他很少“說好話”卻留下一段段佳話
馬大猷的名字,很多人不熟悉。但他做的事,很多人都聽過,有些還與每個人息息相關(guān)。
1959年,馬大猷為人民大會堂做了音質(zhì)設(shè)計,讓站在人民大會堂每個角落的人都可以聽得清演講者發(fā)出的每一個音。
1962年,在馬大猷的質(zhì)疑下,知識分子得以“脫帽加冕”。
1973年,因為馬大猷的提議,噪聲與廢水、廢氣、廢渣一起,被列為環(huán)境污染四害之一。
在馬大猷的晚年,他的名字多次出現(xiàn)在媒體上,出現(xiàn)的目的是批判科學(xué)界的浮躁風(fēng)氣,帶著他名字的文章也因此很少“說好話”。
愛做實驗的馬大猷
馬大猷是聲學(xué)家,被譽為“中國現(xiàn)代聲學(xué)的奠基人”。
聲學(xué)研究離不開實驗?,F(xiàn)代聲學(xué)和建筑聲學(xué)的創(chuàng)始人賽賓,曾靠著一支風(fēng)琴管、一雙耳朵、一塊機械手表,測出美國哈佛大學(xué)佛歌講堂、桑德斯劇院等10多所廳堂的混響時間,由此提出混響時間公式,開啟現(xiàn)代聲學(xué)研究。
馬大猷也重視實驗。他的學(xué)生、中科院聲學(xué)研究所(以下簡稱聲學(xué)所)研究員田靜對此深有體會。
1987年,田靜成為馬大猷的博士研究生,師生倆一個72歲、一個27歲。絕大部分時間,田靜與馬大猷保持著“爺孫”般的親近。馬大猷的辦公桌對面有兩把沙發(fā)椅,很多年長的師兄習(xí)慣了畢恭畢敬地站在桌頭聽吩咐,可每次田靜一去,馬大猷總會笑瞇瞇地先招呼他坐下再細(xì)談。田靜覺得這大概就是“隔輩親”。
但因為實驗的事,馬大猷對田靜發(fā)過一次火,令田靜至今難忘。
田靜是在南京大學(xué)拿到碩士學(xué)位并工作了幾年之后才去做了馬大猷的博士生,在之前的工作中,田靜形成了“把問題從理論上先想透,然后再去做實驗”的研究習(xí)慣,這和馬大猷“實驗先行”的研究風(fēng)格恰好相反。對實驗極其重視的馬大猷,常批評田靜“動手慢”。
有一次,老爺子真的急了,生氣地說:“這就是你們的學(xué)風(fēng)?!碧镬o想都沒想就頂了嘴:“這學(xué)風(fēng)挺好的,想明白了再做。”師生倆之后好久沒說話。幾天后,老爺子看到田靜主動交過去的實驗結(jié)果才說:“我去看看你的實驗進展吧?!?/p>
馬大猷與學(xué)生的合影,很多都拍于實驗室。這些實驗室大都是馬大猷親手設(shè)計建造的。
上世紀(jì)50年代,馬大猷創(chuàng)立的中科院聲學(xué)所聲學(xué)實驗室,是中國第一個專業(yè)聲學(xué)實驗室。
聲學(xué)實驗室里最有特色的實驗設(shè)施之一是消聲室。1956年,馬大猷設(shè)計建設(shè)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(shè)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。
全消聲室建在一個鋼筋混凝土的“大盒子”里,室內(nèi)天花板、四面墻、地面上都裝滿尖劈,尖劈的外表面是鐵絲網(wǎng),里面裝著具有吸聲作用的玻璃棉,人只能站在地面尖劈上方用鋼繩編成的大網(wǎng)上做實驗,好像站在蹦床上一般。
1988年,馬大猷又在聲學(xué)所建了另一種消聲室——半消聲室。半消聲室只有天花板和四面墻上有尖劈,地面是平整的,空間非常大,小轎車可以直接開進去做噪聲功率檢測。
聲學(xué)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(shè)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?;祉懯曳块g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(wù)人造衛(wèi)星任務(wù)而建的。1965年,人造衛(wèi)星研制任務(wù)啟動。噪聲會影響機械和工程安全,長時間處于高聲強環(huán)境中,飛機鉚釘會松動、蒙皮會破裂,人造衛(wèi)星也會機械損壞、儀表失靈。高聲強實驗室是可以對衛(wèi)星及其儀器設(shè)備進行聲疲勞實驗的地方。
實驗室中用來模擬衛(wèi)星發(fā)射噪聲的設(shè)備名叫“氣動揚聲器”。氣動揚聲器可以達到160分貝,相當(dāng)于100臺噴氣發(fā)動機同時工作。在護耳器不完備的條件下,馬大猷與同事們夜以繼日地趕,做了不少材料實驗、航空部件實驗、動物實驗,得到的大量重要科研數(shù)據(jù)毫無保留地?zé)o償提供給了有關(guān)部門。
消聲室、混響室、高聲強實驗室……各種各樣聲學(xué)研究的實驗室在馬大猷的手里一個個出現(xiàn),中國現(xiàn)代聲學(xué)研究的“底子”也一點點厚起來。
馬大猷也關(guān)注噪聲的環(huán)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(xué)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(diào)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(shù)據(jù),他在1973年的第一次全國環(huán)境保護會議上,提出在廢水、廢氣、廢渣之外,應(yīng)將噪聲列為環(huán)境污染四害之一。
在他的堅持下,1982年我國制定頒布《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》,1989年制定頒布《環(huán)境噪聲污染防治條例》,1996年有了第一部《環(huán)境噪聲污染防治法》。自此,馬路上不僅不再有刺耳尖銳的氣動喇叭聲,汽車也不得隨意鳴笛,許多大城市的交通路口還裝上了噪聲級實時顯示裝置。
就在大家因為馬大猷而遠離噪聲危害時,馬大猷的耳朵壞了。
突變發(fā)生在1961年的一天。46歲的馬大猷帶著學(xué)生到北京西郊機場做噪聲實驗,以研究飛機制造中的噪聲控制問題。實驗中,他們用鐵錘猛烈敲打鋼板,發(fā)出巨大的噪聲。由于沒有完備的護耳設(shè)備,實驗回來之后,馬大猷感到左耳聽覺似乎不太好。再過幾年,右耳的聽力也開始下降。
60歲前后,馬大猷不得不去配助聽器。此時,愛做實驗的馬大猷成了自己的實驗對象。
配助聽器首先要做聽力測試,受試者會被關(guān)在密閉房間里,頭戴笨重的耳機,耳機發(fā)出由弱到強的“嘀”聲。聽到“嘀”聲后,受試者必須快速按下手柄按鈕?!班帧甭暢c耳鳴聲重疊,讓人分不清到底是誰在響。很多人不喜歡做聽力測試,但馬大猷偏要反復(fù)做,還給自己畫聽力曲線,直到最后把自己研究得明明白白:“在聲音的頻率為100赫茲時與正常人的聽力差不多,到2000赫茲至3000赫茲時,就下降了幾乎70分貝?!?/p>
愛“出怪主意”的馬大猷
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(shù)學(xué)上或?qū)嶒炆系募记?,根本的是物理學(xué)上的見識。”
他還說:“勤勤懇懇只能嚴(yán)格照章辦事的人不適于搞基礎(chǔ)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(xué)。在加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的實驗室里,馬大猷結(jié)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(xué),列出過一個矩形房間內(nèi)簡正波數(shù)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(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。
有一天,馬大猷正在吃早飯,這個公式又在他腦子里轉(zhuǎn)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(xiàn)在他面前。
到了教室后,他又當(dāng)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(rèn)馬大猷這一開創(chuàng)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(xué)學(xué)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(xué)的教科書里。
馬大猷的另一項重要成就——微穿孔板理論,也是從怪主意的靈感中迸發(fā)出來的。
1966年,國家準(zhǔn)備進行導(dǎo)彈發(fā)射試驗。導(dǎo)彈發(fā)射時所產(chǎn)生的噪聲會對導(dǎo)彈造成影響,馬大猷擔(dān)起了為導(dǎo)彈發(fā)射井設(shè)計吸聲系統(tǒng)的重任。
在國際上,噪聲等聲音的吸收主要靠玻璃纖維、礦渣棉等多孔性材料,因為聲波可以在材料的空隙中被摩擦和消耗掉。然而,這些材料遇火會熔,遇水即爛,無法用于導(dǎo)彈的噪聲處理。
馬大猷按照多孔性材料消聲的原理,想出了一個辦法——在板材上打微孔。
馬大猷做出各種各樣的微穿孔板,把它們放進不同類型的噪聲環(huán)境里去做測試??墒?,他的目標(biāo)卻并不是找出一塊最適合的微穿孔板。
他列出各種類型板材與噪聲條件的排列組合,依次試了兩個多月,然后從山一樣的數(shù)據(jù)中找出了規(guī)律。最后他給出了一個極其簡單的公式——微穿孔板理論。
1992年,德國在波恩新建了聯(lián)邦議會大廈。為了實現(xiàn)政治透明的隱喻,大廈的外墻全部用玻璃,就連屋頂用的也是半透明玻璃。12月,大廈投入使用,議會通過電視向全德國直播,然而,議長沒說兩句話,擴音系統(tǒng)就不響了。這一尷尬場面一度成為德國的丑聞。
技術(shù)人員仔細(xì)研究后發(fā)現(xiàn),原來是因為講話人處在大廳中心位置,揚聲器高懸,講話聲音反饋太強,導(dǎo)致由計算機控制的擴聲系統(tǒng)自動鎖閉。
無奈之下,弗勞恩霍夫建筑物理研究所所長找到了當(dāng)時正在那里進修的中國電聲專家查雪琴,問她有沒有辦法解決這個問題。查雪琴腦海中浮現(xiàn)出了10多年前《中國科學(xué)》雜志上的一篇論文——《微觀孔板聲吸收結(jié)構(gòu)的理論與設(shè)計》,作者正是馬大猷。
為了驗證馬大猷的理論,查雪琴和正在德國的兩位留學(xué)生,在一塊鋼板上鉆孔做實驗,他們發(fā)現(xiàn),測量得到的數(shù)據(jù)與馬大猷公式給出的理論計算完全吻合。之后他們又按照馬大猷的理論,在20厘米見方的有機玻璃板上打出幾千個小孔,并將實驗報告交給波恩的有關(guān)部門。
最終,這個讓國際專家倍感陌生的設(shè)計方案從眾多競爭者中脫穎而出。馬大猷在1966年研究出來的理論,時隔20多年,成了波恩聯(lián)邦議會大廈的救星。
曾有很多人好奇,為什么馬大猷可以這么厲害?
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(xué)習(xí),得具備豐富的基礎(chǔ)知識,又得比較全面地了解在某個領(lǐng)域里別人都做過什么工作、有些什么結(jié)果,孤陋寡聞的人最容易做一點兒工作就說‘首創(chuàng)’或‘填補空白’之類的話?!?/p>
“整個研究工作,要系統(tǒng)、要深入,還要特別注意不放過任何一個小的可能。我們在工作中常常會忽視一些現(xiàn)象,認(rèn)為它雖然不太正常,但不是什么大問題。殊不知,有的時候就可能丟掉一個大問題?!?/p>
“既然要產(chǎn)生新思想、新知識,不通過完全集中精力認(rèn)真思考是不可能辦到的,到了下班時間就不再想了是不可能的,甚至在睡眠時間也常會想起重要問題,下意識并不完全停止活動?!?/p>
他的學(xué)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(rèn)自己“最大的興趣就是工作”。有時,學(xué)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(xué)術(shù)論文發(fā)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(fā)腦血栓住進北京醫(yī)院,從此離開了辦公室。
聲學(xué)所的全消聲室現(xiàn)狀。 倪思潔 /攝
不愛“說好話”的馬大猷
馬大猷的直脾氣是出了名的。
晚年時,常有人來找他為新書作序,他大多拒絕了,因為作序“只能說好話”。但是,2000年,他破天荒地自愿為一本研究蟬鳴的書作了序。
這本書的作者是他的忘年交——中科院生物物理研究所研究員蔣錦昌。蔣錦昌比馬大猷小23歲,他們一個研究動物,一個研究聲音。
蔣錦昌從1966年開始從事動物在地震前異常反應(yīng)行為的研究。1976年唐山大地震發(fā)生之后,這一研究內(nèi)容一時間成了熱門。1979年夏天,蔣錦昌在西雙版納為地震預(yù)報培訓(xùn)班講課時,住處每天都有蟬聲。從早晨6點叫到10點,又從傍晚5點叫到日落,每天準(zhǔn)時如此。他好奇:為什么蟬那么小的身軀,有這么大的能量?它的發(fā)聲機理是怎樣的?它們之間又是如何通信的?
萌生了最初的研究興趣后,蔣錦昌有些踟躕,1981年他找到了馬大猷。馬大猷一聽,覺得“十分有趣”,并鼓勵他做下去,兩人也由此相識。
20世紀(jì)80年代后期到90年代時,研究成果陸續(xù)出來,馬大猷看了很高興。由于研究條件有限,蔣錦昌研究時使用的儀器設(shè)備大多是自己設(shè)計制作的。沒想到,在蔣錦昌嘗試著去報獎時,有人以研究裝置太過簡易為由否定了他的研究。
在“不先進”“沒有用”等質(zhì)疑聲中,倔脾氣的蔣錦昌依然不放棄,從1996年起,他系統(tǒng)地把研究成果寫成書。然而,在尋找出版機會時,出版社提出“需要有權(quán)威專家的認(rèn)可推薦”。
無奈之下,蔣錦昌再次找到馬大猷??赐暄芯績?nèi)容,聽完傾訴,年逾八旬的馬大猷立馬答應(yīng)給蔣錦昌寫序。
在只有500字左右的書序中,馬大猷隔空“開懟”:
“錦昌同志以近20年的時間,從簡單條件開始,專攻一個重要課題,專心致志,孜孜不倦,作出重要成就,更是難能可貴。有些同志提倡基礎(chǔ)研究,但希望很快得到實際應(yīng)用;也有些搞研究工作的同志急于取得成果,稍有所得即不暇深入,這都不利于科學(xué)的發(fā)展。科學(xué)研究工作,質(zhì)量是首要的。”
晚年的馬大猷對我國科技界的浮躁情緒十分擔(dān)憂,公開發(fā)表過多篇火藥味十足的文章。
2005年,他在《科學(xué)時報》(現(xiàn)《中國科學(xué)報》)發(fā)表《國家實力根本源于基礎(chǔ)研究》一文。
文中寫道:“現(xiàn)在的科學(xué)家大多只知道直接為生產(chǎn)服務(wù)是研究工作,不知創(chuàng)新,更不知基礎(chǔ)研究。”“有時看到一些科學(xué)家為引進日本產(chǎn)品還是德國產(chǎn)品而爭論,我臉都紅了。難道我們新中國成立50余年,科學(xué)水平就是這樣?科學(xué)家就干這個?”
在談到科研體制對于科研人員創(chuàng)造力的影響時,他說:“用行政領(lǐng)導(dǎo)方法領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)工作的辦法必須取消??茖W(xué)家(包括教授)和技術(shù)家是基礎(chǔ)研究的主要力量,必須保證他們在輕松、自由的環(huán)境中工作,實行學(xué)術(shù)自由,支持基礎(chǔ)研究?!?/p>
由于憂心國家基礎(chǔ)研究發(fā)展,他一連六次給時任國務(wù)院總理溫家寶寫信,呼吁加強基礎(chǔ)研究工作,提高國家自主創(chuàng)新能力。溫家寶總理回信批示:“馬老雖已高齡,仍然關(guān)心國家的科技事業(yè),令人感佩。他關(guān)于基礎(chǔ)研究和自主創(chuàng)新的觀點和論述很有見地,所提意見也很中肯?;A(chǔ)研究是應(yīng)用開發(fā)的先導(dǎo)和源泉。我贊成馬老提出的重視和加強基礎(chǔ)研究的意見?!?/p>
馬大猷不愛“說好話”的性格并非晚年才有。早在20世紀(jì)60年代的全國科學(xué)技術(shù)工作會議上,他就因為不說客套話而有了“一馬當(dāng)先”的美譽。
1962年,全國科學(xué)技術(shù)工作會議在廣州召開(也稱為廣州會議)??萍冀绲綍碛?50人左右,馬大猷被分在物理組。
會議開幕時,作為中央科學(xué)小組組長的聶榮臻說,“要尊重科學(xué)、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(fā)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(chǎn)階級知識分子。如果憑為誰服務(wù)來判斷,那就不能說我們還在為資產(chǎn)階級服務(wù);如果說有資產(chǎn)階級思想或者思想方法是資產(chǎn)階級的,所以是資產(chǎn)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(tài)。聶榮臻說,應(yīng)當(dāng)給知識分子摘掉資產(chǎn)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(xué)工作會議作報告時宣布,我國的知識分子一般不再是資產(chǎn)階級的知識分子。
在接下去的會議中,又有小組討論認(rèn)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(chǎn)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來茅臺酒舉杯相慶。
馬大猷的學(xué)生張家騄在為老師寫人物傳記時感慨:“當(dāng)大家沐浴在改革開放及知識分子是工人階級的一部分的政治春風(fēng)中的時候,不應(yīng)忘記馬大猷在廣州會議上發(fā)出的真誠勇敢的呼聲?!?/p>
2012年7月17日8時40分,馬大猷先生在北京醫(yī)院逝世,享年97歲。
北京八寶山革命公墓告別大廳的門口,懸掛著黑色的挽聯(lián),上面寫著“大道至簡灼見真知老師學(xué)界巨擘,上善若水諍言良策先生當(dāng)代鴻儒”。
這副挽聯(lián)出自田靜之手?!榜R先生說的很多話不好聽,但都是出于良好的愿望,是為了國家好,為了民族好?!碧镬o說。
工作中的馬大猷。聲學(xué)所供圖
