都能清晰地听到主席台上演讲者的每一个发音,
主持设计其声学系统的就是著名声学家马大猷院士


    1964 年成立中科院声学研究所,马大猷任副所长、研究员。同时创办《声学学报》,成为全国声学最高学术刊物,他任主编,以后还出了英文版。同年组织了核爆炸侦察和火山爆发、地震、导弹发射等所产生的次声研究。

(三)为国防科研贡献力量

    1966 年,国家准备发射导弹,下达了研究吸声系统的任务。导弹发射时所产生的噪声十分强大,其功率足够开动一辆卡车,还伴随高温、潮湿等。在国际上,当时吸收声音主要靠多孔性材料(玻璃纤维、矿渣绵等),使声音产生的空气振动在微孔内摩擦、消耗。马大猷决定不采取这种笨重的办法,改为在不锈钢板上穿小于 1 毫米的孔。这种微穿孔板的设计,在实际发射中起了很好的作用。后来又仔细地做了理论分析,完整完成研究任务。

    同年,他又接受人造地球卫星噪声试验任务。卫星发射后速度很快,空气摩擦要产生强大的压力起伏,卫星可能遭到破坏(声疲劳),内部灵敏仪器、设备可能暂时失去准确度(声失效)。为了避免这种后果,一般在发射前先做强噪声试验,以保证安全。马大猷领导了高声强实验室的设计、建筑和安装工作, 建成了能产生 160 分贝的混响室和 170 分贝的行波管道。经过测试,性能良好。在高声强实验中也发现了不同于一般声场中的现象,当时未能深入研究。若干年后,他重新拾起这些问题,建立了非线性声场理论,这是他90 年代的主要工作。

(四)一片丹心为国家

    1973 年,马大猷响应周总理号召,在“文革”困难的环境中组织全国声学学术会议;随后又和几位年轻同事自由组合,开始了气流声学的研究工作。粉碎“四人帮”后,他恢复了研究室主任的工作,兼任中国科学院研究生院副院长。参加了邓小平召集的科学、教育座谈会和全国科学大会等。以后又开始室内有源噪声控制和非线性驻波的研究工作。其间,他独自或与他人合作发表论文近30 篇,写书 6 册,创立了气流噪声压力规律,创造了小孔消声器和扩散消声器, 建立了相应理论。

    “马老虽已高龄,仍然关心国家的科技事业,令人敬佩。他关于基础研究和自主创新的观点和论述很有见地,所提建议也很中肯。基础研究是应用和开发的先导和源泉。”这是温家宝总理对马老先生《国家实力根本源于基础研究》和《推广基础研究》两篇文章的亲笔批复。

    2005 年 8 月,刚刚度过 90 华诞的马老先生致信温家宝总理,呼吁加强基础研究工作,提高国家自主创新能力。充分体现了一位老科学家从战略高度对加强国家自主创新能力建设的高度关注。马老在信中说“目前科学前沿几乎见不到中国科学家的影子。全球范围内,高科技产品日新月异,但其核心技术的研究很少有中国人的贡献。我国缺少第一流的科学大师和科学领袖人物,长此以往,何谈诺贝尔奖?中国迫切需要发挥科技人员的力量,大力提高科技研究水平。”“加强国家自主创新能力,必须加强基础研究工作。基础研究也是第一生产力,这话没有一点夸张。国家的科学水平、经济水平,根本都来源于基础研究水平。”

  对于企业研发,马老说“我国技术人员水平不低,只要尊重工程技术人员, 解放他们,在企业中迅速建立起开发机制,十年内必有成就。”

    直到 92 岁高龄,马老仍坚持每周一、三、五到中科院声学所上半天班,他对理想和事业的追求不愧是我国科学界的楷模,令人崇敬。

    几十年来,马大猷共完成研究论文 160 篇,其中 2/3 是 60 岁以后所写的。论文一部分录入《马大猷科学论文选集》(1990 年)和《现代声学研究——马大猷院士八秩华诞纪念文集》(1995 年)。另外撰写和编书 14 本。




    马大猷教授是中国科学界的典范,他把毕生的精力和大爱都献给了祖国、献给了教育事业、献给了环境保护事业、献给了声学事业。马大猷教授以严谨求实的态度、朴实无华的作风、坚忍不拔的意志、爱国奉献的精神,成为了声学界的一代楷模。

    2012年7月17日,马大猷教授逝世。对马大猷教授的逝世表示深切哀悼的党和国家领导人有:胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、李长春、习近平、李克强、周永康、王刚、王岐山、刘延东、李源潮、汪洋、张高丽、张德江、朱镕基、吴官正、路甬祥、韩启德、蒋树声、杜青林、张梅颖、丁石孙等。


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