馬大猷：大音希聲

張澤華 常平

他，一匹行空的天馬，是室內(nèi)簡(jiǎn)正波理論的奠基人之一，奏出了世界聲學(xué)界中關(guān)于波動(dòng)聲學(xué)的一個(gè)基本公式的優(yōu)美旋律。

他，一匹行空的天馬，打開了微穿孔板吸聲體之門，在建筑聲學(xué)和噪聲控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

他，一匹行空的天馬，建立了中國(guó)第一個(gè)聲學(xué)綜合研究基地，組建了中國(guó)第一批建筑聲學(xué)研究隊(duì)伍。

他就是來自廣東潮陽的馬大猷先生。

西方啟蒙時(shí)代德國(guó)的文克爾曼認(rèn)為：“藝術(shù)所表現(xiàn)的最高理想是高貴的單純，靜穆的偉大?！倍袊?guó)春秋時(shí)期老子所推崇的大音希聲，不僅從聲音層面，同時(shí)也從哲學(xué)層面提出聲音和人生的最高精神境界。

以大音希聲來形容馬大猷先生當(dāng)不為過。他創(chuàng)立了聲學(xué)中的簡(jiǎn)正波理論，并將其發(fā)展到實(shí)用階段，在建筑聲學(xué)和電磁理論方面取得重要成果；提出微穿孔板理論并應(yīng)用于建筑聲學(xué)和噪聲控制領(lǐng)域，在氣流噪聲研究中取得獨(dú)創(chuàng)性成果。他主持了人民大會(huì)堂的音質(zhì)效果設(shè)計(jì)，該聲學(xué)設(shè)計(jì)至今保持著世界紀(jì)錄。1964年中國(guó)第一顆原子彈爆破成功時(shí)，他組織了核爆破偵察研究，用次聲測(cè)定大氣層核爆炸的地點(diǎn)、時(shí)間和當(dāng)量。同年，他完成了人造地球衛(wèi)星噪聲試驗(yàn)任務(wù)。他領(lǐng)導(dǎo)建成了高聲強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、能產(chǎn)生超高分貝的混響室和行波管道，建立了非線性聲場(chǎng)理論。

2012年7月17日，享年97歲的馬大猷先生這匹天馬，踏著七彩祥云，走向更高更遠(yuǎn)的天際，留給人類的，是漸行漸遠(yuǎn)的大音希聲。

生于憂患 磨礪雄才大略

馬大猷先生1915年3月1日生于北京，當(dāng)時(shí)正處于第一次世界大戰(zhàn)，也是日本對(duì)我國(guó)虎視眈眈的時(shí)期，內(nèi)憂外患，在襁褓中的他聞到的不是“舊時(shí)王謝堂前燕，飛入尋常百姓家”的笛套音樂雅音，也有不息的炮火隆隆。

“我祖籍廣東潮陽縣上寨村，村里人都姓馬，我的名字是父親給起的，小名‘才，上學(xué)了就叫‘大猷，在本村我這個(gè)輩分的男性名字里，都是‘大字起頭，‘猷也是‘雄才大略之意……”

目睹了日本鐵蹄對(duì)中華的蹂躪，國(guó)難深重，馬大猷先生樹立起“科學(xué)救國(guó)”的信念。因家境貧寒，在北京潮人的支持下他以優(yōu)異的成績(jī)考取了北京大學(xué)物理系，1936年，又憑借自己的勤奮和聰穎，考上了留美公費(fèi)生。

在國(guó)內(nèi)準(zhǔn)備出國(guó)的這一年，他系統(tǒng)地研讀了大量西方先進(jìn)的學(xué)術(shù)文章，其總結(jié)報(bào)告《聲學(xué)的發(fā)展和展望》，提出了該學(xué)科的兩個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展方向：一是利用雙耳定位原理對(duì)飛機(jī)定位的“聲定位器”，二是語言聲的頻譜分析。

次年，隨著“七七事變”的爆發(fā)，他向梅貽琦校長(zhǎng)申請(qǐng)暫不出國(guó)參加抗戰(zhàn)。國(guó)難之際，中國(guó)更需要高精尖人才，梅校長(zhǎng)經(jīng)過深思熟慮，讓他出國(guó)。

一年后，馬大猷先生的名字在世界聲學(xué)界嶄露頭角。他所采取的簡(jiǎn)正頻率分布的公式，被譽(yù)為世界聲學(xué)史上“波動(dòng)聲學(xué)的一個(gè)基本公式”。同年轉(zhuǎn)到哈佛大學(xué)，參與“矩形室中聲衰變的分析”研究。

1940年，年僅25歲的他獲得哈佛大學(xué)博士學(xué)位，成為在哈佛大學(xué)300年的歷史中，本科畢業(yè)生在兩年時(shí)間內(nèi)連續(xù)獲得碩士和博士學(xué)位的唯一先例。

在此期間，他還取得了美國(guó)聲學(xué)界矚目的成就，確立了他在現(xiàn)代聲學(xué)研究中的地位。此時(shí)日寇鐵蹄下的祖國(guó)山河破碎，國(guó)內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，科研水平低，迫切需要各種人才復(fù)興民族大業(yè)。

馬大猷先生面臨兩種選擇：一是留美搞科研，二是幫國(guó)民黨政府在美國(guó)購(gòu)買武器。最終他選擇并入西南聯(lián)大的清華大學(xué)工學(xué)院任教，風(fēng)塵仆仆地踏上了歸國(guó)的旅程。

回國(guó)途中，他還不忘參觀正在紐約開展的世界博覽會(huì)，并特別注意了世界上最早的語言合成器——貝爾實(shí)驗(yàn)室“語言演示器”，“它比現(xiàn)在會(huì)說話的計(jì)算機(jī)差得遠(yuǎn)，但這個(gè)開始很重要，對(duì)后來語音計(jì)算機(jī)的發(fā)展影響也很大?！彼缡钦f。

他也沒有錯(cuò)過鹽湖城的摩門教堂。這是一座在世界聲學(xué)意義上有名的建筑，該教堂采用木結(jié)構(gòu)，不用釘子，可容5000人，即便是講壇上掉了一根針，后面的人都能聽到。這為他多年后主持北京人民大會(huì)堂的音響設(shè)計(jì)，埋下了伏筆。

大國(guó)聲音 與秋水長(zhǎng)天共色

《建筑十書》是公元前一世紀(jì)羅馬建筑師維特魯威所寫的最早建筑聲學(xué)記載，古希臘劇場(chǎng)中利用共鳴缸和反射面以增加演出的音量等音響調(diào)節(jié)方法被記述其中。在中世紀(jì)，歐洲教堂則通過采用大的內(nèi)部空間和吸聲系數(shù)低的墻面，產(chǎn)生長(zhǎng)混響聲，造成來自天堂聲音的神秘的氛圍。

到16世紀(jì)，中國(guó)著名的北京天壇皇穹宇，建有直徑65米的回音壁，微弱的聲音可以沿壁傳播一二百米。如今，不少游客也喜歡在原來皇穹宇的臺(tái)階前，傾聽有幾次回聲的三音石。

走進(jìn)現(xiàn)代，中國(guó)的聲學(xué)得到前所未有的突破。其中一個(gè)無法繞過的名字就是馬大猷先生。1956年，馬大猷先生參加國(guó)家《1956～1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要》制定工作，他提出發(fā)展中國(guó)聲學(xué)事業(yè)的建議，在中科院電子學(xué)研究所內(nèi)組建聲學(xué)研究室并擔(dān)任室主任，親自設(shè)計(jì)并領(lǐng)導(dǎo)建造了包括消聲室、混響室、隔聲室和水池實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的大型聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室，建立了中國(guó)第一個(gè)聲學(xué)綜合研究基地。

1959年，時(shí)任中國(guó)科學(xué)院電子所副所長(zhǎng)的馬大猷先生受周恩來總理的委派，承擔(dān)人民大會(huì)堂設(shè)計(jì)和施工任務(wù)。由他組織北京高校、建筑、廣播系統(tǒng)中的有關(guān)專家，共同研究討論人民大會(huì)堂的音響設(shè)計(jì)和施工方案。

人民大會(huì)堂的穹頂設(shè)計(jì)浸潤(rùn)著周恩來總理的美學(xué)意蘊(yùn)，即古典詩(shī)詞的“秋水共長(zhǎng)天一色”與滿天星斗，這種唯美的設(shè)計(jì)令馬大猷先生震撼，但他也意識(shí)到橢圓形的建筑設(shè)計(jì)給音響設(shè)計(jì)所帶來的麻煩。

“聲音傳播時(shí)最怕彎曲，一彎曲就發(fā)出回聲。在這個(gè)9萬平方米的弧形里，聲音從四面八方反射回來，會(huì)造成巨大的回聲，整個(gè)大廳會(huì)陷入吵架一般地嗡聲中，什么都聽不清楚。”而人民大會(huì)堂必須在十一之前完工，留給馬大猷解決問題的時(shí)間只有七八個(gè)月。

他提出分散聲源和聯(lián)結(jié)立體聲系統(tǒng)，解決臺(tái)上講話的清晰和大型文藝演出的高保真度，成功解決了容積9萬立方米、容納觀眾1萬人的世界第一大廳堂中的擴(kuò)聲問題。1959年10月1日，黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人與來自各國(guó)的嘉賓會(huì)聚在人民大會(huì)堂。華燈璀璨、優(yōu)美的樂聲傳遍恢弘壯麗的建筑，同時(shí)無論你站在哪個(gè)角落，都能清晰地聽到主席臺(tái)上演講者的每一個(gè)發(fā)音，人們不禁發(fā)出經(jīng)久不息的掌聲。

在這之前，聲學(xué)從未在這么大的空間得以應(yīng)用。而那時(shí)的中國(guó)聲學(xué)研究才起步三四年。從提出概念到設(shè)計(jì)模型，到最后完成大會(huì)堂的音響設(shè)備安裝調(diào)試，馬大猷先生和課題組僅僅用了9個(gè)月時(shí)間。作為新中國(guó)聲學(xué)界的第一次大工程，從人民大會(huì)堂發(fā)出的大國(guó)聲音，清晰地被全國(guó)人民記住。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)堂的音響均不負(fù)眾望，達(dá)到了理想的效果，兩套聲源系統(tǒng)也一直使用至今。

“聲度簫韶偏宛轉(zhuǎn)，柱撐天闕出嶙峋。一從立極人民著，四海為家若我鄰?！边@是一位詩(shī)人描述人民大會(huì)堂的詩(shī)句，在她眼里，這里發(fā)出的是可以傳入人民心坎的大雅和聲。這種好聲音與長(zhǎng)天共色，也融入滿天星斗，在全世界越傳越遠(yuǎn)。

二十世紀(jì)五六十年代，中國(guó)啟動(dòng)了“兩彈一星”戰(zhàn)略工程。在導(dǎo)彈研制方面，由于導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的噪聲高達(dá)1億瓦，且伴有高溫、潮濕，非常不利于導(dǎo)彈的隱蔽與導(dǎo)彈發(fā)射井的維護(hù)。馬大猷先生承擔(dān)導(dǎo)彈發(fā)射豎井吸聲系統(tǒng)研究任務(wù)，為了解決這一難題，馬大猷先生創(chuàng)造性地提出“在鋼板上鉆穿微孔，利用流阻來實(shí)現(xiàn)吸聲”的設(shè)想，發(fā)明了耐高溫、耐潮濕，具有高吸聲系數(shù)且造價(jià)低廉的微穿孔板，后來多次的實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)可行，超越了當(dāng)時(shí)國(guó)際通用的多孔性吸聲材料，在實(shí)際發(fā)射中發(fā)揮了良好作用。

馬大猷先生希望對(duì)微穿孔板技術(shù)作系統(tǒng)的理論總結(jié)，后來因種種原因迫使他停下腳步，不過他從沒有放棄對(duì)聲學(xué)的思考。1975年他的論文首次以“微穿孔板吸聲理論”面世。

“有時(shí)看到一些科學(xué)家為引進(jìn)日本產(chǎn)品還是德國(guó)產(chǎn)品而爭(zhēng)論，我臉都紅了”，如果你不知道這是馬大猷先生的話語，可能會(huì)覺得矯情。畢竟，晚清中國(guó)啟蒙思想家、政治家、文學(xué)家魏源翻譯《海國(guó)圖志》以達(dá)到“師夷長(zhǎng)技以制夷”，雖然對(duì)拓寬國(guó)人視野、啟發(fā)民智產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的意義，但較長(zhǎng)一段時(shí)間中國(guó)在科技領(lǐng)域大部分還是處于追星狀態(tài)，馬大猷先生是破冰者之一。

1992年，在德國(guó)夫瑯和費(fèi)建筑物理研究所工作的我國(guó)訪問學(xué)者，應(yīng)用該理論成果設(shè)計(jì)出了有機(jī)玻璃微穿孔板，解決了德國(guó)新議會(huì)大廳的回聲問題，引起聲學(xué)界的轟動(dòng)。該研究所的教授克斯博士專程飛赴北京拜訪了馬大猷先生。作為該理論的創(chuàng)始人，馬大猷先生也因此再度被國(guó)際聲學(xué)界所認(rèn)可，其理論成為少數(shù)由中國(guó)人提出的原創(chuàng)性聲學(xué)理論，并于1997年獲得了德國(guó)夫瑯和費(fèi)協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)录敖ㄖ锢硌芯克鵄LFA獎(jiǎng)，德國(guó)工程師聯(lián)合會(huì)會(huì)刊把馬大猷先生尊稱為聲學(xué)大師。2000年后引用率不斷上升，國(guó)際聲學(xué)大會(huì)還設(shè)立專題討論馬先生的微穿孔板理論。

雖然如此，直到晚年，他還在努力將簡(jiǎn)正波理論加以物理上的闡釋，試圖給出更清晰的物理圖像。

名至實(shí)歸 大音希聲精神長(zhǎng)存

馬大猷先生1915年生于廣東潮陽，北京大學(xué)物理系學(xué)士（1936年），哈佛大學(xué)碩士（1939年），哲學(xué)博士（1940年）。中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所研究員，全國(guó)聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主任?！堵晫W(xué)學(xué)報(bào)》（中、英文版）主編。1955年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士，是著名的國(guó)際聲學(xué)家、中國(guó)物理學(xué)家和教育家，可謂中國(guó)現(xiàn)代聲學(xué)的重要開創(chuàng)者和奠基人。

馬大猷在50多年的科研活動(dòng)中，取得了突出的科研成果，先后獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)（1978年），中國(guó)科學(xué)院重大成果獎(jiǎng)（1980年），國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)（1981年），德國(guó)夫瑯和費(fèi)協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)录敖ㄖ锢硌芯克鵄LFA獎(jiǎng)（1997年），何梁何利科學(xué)進(jìn)步獎(jiǎng)（1998年）。

馬大猷先生的研究還涉及到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，1982年他組織制訂了《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》。他提出了噪聲應(yīng)與廢水、廢氣、廢渣并列為環(huán)境污染“四害”之一。這個(gè)愛拉二胡、唱昆曲的老人，晚年因受長(zhǎng)期噪音影響失聰，只能沉浸在自己的內(nèi)心世界，也許他太累了，他從聲音中獲得的科技火種太多了，上帝決定關(guān)閉這扇門；但這絲毫沒有影響他的情緒，而是推而廣之，讓更多的安寧留給這個(gè)世界。

在他的影響和培養(yǎng)下，如今中國(guó)的聲學(xué)已是百花齊放。年輕的聲學(xué)工作者在高校、科研院、國(guó)家企事業(yè)單位發(fā)揮自己的科技知識(shí)與才能，還在社會(huì)上也形成了一股力量，與國(guó)際巨頭企業(yè)同臺(tái)競(jìng)技，大步前進(jìn)。相信在新一代聲學(xué)人的努力下，中國(guó)的聲學(xué)發(fā)展能夠在學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)上都邁上更高的臺(tái)階，取得更高的輝煌！

斯人雖逝，大音希聲精神長(zhǎng)存！

責(zé)任編輯/趙吉政