大道至简,上善若水——纪念马大猷先生逝世一周年

田 静

2013年6月4日,在加拿大蒙特利尔召开的第21届国际声学大会上,有一个特别分会场,专题纪念我国著名物理学家、我国现代声学事业的开拓者和主要奠基人、中国科学院资深院士马大猷先生的声学贡献。国际声学泰斗、99岁高龄的美国科学院院士白瑞奈克博士,国际著名非线性声学学者、美国德克萨斯大学布莱克斯托克教授等来自世界各地的声学界嘉宾云集,共同回顾马先生在声学领域的主要贡献,深情缅怀与他在一起时的点点滴滴。从这次研讨会的阵容和规模,我们可以看出马先生在国际上的崇高威望与学术影响。在国内,马先生的声望对于学界的同行一样如雷贯耳,民盟的许多同志也都知道他是民盟的老领导,但是限于专业的原因,对于他所完成的事业和作出的贡献,大家很难有一个比较全面的了解。

马大猷先生的人生轨迹

马大猷先生祖籍广东潮州,1915年3月1日生于北京。1936年获国立北京大学理学学士学位,同年以优异成绩考取清华大学留美公费生。1937年在“七七事变”的战乱中,辗转赴美国加利福尼亚大学洛杉矶分校,师从著名声学家努特森教授。1938年因导师出国,转入哈佛大学物理系,师从韩特教授。1939年获理学硕士学位,1940年获该校哲学博士学位,是哈佛大学历史上第一位只用约两年时间取得博士学位的学生。博士毕业当年,先生毅然回到抗战中的祖国,并在西南联大电机系任副教授,1942年升任教授。1946年,西南联大北上复校,先生负责筹建北京大学工学院,随后并担任第一任院长,时年31岁。

1949年北平解放后,任北京大学校务委员会常务委员、工学院院长兼电机系主任。1951年加入中国民主同盟,并当选中央委员会委员。1952年,全国高等学校院系调整,调任哈尔滨工业大学教务长。1954年,当选第二届全国政协委员。1955年,当选中国科学院首批学部委员(后改称院士),时年40岁。

1955年,先生调中国科学院应用物理研究所任研究员,开始着手筹划建立中国声学研究中心。1956年参加国家《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要》制定工作,提出发展中国声学事业的建议,参加中国科学院电子学研究所的筹备,任筹委会副主任兼声学研究室主任。1956—1958年,亲自设计并领导建造了包括消声室、混响室、隔声室和水池实验室在内的大型声学实验室,建立了中国第一个声学综合研究基地。1964年,中国科学院声学研究所正式成立,马先生任副所长兼第九研究室主任、研究员,创办《声学学报》并任主编。

1970-1979年,受文化大革命的影响,声学研究所被分拆为几部分,马先生随第九研究室到物理研究所工作,任学术委员会主任、声学研究室主任,并先后兼任中国科技大学物理系主任、中国科学院研究生院常务副院长等职。1979年,中国科学院声学研究所复所,马先生重任副所长兼学术委员副主任。

此后,马先生一直在声学所工作直至2012年7月17日辞世。在此期间,先生参与创建了中国环境科学学会并任副理事长(1979),领导建立了全国声学标准化技术委员会并任主任委员(1980-2007),创立《声学学报》英文版并任主编(1982),联合创建中国声学学会并任理事长(1982)、名誉理事长(1985)。另外还曾担任中国民主同盟中央委员会副主席(1986-1994)兼科技委员会主任(1987),全国政协常委(1988-1998)、教科文卫体委员会副主任(1993)等职。

马大猷先生的主要科学贡献

马先生在声学领域最初和最著名的贡献在于建筑声学的研究工作。先生1937年年末进入美国加利福尼亚洛杉矶分校后,在声学家努特森教授指导下开始科研生涯。1938年即提出了房间简正频率分布定律,转入哈佛大学,师从韩特教授继续从事房间声场的混响研究,对房间声场的衰变提出了自己的见解。1939年,先生连续在声学领域的顶尖期刊《美国声学学报》发表两篇文章,即《矩形室内低频简正频率分布》,以及与韩特、白瑞奈克合作发表的《矩形室中的声衰变分析》,这两篇文章奠立了室内简正波理论,成为本领域所有声学教科书必须引用的内容,也被声学界视为建筑声学发展的里程碑。先生在他70多年的研究生涯中,虽然涉猎甚广,但房间声学理论是他终生都在丰富、发展和应用的领域。

1959年,先生得到了一次将其理论应用于实践的机会。为庆祝建国10周年,中共中央决定在北京建设十大建筑,其中的人民大会堂万人礼堂对于声音的音质要求尤其特殊:9万立方米的容积、1万人的观众规模、兼容会议报告和文艺演出的需求,工期仅有10个月,这即使在今天的世界声学界都是非常具有挑战性的难题。受周恩来总理的亲自指派,马先生担任音质总设计师,与建筑总设计师梁思成先生共同完成这一艰巨的任务。先生组织国内高校、建筑和广播系统中的声学专家,提出设计要求,进行大量模型和现场实验。他提出的分散声源和联结立体声系统成功解决了世界第一大厅堂中的扩声问题,他主持设计的声学吸声结构材料及其分布,很好地解决了万人礼堂的声场扩散性、均匀性问题,满足了中央对礼堂音质提出的极高要求。人民大会堂的建成,不仅是中国建筑史上的里程碑,也使中国声学研究和应用的成果得到了世界同行的肯定,并通过任务带学科,建立了中国第一批建筑声学研究和设计队伍。

人机对话是今天的热门技术,部分成果已经在移动通信中得到应用,马先生也是这个领域的开创者。早在1958年,电子计算机还处于电子管的时代,马先生就组织开展了语言声学的研究,筹建语音识别合成实验室,开展汉语语音分析和特征研究、汉语语音识别和合成,以及语音产品的研制及应用,取得了汉语语音的基本参数,并在1959年自行研制出汉语普通话十元音自动识别系统。这是非常具有前瞻性和战略性的工作,使得我们的汉语语音信号处理技术得以长期保持在国际先进的水平。

上世纪50年代末至60年代中期,围绕国家发展“两弹一星”的战略目标,先生先后开展了核爆炸侦察和声学探测、大气层核爆炸的次声监测、火箭及人造地球卫星噪声疲劳实验、导弹发射井噪声控制等一系列重要的研究工作,不仅创造性地完成了所承担的科研任务,还获得了次声在大气中的传播理论、气动扬声器理论、微穿孔板吸声理论等一系列重大成果,建立了次声监测实验站、160分贝高声强实验室等实验设施,奠定了中国次声学、高声强声场研究的基础。在此期间开发研制的高功率气动扬声器、次声频段电容传声器、驻极体电容传声器、微穿孔板吸声结构等声学器件与设备,迄今仍然处于国际领先的技术水平,并得到了越来越广泛的应用。

文化大革命期间,中国科学院声学研究所被撤销,马先生屡次受到冲击,但是他在极端困难的环境中仍矢志不渝,坚持科学研究,关注点转向了事关国计民生的环境声学领域。1966年,他组织进行了第一次北京市交通噪声调查研究。1972年开展了地铁噪声的控制研究,降低噪声10分贝。1973年参加第一次全国环境保护会议,提出在废水、废气、废渣之外,应增加噪声为环境污染四害之一。1974年起,领导开展了气流声学的研究,建立了气流噪声与压力的关系,发明了小孔消声器和扩散消声器,并广泛用于发电厂高压排气放空噪声抑制,彻底消除了此类噪声对我国环境的污染。同时,先生组织领导在北京、天津等8城市开展环境噪声调查、控制,推动了环境保护工作,后逐渐发展到全国各省市,建立了中国环境噪声控制系统工程。他还领导编写教材,先后编著出版《环境物理学》、《噪声控制学》等,为全国各地的环境保护部门培训了大批环境噪声科研和管理人才。这些卓有成效的工作,为我国《环境保护法》(噪声防治部分)和《环境噪声污染防治法》的制定奠定了很好的科学技术基础。

声学标准制定是先生长期关注和亲力亲为的重要工作。1980年,先生推动成立了全国声学标准化技术委员会并亲自担任主任委员,此后直至生病卧床不起,先生不仅亲自参与了部分重要标准的制定,而且主持了全部声学标准的审定,先后完成了140多项国家标准的制定、修订,为使我国成为国际上为数不多的拥有完整声学标准体系的国家作出了巨大贡献。

上世纪80年代后期,先生已经是70多岁的老人,但是他仍然保持着对声学研究前沿的高度敏感性,带领一批研究生和青年学者开展了有源噪声控制和非线性声学的研究领域,并在三维封闭空间声场简正波有源控制、大振幅驻波的理论和实验研究等方面取得一系列突破性进展,在国际上产生了广泛的影响。

2012年,为表彰先生在声学领域作出的突出贡献,美国声学学会授予他荣誉会士称号,成为该学会成立100多年来第19位荣誉会士,而该学会的首位荣誉会士就是著名的发明家爱迪生。

马大猷先生的社会贡献

马大猷先生是一位治学严谨的科学家,也是一位正直勇敢的爱国主义者和社会活动家。在北京大学读书期间,他积极投身“一二•九”学生爱国运动,因组织学生罢课被禁止毕业后留校。在美国留学期间,又积极参加1938年的“一碗饭”活动和1939年在波士顿的义卖募捐活动,为抗日战区难民筹集捐款。1940年毕业后,他婉拒亨特教授和白瑞奈克博士之邀,毅然回国,为抗战中的祖国效力。他尊重青年学生的判断力,支持学生爱国运动,1945年“一二•一”惨案当天,因坚决保护学生和校舍安全与特务发生冲突。1962年的广州会议中,先生一“马”当先,冒着极大政治风险率先提出知识分子的阶级属性问题,引起广泛共鸣,成为“脱帽加冕”的契机。

先生于1951年加入中国民主同盟,1979年加入中国共产党。曾任第四届全国人大代表,第二、三、五、六届全国政协委员,第七、八届全国政协常委,民盟第五、六、七届中央委员会副主席,第八届中央委员会名誉副主席。

先生一直十分关心科学教育事业的未来。他坚持理工结合的教育思想,注意培养青年学者的理论素养和动手能力。他自1940年回国,一生身体力行,坚持工作在科学教育的第一线,65岁之前都还在亲自主讲物理学、电子学和声学的基础课程,之后则更多地转向研究生的培养,几十年来共指导过40余位研究生,培养出了一大批中国声学科技人才,在各自工作岗位上为我国声学事业的发展作出巨大贡献并成为行业的佼佼者。他强调科学研究的原创性,曾说过:“自然科学研究中,以创造性劳动取得的发明才是评价标准,科学只承认第一,不承认第二。”他真心拥护国家科教兴国战略,多次在《群言》等杂志上撰文献言献策。面对我国科技界呈现出的浮躁情绪,先生十分担忧,先后6次给国务院总理温家宝写信,呼吁加强基础研究工作,提高国家自主创新能力,得到了温总理的重视和肯定。他一生共发表了40余篇有关工程教育、人才培养和科学研究的文章,蕴含了对科学和教育管理事业的毕生思考。

先生长期担任民盟中央领导,在盟内享有很高的声誉。他热心盟务、无私奉献,投身民盟的事业,积极参加民盟活动,关心青年盟员成长。在政治立场上,先生旗帜鲜明,坚决拥护党的各项方针政策,始终与中国共产党同心同德、风雨同舟、肝胆相照、荣辱与共,为巩固和发展爱国统一战线,为坚持和完善中国共产党领导的多党合作和政治协商制度,为中国民主同盟的自身建设作出了重要贡献。

2012年7月17日,马先生永远地离开了我们,但是先生通过毕生的努力,留给我们的宏伟广阔的声学事业和博大精深的精神财富,将永远伴随着我们国家科学事业与经济社会的发展,继续发挥着影响和作用。在先生的告别仪式上,我用一副对联,总结了先生在科学和社会两个方面的作为与贡献:“大道至简灼见真知老师学界巨擘,上善若水诤言良策先生当代鸿儒。”

(原文刊载于《群言》2013年第7期)