呂 斌

提起馬大猷,許多人都會(huì)覺(jué)得陌生。但是在聲學(xué)界、物理學(xué)界甚至科技界,他卻赫赫有名。他的個(gè)人經(jīng)歷充滿了“第一”:他是哈佛大學(xué)歷史上第一個(gè)僅用兩年時(shí)間就拿到博士學(xué)位的人;27歲時(shí),他成為上世紀(jì)40年代全中國(guó)最年輕的教授;1955年,40歲的他成為最年輕的中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員(院士)之一。他的學(xué)術(shù)生涯更是充滿“第一”:這位以“科學(xué)救國(guó)”為己任、于上世紀(jì)40年代回國(guó)的老科學(xué)家,不僅在基礎(chǔ)研究上取得許多世界水平的成果,更是開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)的聲學(xué)研究———在他和其他科學(xué)家的帶領(lǐng)下,建造了中國(guó)第一個(gè)聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室、水聲實(shí)驗(yàn)室、高聲強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)年,周總理親自點(diǎn)將,由他主持完成了北京人民大會(huì)堂的音響設(shè)計(jì);他90歲時(shí)上書(shū)溫家寶總理,就基礎(chǔ)研究和自主創(chuàng)新等問(wèn)題諫言獻(xiàn)策,耄耋之年的老院士,通過(guò)特有的方式,向社會(huì)表達(dá)著自己對(duì)科技發(fā)展的意見(jiàn),為加強(qiáng)基礎(chǔ)研究而鼓與呼。“立身無(wú)愧于天地,志趨不忘為人民”,概括了這位老科學(xué)家的人生總結(jié)。

清貧亂世艱難求學(xué)

1915年馬大猷出生在北京,父親給他起的小名叫“雄才”,上學(xué)了就叫“大猷”,其實(shí)“大猷”也是“雄才大略”之意。馬大猷的學(xué)生時(shí)代,正是日本侵略者向中國(guó)步步進(jìn)逼的歷史時(shí)期。在當(dāng)時(shí)風(fēng)起云涌的學(xué)生運(yùn)動(dòng)中,少年馬大猷的心中激起了“科學(xué)救國(guó)”的熱情。中學(xué)畢業(yè)后,馬大猷報(bào)考了北京大學(xué)物理系和清華大學(xué)機(jī)械工程系,由于成績(jī)特別突出,北大和清華兩校都錄取了他。由于機(jī)械工程更接近實(shí)踐,馬大猷傾向于上清華大學(xué),但接到清華大學(xué)通知書(shū)后,估計(jì)每年費(fèi)用要達(dá)到260元。馬大猷家境貧寒,父親早逝,完全靠母親含辛茹苦撫養(yǎng)他和兩個(gè)妹妹成人,260元每年的花費(fèi)對(duì)于他這樣的家庭實(shí)在是太沉重而無(wú)法負(fù)擔(dān),在北京大學(xué),每學(xué)期只要交費(fèi)10元,而且可能得到獎(jiǎng)學(xué)金,還可以做家庭教師掙錢糊口。所以馬大猷最終只好割愛(ài),上不起“富清華”,就上了“窮北大”。到了北京大學(xué)物理系以后,馬大猷得到了薩本棟、葉企孫、江澤涵、任之恭等老師的指導(dǎo)和培養(yǎng)。很巧的是,在馬大猷讀三四年級(jí)的時(shí)候,吳大猷先生學(xué)成回國(guó),首次在北京大學(xué)的物理系和化學(xué)系開(kāi)設(shè)量子力學(xué)課,馬大猷就成了他的學(xué)生,留下了一段“師生大猷”的往事。

1936年馬大猷大學(xué)畢業(yè)時(shí),正好清華大學(xué)招考留美公費(fèi)生,物理學(xué)方面的專業(yè)是電聲學(xué),非常符合他的理想,于是他就去投考了,不久清華大學(xué)就通知他被錄取。由于按規(guī)定出國(guó)之前要在國(guó)內(nèi)準(zhǔn)備一年,1936年9月,馬大猷回到北京大學(xué)物理系準(zhǔn)備口語(yǔ)和研究工作。次年七月,“蘆溝橋事變”爆發(fā),八月初馬大猷和同學(xué)們計(jì)議決定只身出走,剛到天津就被日本憲兵扣留了。這一批被關(guān)押的學(xué)生生活條件非常差,幾十個(gè)人擠在一間大房子里睡地鋪,不準(zhǔn)多說(shuō)話,不準(zhǔn)多走動(dòng),一天三餐都吃不飽,弄不好還要遭到日本憲兵的呵斥和踢打。馬大猷就在這樣的環(huán)境里生活了33天,后見(jiàn)到梅貽琦校長(zhǎng),申請(qǐng)暫不出國(guó),參加抗戰(zhàn)。梅校長(zhǎng)考慮后,決定馬大猷仍應(yīng)按原計(jì)劃出國(guó)。不久馬大猷就出發(fā),經(jīng)香港到美國(guó)洛杉磯加州大學(xué),在著名聲學(xué)權(quán)威努特森教授指導(dǎo)下從事聲學(xué)研究工作。

學(xué)識(shí)興國(guó)成績(jī)斐然

到美國(guó)半年后,馬大猷轉(zhuǎn)到了哈佛。在哈佛,他做了兩件研究工作,一是參加導(dǎo)師韓特和他的助教白瑞奈克的“矩形室中聲衰變的分析”,二是完成博士論文“矩形室內(nèi)的非均勻聲邊界”。由于這些工作的完成,馬大猷被授予碩士和哲學(xué)博士學(xué)位。1940年,馬大猷獲得了哈佛大學(xué)博士學(xué)位,成為該校歷史上第一個(gè)用兩年時(shí)間就獲得博士學(xué)位的人。此時(shí)馬大猷在美國(guó)的去留成了人們關(guān)注的問(wèn)題,許多人以為,已經(jīng)在美國(guó)聲學(xué)界嶄露頭角、站穩(wěn)了腳跟的他一定會(huì)留下來(lái)大展宏圖。然而馬大猷卻像他的許多師長(zhǎng)一樣,選擇了歸國(guó)效力的道路。半個(gè)多世紀(jì)之后,馬大猷回憶起當(dāng)年的選擇,深情無(wú)悔地說(shuō):“發(fā)展中國(guó)的聲學(xué)事業(yè),是我的恩師為我指出的專業(yè)方向,也是我愿意畢生為之奮斗的目標(biāo)?！瘪R大猷回國(guó)后,開(kāi)始希望能為抗戰(zhàn)需要研究一些科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,終因沒(méi)有研究課題,遂致力于教學(xué)工作。他先是在西南聯(lián)大工學(xué)院電機(jī)系任教授,時(shí)年25歲,是該校最年輕的兩名教授之一。幾年后,北京大學(xué)籌備創(chuàng)辦工學(xué)院,31歲的馬大猷被聘為籌備主任,后來(lái)又成為北大工學(xué)院的首任院長(zhǎng)。在當(dāng)時(shí)全國(guó)著名的工學(xué)院中,他是最年輕的一位院長(zhǎng)。

1959年,周恩來(lái)總理親自點(diǎn)將,由44歲的馬大猷承擔(dān)了人民大會(huì)堂的音響設(shè)計(jì)和施工任務(wù)。

當(dāng)馬大猷第一次看到人民大會(huì)堂的設(shè)計(jì)圖紙時(shí),他被水天一色、滿天星斗的穹頂設(shè)計(jì)所震撼,同時(shí)也馬上意識(shí)到橢圓形設(shè)計(jì)給聲學(xué)設(shè)計(jì)所帶來(lái)的麻煩?！奥曇魝鞑r(shí)最怕彎曲,一彎曲就發(fā)出回聲。在這個(gè)9萬(wàn)平方米的弧形空間里,聲音從四面八方反射回來(lái),會(huì)造成巨大的回聲,整個(gè)大廳會(huì)陷入吵架一般的嗡嗡聲中,什么都聽(tīng)不清楚?！倍嗣翊髸?huì)堂必須在“十一”之前完工,留給馬大猷解決問(wèn)題的時(shí)間只有七八個(gè)月。

馬大猷的設(shè)計(jì)構(gòu)想是:不靠幾個(gè)大喇叭擴(kuò)音,而是用一套分散式聲源,在臺(tái)下每?jī)蓚€(gè)座位前設(shè)置一個(gè)揚(yáng)聲器,這樣聽(tīng)臺(tái)上講話就像從面前傳來(lái)一樣清晰,避免了巨大的回聲。但是考慮到人民大會(huì)堂經(jīng)常舉辦大型文藝活動(dòng),欣賞音樂(lè)要求音效設(shè)計(jì)要有一定的保真度,如果僅靠座位前的揚(yáng)聲器,效果不會(huì)很好。于是,馬大猷又設(shè)計(jì)了一個(gè)半分散式聲源。大會(huì)堂主席臺(tái)32米寬,左右兩個(gè)聲道中間再加一個(gè)聲道,傳播時(shí)間控制在1/20秒內(nèi),聲音聽(tīng)起來(lái)就是連續(xù)的,即使是坐在最后一排的聽(tīng)眾也不會(huì)受回聲的干擾。

1959年10月1日,黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人與來(lái)自各國(guó)的嘉賓匯聚在人民大會(huì)堂,當(dāng)華燈齊放、優(yōu)美的樂(lè)聲傳遍整個(gè)大廳時(shí),人們?yōu)檫@座恢宏壯麗的建筑發(fā)出了經(jīng)久不息的掌聲。測(cè)試證明其音質(zhì)的設(shè)計(jì)、處理是完全成功的。在此后每年的全國(guó)人大、政協(xié)會(huì)議以及各種大型文藝表演中,人民大會(huì)堂的音響均達(dá)到了理想的效果,兩套聲源系統(tǒng)也一直使用至今。

人民大會(huì)堂音響設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝,是中國(guó)聲學(xué)界的第一次大工程,在這之前,聲學(xué)從未在這么大的空間里得以應(yīng)用。而且誰(shuí)能想到,當(dāng)時(shí)中國(guó)的聲學(xué)研究才經(jīng)歷了三四年的時(shí)間。這一聲學(xué)工程的建成,使中國(guó)的聲學(xué)研究也得到了世界同行的肯定。

1966年,根據(jù)國(guó)家地下導(dǎo)彈發(fā)射井中噪聲控制的要求,馬大猷研制了微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu),代替國(guó)外常用的多孔性吸聲材料,它防火性能強(qiáng),吸聲效果好。以后,他又把微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)擴(kuò)展到民用范圍,成為噪聲控制和改善廳堂音質(zhì)的重要手段,并逐步形成了他的微穿孔板理論及其應(yīng)用方法。

1966年馬大猷接受的另一個(gè)任務(wù)是人造地球衛(wèi)星的噪聲試驗(yàn)。為此,他領(lǐng)導(dǎo)了高聲強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)、建筑和安裝工作,建成了能產(chǎn)生160分貝的混響室(平常講話是60分貝)和170分貝的行波管道。經(jīng)過(guò)測(cè)試,性能良好。

1982年,馬大猷還主持完成了核爆炸產(chǎn)生次聲波在大氣層中傳播的理論、數(shù)據(jù)處理和電容傳聲器次聲探測(cè)系統(tǒng)的建造。這些重大科研成果,使馬大猷成為我國(guó)戰(zhàn)略核武器制造方面的幕后功臣。

1992年12月,在德國(guó)首都波恩,新建的聯(lián)邦議會(huì)大廳落成了。不料議會(huì)第一次在新大廳里開(kāi)會(huì)就出現(xiàn)了令人難堪的場(chǎng)面。當(dāng)時(shí)電視臺(tái)正進(jìn)行會(huì)議的現(xiàn)場(chǎng)直播,大廳里的擴(kuò)聲系統(tǒng)卻突然中斷了工作,工作人員采取了許多應(yīng)急措施卻都無(wú)濟(jì)于事。聯(lián)邦議會(huì)的602名議員因而忿然退出新大廳,回到老大廳去繼續(xù)開(kāi)會(huì)。這件事震動(dòng)了德國(guó)乃至歐州的建筑界。經(jīng)事后多方調(diào)查原因,發(fā)現(xiàn)新大廳昂貴的電聲設(shè)備本身并無(wú)問(wèn)題,問(wèn)題出在建筑聲學(xué)上面。大廳存在嚴(yán)重的聲聚焦、聲場(chǎng)不均勻以及擴(kuò)聲系統(tǒng)反饋?zhàn)饔糜绊?使擴(kuò)聲系統(tǒng)受到強(qiáng)聲場(chǎng)反射,造成超負(fù)荷而突然中斷工作。問(wèn)題找到了,卻找不到解決問(wèn)題的辦法,耗資高達(dá)2.7億馬克的新大廳面臨報(bào)廢的危險(xiǎn)。這時(shí),中國(guó)訪問(wèn)學(xué)者查雪琴向德國(guó)專家提出可以用微穿孔板理論解決這一難題。中德兩國(guó)專家運(yùn)用馬大猷的理論和方法,新議會(huì)大廳的聲學(xué)難題很快得到圓滿解決。馬大猷的名字隨之傳遍了德國(guó)的工程界和聲學(xué)界。德國(guó)發(fā)行量最大的《圖片報(bào)》對(duì)此作了專題報(bào)道,盛贊馬大猷的理論和中國(guó)學(xué)者的成就。馬大猷的名字又一次在國(guó)際聲學(xué)界引起了轟動(dòng)。

耄耋院士赤子情懷

在馬大猷看來(lái),一名科學(xué)家應(yīng)當(dāng)承擔(dān)起雙重使命:一方面要做好自己的科學(xué)研究工作;另一方面還要有強(qiáng)烈的責(zé)任感。自幼家境貧寒的他,自然能夠體察百姓的疾苦,在30多年的政協(xié)委員生涯中,他多次仗義執(zhí)言、直抒胸臆。

曾經(jīng)有一個(gè)時(shí)期,北京許多交通要道上都矗立著一個(gè)表牌,上面顯示著交通噪聲的強(qiáng)度,并且制定了交通噪聲的限制強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)———60分貝。這和馬大猷不無(wú)關(guān)系,環(huán)境聲學(xué)的研究和廣泛應(yīng)用是馬大猷對(duì)國(guó)家和人民的又一大貢獻(xiàn)。

其實(shí),早在上世紀(jì)50年代,他就提出了環(huán)境噪音管理的概念,這與百姓生活息息相關(guān)。1966年,馬大猷就組織進(jìn)行了第一次北京市交通噪聲調(diào)查研究工作,撰寫(xiě)出論文。1972年,他開(kāi)始研究解決地鐵噪聲問(wèn)題,找到了電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)上的缺陷,經(jīng)處理后降低了噪聲。1973年,他參加第一次全國(guó)環(huán)境保護(hù)會(huì)議,提出除廢水、廢氣、廢渣以外,應(yīng)增加噪聲為環(huán)境污染“四害”之一,并首先在北京、天津等8個(gè)大城市,領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)展了環(huán)境噪聲調(diào)查、控制,推動(dòng)了環(huán)境保護(hù)研究工作,以后逐漸發(fā)展到全國(guó)各省市。其中京津渤地區(qū)環(huán)境噪聲評(píng)價(jià)科研工作,獲得了1985年中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。同時(shí),他還親自領(lǐng)導(dǎo)編寫(xiě)教材,先后編著出版了《環(huán)境物理學(xué)》、《環(huán)境聲學(xué)》、《噪聲控制學(xué)》等,為全國(guó)各地的環(huán)境保護(hù)部門培訓(xùn)了大批環(huán)境噪聲科研和管理方面的人才。1982年,他組織完成了《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》及測(cè)量方法的標(biāo)準(zhǔn)制訂工作,之后又陸續(xù)組織完成了機(jī)場(chǎng)噪聲、鐵路噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲以及各種噪聲源測(cè)試等多個(gè)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制訂、修訂,形成了比較完整的環(huán)境噪聲測(cè)量、評(píng)價(jià)、控制的標(biāo)準(zhǔn)體系。

馬大猷一生致力于把嘈雜的聲音變得清晰悅耳,可有誰(shuí)知道,他自己卻因此再也無(wú)法感受聲音的美妙。說(shuō)起自己聽(tīng)力下降,馬老回憶說(shuō),1961年的一天,他帶學(xué)生到北京的西郊飛機(jī)場(chǎng)做噪聲實(shí)驗(yàn),因?yàn)樵肼暱刂婆c飛機(jī)制造有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中用鐵錘敲打鋼板,發(fā)出震耳欲聾的聲音,他當(dāng)時(shí)感到耳朵受了巨大噪聲的刺激,而后左耳聽(tīng)覺(jué)就不太好了,再過(guò)幾年,右耳的聽(tīng)力也在逐年下降。到“文化大革命”后期,他不得不去醫(yī)院配了一副助聽(tīng)器。

如今已94歲高齡的馬大猷,不僅每周要到研究所上班,還要指導(dǎo)中青年科學(xué)家做研究,而且親自承擔(dān)了一些重大課題。馬老曾在一篇自述中說(shuō):“我最大的興趣就是工作,也就是進(jìn)行聲學(xué)研究,可以說(shuō),我的工作與興趣是一致的,進(jìn)行聲學(xué)研究是由我的興趣所致,同時(shí)帶給我很多樂(lè)趣,解決重要的科學(xué)難題,攻破研究中的障礙,這就是我生活中最大的快樂(lè)?！背诉M(jìn)行科學(xué)研究,馬老的心血就都給予了他的學(xué)生。馬老說(shuō):“對(duì)于學(xué)生,長(zhǎng)期以來(lái),我始終按世界一流水平來(lái)要求,不通融,不馬虎,不為社會(huì)風(fēng)氣所動(dòng)搖。”馬大猷還對(duì)青年人提出一些具體的希望和建議:“青年人是我們的希望,是今后的專家,解決今后的一切問(wèn)題,最重要的就是打好基礎(chǔ),認(rèn)真學(xué)習(xí)。”就科學(xué)研究尤其是基礎(chǔ)研究,馬大猷院士也提出了幾點(diǎn)具體建議:要鼓勵(lì)創(chuàng)新,提出新問(wèn)題,深入思考,大膽設(shè)想;要鼓勵(lì)自由探索,鼓勵(lì)討論和學(xué)術(shù)交流;同行評(píng)議可聘請(qǐng)三五位資歷較高的同行科學(xué)家進(jìn)行,不開(kāi)會(huì),書(shū)面評(píng)議,完全以業(yè)績(jī)?yōu)橹?絕對(duì)保密。

山高自有人行路,水深不乏破浪舟!祝愿馬老,壯心不已,更催征驥!