吳碩賢：融“聲”入建筑

張映武

8月中旬的一天早晨，華南理工大學(xué)教授、建筑技術(shù)科學(xué)研究所所長、中科院院士吳碩賢早早在辦公室開始了一天的忙碌工作，雖然暑假不需上課，但他經(jīng)手的科研項目仍有許多事情要做。

“我的科研工作主要是噪聲控制學(xué)、廳堂聲學(xué)及聲景學(xué)這三方面內(nèi)容，旨在努力為人們設(shè)計更舒適的生活環(huán)境，尤其是在聲音環(huán)境這一領(lǐng)域。”吳碩賢娓娓介紹。

雖然把畢生的時間都獻(xiàn)給了科研，但吳碩賢至今仍保留著吟詩作詞的雅興。最近，中國建筑工業(yè)出版社已出版了《吳碩賢詩詞選集》。他在書法領(lǐng)域亦頗有造詣，近期華南理工大學(xué)出版社準(zhǔn)備出版一本他的書法作品集。吳碩賢將自己的治學(xué)理念概括為“理緯文經(jīng)織錦成”，即把治學(xué)當(dāng)作編織錦緞，以理科知識為緯線，以文科修養(yǎng)為經(jīng)線，理與文兩不偏廢，交叉編織，相互融會，從而達(dá)到文理雙美的目的?！岸鄬W(xué)科、多領(lǐng)域交叉學(xué)習(xí)，對自己的科研工作有很大益處?！?/p>

吳碩賢的父親吳秋山是知名作家、詩人和書法家，受家庭氛圍影響，吳碩賢從小就對古詩詞、書法情有獨鐘，十三四歲時，他就已能寫出“蒼蒼榮木峰巔立，汩汩懸泉天上來”等氣勢不凡、富有想象力的詩詞。那時吳碩賢的志向是當(dāng)詩人、作家，但不久中蘇關(guān)系破裂，蘇方撤走了科技專家，國家號召青年學(xué)子向科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)軍，吳碩賢積極響應(yīng)，轉(zhuǎn)而重視理科。吳碩賢的學(xué)習(xí)成績始終名列前茅，1965年，他以福建省理科狀元、全國理工科總分第一名的成績被清華大學(xué)錄取，風(fēng)華正茂的他欣然揮筆寫下詩句“投身學(xué)海尋珠玉，辟徑書山采桂芝。收拾行裝期北上，前程似錦任驅(qū)馳?！?/p>

大學(xué)畢業(yè)后，吳碩賢先后被安排到西安、南昌、福州等地的鐵路局從事橋梁施工與建筑設(shè)計等工作。在這期間，他自學(xué)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)、涵洞等課程，半實踐半自學(xué)地學(xué)完了整個建筑結(jié)構(gòu)學(xué)課程。

1978年，全國恢復(fù)研究生招生，吳碩賢再次考上清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)專業(yè)的研究生。當(dāng)時正值科學(xué)的春天，吳碩賢根據(jù)老師建議改讀建筑物理，主攻建筑聲學(xué)。

碩士畢業(yè)后，他又師從建筑大師吳良鏞和著名聲學(xué)家馬大猷院士，繼續(xù)攻讀博士學(xué)位。

城市聲學(xué)在國內(nèi)的研究起步較晚，專業(yè)人才相對匱乏，早期科研的實驗設(shè)備也有限，因此在上世紀(jì)80年代初，當(dāng)吳碩賢開始從事城市聲學(xué)的科研工作時，國內(nèi)有關(guān)城市交通噪聲預(yù)測的研究幾乎無人問津，但吳碩賢認(rèn)為，隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市流動人口急劇增加，城市交通噪聲問題會越來越突出。他決定對城市交通噪聲的預(yù)測及防噪規(guī)劃開展研究。

要了解車流對建筑和街道的影響，就需要知道車輛聲音的強(qiáng)度。當(dāng)時缺乏先進(jìn)的儀器和手段，吳碩賢不得不采用耗時又耗力的 “笨方法”。他租來不同類型的汽車，拉到北京郊區(qū)的空曠地帶，測量它們以不同速度行駛時產(chǎn)生的聲音強(qiáng)度，并記錄聲級計的讀數(shù)，最后根據(jù)數(shù)據(jù)來推算聲音的功率。吳碩賢日復(fù)一日地堅持測了一個月，為車流速度與聲音強(qiáng)度關(guān)系的計算積累了大量的一手?jǐn)?shù)據(jù)。為了尋找更有效的預(yù)測方法，吳碩賢將眼光投向了當(dāng)時學(xué)院唯一一臺計算機(jī)。那時計算機(jī)在國內(nèi)是稀罕物，吳碩賢也不懂怎么使用，他就自學(xué)計算機(jī)編程，并設(shè)計出用計算機(jī)來模擬車流噪聲、用計算公式預(yù)報噪聲等高效便捷的研究方式。吳碩賢隨后又系統(tǒng)地提出了城市防噪規(guī)劃的理論與方法，在該領(lǐng)域做出了開拓性的研究，開始嶄露頭角。

對于古代詩詞字畫中描述的“柳浪聞鶯”、“南屏晚鐘”、“遠(yuǎn)近琴聲”、“風(fēng)泉清聽”、“萬壑松風(fēng)”等聲音場景，吳碩賢一直很著迷?！斑@些都是古人對聲景觀的營造，包括古代一些有名的書院，都喜歡選在幽深的山林中，為的是‘寧靜以致遠(yuǎn)，這凸顯了古代工程設(shè)計者對建筑園林聲音景觀的關(guān)注。”

受古代建筑與造園構(gòu)造的啟示，吳碩賢在建筑設(shè)計中非常注重建筑的聲音品質(zhì)。吳碩賢稱，現(xiàn)在城市里的很多建筑對外觀非常重視，卻經(jīng)常忽略了建筑的功能與內(nèi)在品質(zhì)，對建筑的聲音質(zhì)量更是缺乏專門系統(tǒng)的設(shè)計，即使像音樂廳、劇院、會議廳等對聲音品質(zhì)要求較高的場所，有些連基本的隔音效果都不理想。因此如何對建筑進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計，向人們提供最好的聲音環(huán)境，成為吳碩賢多年來潛心研究的重要課題。經(jīng)過長期鉆研，吳碩賢帶領(lǐng)研究團(tuán)隊將先進(jìn)的“可聽化”技術(shù)應(yīng)用于研究音樂廳堂的音質(zhì)，初步實現(xiàn)在建筑設(shè)計階段時，就可以通過計算機(jī)模擬或縮小版的建筑聲學(xué)模型進(jìn)行實驗，逼真地聆聽建筑建成后的音質(zhì)效果。

不知不覺中，吳碩賢在該領(lǐng)域已默默耕耘幾十年，取得了豐碩成果。他和研究團(tuán)隊完成了七十多座觀演與體育等建筑的音質(zhì)設(shè)計，如廣東科學(xué)中心、北京人民大會堂、廣州白云國際會議中心、廣州歌劇院等建筑，都曾由他和團(tuán)隊承擔(dān)過聲學(xué)設(shè)計、計算機(jī)仿真或進(jìn)行過縮尺模型聲學(xué)實驗工作。

吳碩賢對音樂興趣濃厚。因此，從事建筑與環(huán)境聲學(xué)研究后，吳碩賢還把科研領(lǐng)域延伸到中國傳統(tǒng)民族樂器。吳碩賢發(fā)現(xiàn)，中國的民族樂器已有數(shù)千年歷史，但一直沒有人對這些樂器的聲學(xué)特性做過系統(tǒng)科學(xué)的測定和研究，而過去的音樂廳建筑在進(jìn)行聲學(xué)設(shè)計時，大多是參考有關(guān)西洋音樂廳的標(biāo)準(zhǔn)，并不一定適合中國民族樂器的特點?！懊褡鍢菲饕苍撚幸惶鬃约旱穆暪β蕯?shù)據(jù)，我們可以據(jù)此設(shè)計出專門展現(xiàn)民族樂器聲效的廳堂建筑?！?/p>

說做就做，吳碩賢首先將研究內(nèi)容投向了民族樂器的聲學(xué)測定。他與趙越喆教授等研究者請來民樂演奏者，演奏各種類型的樂器，分別記錄它們在混響室和半消聲室內(nèi)以不同力度演奏時的各項數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理。吳碩賢和團(tuán)隊花了多年時間，先后對二胡、揚(yáng)琴、琵琶、簫、笛、葫蘆絲等30余種中國傳統(tǒng)樂器進(jìn)行聲學(xué)測定，使得這些民族樂器第一次有了聲功率等科學(xué)數(shù)據(jù)，為民族音樂廳堂的響度設(shè)計提供了重要的參考作用。

“世事因緣雖靡定，酬勤天道信無殊?！眳谴T賢在他的詩詞《偶得》中闡述了自己對成功的領(lǐng)悟：一個看似順利的人，付出的勤奮與堅持絕不比別人少半分。吳碩賢認(rèn)為，人一生所做的事未必都是主動去選擇的，但若選定的事業(yè)對國家對社會有意義，對老百姓的生活有價值，就有堅持下去的意義?！霸S多看似枯燥的科研工作，其實只要你投入其中，就能在鉆研中發(fā)現(xiàn)樂趣?！?※