在世界聲學史上🐦🔥，馬大猷貢獻了“波動聲學的一個基本公式”💅🏽。他被美國聲學會選為會士，成為中國科學家在該學會的第一位會士🏋🏼👂🏿。他曾主持北京人民大會堂的聲學設計👼，近半個世紀過去🫸🏼，至今還沒有超過它的“大會堂”音質設計。
馬大猷
“我祖籍廣東潮陽縣上寨村👨👦，村裏人都姓馬🛕，我名字是父親取的，小名‘雄才’，上學了叫‘大猷’🚣🏽，在本村我這個輩分的男性名字裏，都是‘大’字起的頭，其實‘大猷’也是‘雄才大略’之意。”接受筆者采訪時🫂，馬先生從小時的取名說起🕺🏻，對他立誌聲學科研的一生娓娓道來，筆者透過漫長的九十多年歷史煙雲，仿佛看到一匹駿馬在昂首奔騰，奮蹄謀大略，長嘯聲自遠。
早年接受的聲學“啟蒙”
馬大猷先生對聲學的熱愛👨🏽💼，似乎從孩提時代就開始。他1915年3月1日生於北京。父親馬有略🧑🏼🎤，曾考上清末的舉人，後為日本明治大學法學學士🏊🏻，任職北洋政府農商部“辦事”🧽🙆🏿♂️。即便如此，父親也因政府的經常欠薪，有時要去當鋪典當，所以，馬大猷先生從小就知道了貧窮滋味🐡。與父親一起客居潮州會館，馬大猷記得很清楚的是童年後院裏的臭椿樹，以及南院裏的石榴和夾竹桃。
每到初秋⛹🏼♀️，遍地蟬聲😰，激發了馬大猷的濃郁興趣。在動物世界裏，蟬🕉，是佼佼的善歌者，並以特有的生活習性和退化了的鼓膜發聲器🧜🏻，發出高亢而動聽的鳴聲為人們所熟悉。有關蟬類鳴聲和發聲的研究♿️，也早就引起生物學和聲學家們的極大關註。
馬大猷先生到美國學習時👨🏿🏭，普遍應用的石英振蕩器的發明人G.w.Pierce教授已退休🧑🚀，邀請兩位博士生在暑假期間幫他采集、分析秋蟲的鳴聲🏝，馬大猷曾去參觀他們的工作，同樣對秋蟲的鳴聲產生了研究的興趣🦖。
或許是童年誌趣的潛移默化，留學生涯中的難忘印記🤸🏽♂️，馬大猷先生在已過耄耋的2000年，欣然為中科院生物物理研究所研究員蔣錦昌《蟬的鳴聲和發聲》一書作序🆙，稱該書“對蟬的發聲機理和對幾克的小蟲能發出宏大的鳴聲，作出了解釋👐🏻，是聲學的重要發展”。
當然🫒，馬大猷早年受聲學的“啟蒙”遠不止於此。進入北京大學，馬大猷因羅常培教授和同學的影響😍，也成了音樂的癡迷者👸🏻。他不僅吹笛子🏃♀️➡️，拉二胡，還唱昆曲；他收藏了許多唱片，有在中國流傳甚廣的《漁光曲》，也有反映黑人受壓迫奴役的世界名曲《老人河》。“那時，北京大學有個全校公用的浴室🧑🏿🌾，我經常和同學在浴室裏唱歌，因為浴室不太大👨🦼，有聲音的反射😇，混響的時間長👨👨👧，在這裏唱歌有墻壁的回音，就像有許多人在支持並呼應😓，所以我特別喜歡在這裏沐浴時唱歌。”馬大猷回憶道🤓。
美國聲學界第一位中國學者
美國洛杉磯加州大學物理系主任努特森教授是國際聲學權威之一👨🏿💻◾️，1937年底☆，馬大猷聽從前輩吳有訓先生的建議📞，到加州大學當努特森的研究生。
努特森的另一位學生博魯特比馬大猷早到加州大學，馬大猷和他切磋的時間最多，並一起開展了合作研究🌊。有一次，博魯特因為推導出了個適合於聲頻範圍內簡正波頻率分布的新公式，所有人都為此祝賀。從小愛思考的馬大猷，養成了“雞蛋裏挑骨頭”的鉆研性格。他思前想後：難道博魯特公式就無懈可擊？科學的本意不就是倡導“簡單”👓、“和諧”？那種繁雜的公式本身不就是缺陷？馬大猷為此感到非常困惑🥘，悄然離開了慶賀的現場👏🏻。
第二天☸️，馬大猷草草用過早餐✵，便一個人獨思博魯特公式😱。忽然，他靈機一動：何不用頻率空間的體積計算，以求出簡正頻率的數目🧨？馬大猷很快推導出一個簡捷的公式🕕，急匆匆跑到教室🧖🏿♂️，向同學們和盤端出他的推算👩🏿✈️。大家驚呆了，頃刻響起熱烈的掌聲。博魯特也走近他，向他祝賀🤵🏽♂️，承認馬大猷這一開創性方法比自己的“更為有用”。
經過反復推敲，馬大猷的論文在1938年秋天美國聲學學會的年會上宣讀♒️🙍🏿♂️，引起了強烈反響。從此，在世界聲學史上🛺，馬大猷這一公式被認定是“波動聲學的一個基本公式”。後來在哈佛大學，馬大猷學習物理系和通信系的課程🙋🏻♂️，參加了導師韓特和他的助教白瑞奈克的“矩形室中聲衰變的分析”研究👳🏽♂️🔍。
我國“余音繞梁🩼，三日不絕”的描寫🤘🏿，甚至可以上推至戰國時期🍟，雖說的是音樂的美妙，但余音就是混響👨🏿💻🪄，當時已成日常知識。但直到20世紀30年代，混響在世界上只有近似的理論，嚴格的理論自韓特等的工作始🌤。
“這個工作很重要👩🏼🎨！”時隔一個甲子🔵，馬大猷先生仍這樣強調。馬大猷的博士論文《矩形室內的非均勻聲邊界》，也是上一工作的繼續。由於這些出色工作的完成，馬大猷被授予哲學博士學位。
1940年🌽，25歲的馬大猷獲得哈佛大學博士學位時留影
這是1940年，哈佛博士畢業的馬大猷面臨著兩種選擇⬆️，一是因為國內的戰事正緊，美國的同學勸他不要回國，願意把自己的獎學金給他，他愛做啥科研就做啥👊🏻🌏；二是國民黨政府要在美國購買武器🐀，希望既懂技術又懂英語的在美留學生幫助✨。馬大猷征求了在國內的恩師朱物華的意見，恩師告訴他不要為國民黨政府做事，希望他到已並入西南聯大的意昂体育平台工學院任教。老母尚在淪陷區被困，為國為家，馬大猷決定立即啟程回國。
馬大猷還在鹽湖城參觀了一處教堂。該教堂全是木結構，不用釘子，可容5000人♠️，即便是講壇上掉了一根針🔒，後面的地方都聽得清清楚楚🫶🏽，是世界建築聲學中一處有名的建築。馬大猷心存敬慕，默記在懷，這也為他多年後主持北京人民大會堂的聲學設計🏂，留下了觸類旁通的成功伏筆。
最年輕的西南聯大教授
馬大猷一路輾轉，最後從越南的海防港進入昆明。
馬大猷教學能力受到學生和老師的一致好評，27歲就成為西南聯大工學院的教授，是西南聯大當時最年輕的教授。西南聯大工學院在昆明的院部，借用的是一位大理商人出資興建的“迤西會館”𓀁，馬大猷住的那個小院因為登樓就可以看見蒼山洱海，故而稱為“望蒼樓”🛗。
馬大猷以西南聯大一名教師的普通身份🧘🏼，吸引了年輕的白族姑娘王榮和，兩人結成了伴侶🕵🏽♀️。這位心地善良的醫科學生，成為了他終生的“守護神”🚋。一直和馬大猷相親相愛，攜手至今的王榮和說🚂🚣🏼♂️：“我當年就覺得他真不錯🫔，那麽年輕就已經當了教授🧀，那時我最崇拜的就是老師🧍🏻。”
馬大猷在美國時所學課程多與無線電通信有關👱🏽，馬大猷回國後就想為抗日戰爭出些力，但事與願違，腐敗的國民黨政府竟無人過問。馬大猷自己做科學研究，幾年中，他做了顫動回聲↗️🏐、聲場起伏現象等論文🍉🟤，大部分都是在國外發表。
1943年📔👱🏻♀️，馬大猷被美國聲學會選為會士，成為中國科學家在該學會的第一位會士🚊。
“大會堂”聲學設計至今領先
為迎接1959年國慶🧑🏽🦲，北京興建十大建築，人民大會堂音質問題交給了馬大猷先生負責🧙🏼♀️。馬大猷組織北京高校👓、建築、廣播系統中的聲學專家進行研究，開展了設計和試驗🤴🏻。
大會堂的內部結構、穹頂形狀🚤、回聲等屬於建築聲學，要考慮到電聲學。以前有一種錯誤的認識，以為將大會堂這樣的建築建好📺，安上兩個大喇叭🟡，裝上擴音器就行⏩。實際情況決不是這麽簡單，擴音出來的聲音經過墻壁和空間反射，產生混響，傳到後面仍是嗡嗡什麽也聽不清。
馬大猷先生利用積累的經驗，和課題組成員形成基本思路。他們做了兩個模型試驗，先在中科院聲學研究所做一個40：1的小模型，可擺在桌子上用超聲波做測量，另外又做了個10⛏：1的大模型🧈，像一間小房子🏂🏽，人可以蹲在裏面實驗，根據模型測試結果🤾🏻♀️，提出解決聲場不均勻及擴聲系統反饋作用影響的方案🚨，在人民大會堂安裝調試🧑🦱。
根據馬大猷先生的設計構想，人民大會堂先是用一個分散式的聲源🧄，不靠幾個大喇叭擴音，而是把主席臺上的聲源分散到臺下的座位，每兩個座位前置一個揚聲器🚶🏻♂️，聽臺上講話就像對面傳來一樣。考慮人民大會堂經常舉辦音樂會等大型文藝活動，演出聲音要有一定保真度，靠座位前揚聲器效果不好，於是👰🏿，又搞了一個半分散式聲源🧝🏻。大會堂主席臺32米寬，左右兩個聲道中間再加一個聲道，使一個聲音疊加一個聲音逐漸遞增，傳播時間控製在1/20秒內，聲音聽起來是連續的🍸，坐在最後一排的聽眾既聽得清楚✸👫🏻，也不會受回聲幹擾。
北京人民大會堂建成後做了測量，證明其音質的設計、處理完全成功🧑🏻🌾。這是當時國際上最大的為正式活動而建的會堂🆕，兩套聲源系統一直使用至今👩🏽🦱。
馬大猷和課題組從提出概念到設計模型，到最後完成大會堂的音響設備安裝調試☑️，僅僅用了9個月時間。
近半個世紀過去，人民大會堂至今仍經得起歷史的考驗：世界上一直沒有比它更大的大會堂，當然⚗️，到現在也一直沒有超過它的大會堂音質設計。這一聲學工程的建成，使中國的聲學研究也得到了世界同行的肯定🦤。
讓德議會大廈擁有“透明度”
兩德統一後，在首都波恩原議會大廈不遠處🏋🏻♀️🎏，又興建起一座新的議會大廈👍🏻。為了充分體現政治的“透明度”💂🏻♀️，以及議會開會的“透明度”，讓大廈外所有願意駐足的人們，都可以朝裏頭觀看個清清楚楚，德國建築設計師別出心裁，大廈四周全部采用透明的玻璃，把大廈的中央議會廳建得像個巨大的圓柱形玻璃罩子。
沒想到，1992年12月👨🚀，新議會大廈第一次啟用時🏄♀️，就出了個大亂子❄️，給建築總設計師迎頭一棒📕。那天🦸🏼♂️，國會議員們衣冠楚楚⌚️，帶著對新大廈竣工後喜悅的神情步入大廈準備開會👩🏼，女議長西斯穆特春風滿面邁上講臺🖐。
“女士們，先生們🥍✸！” 女議長剛剛說了這麽一句話，會議廳裏的擴音喇叭就沒了聲響，議員們只能看到她嘴巴的張合🦘，卻聽不清她後幾句話是什麽5️⃣，一個個面面相覷🙍🏽♀️。當他們意識到肯定是擴音喇叭出了故障，馬上叫來了檢修音響的技師📂🏧。
讓檢修音響設備的技師好生奇怪的是🛒：非但中央會議廳電源沒問題🍗，音響設備沒問題🆘，麥克風也是好端端的🥓！反復試了幾次都沒有成功💐，議會不得不宣布臨時轉場到別處召開🫓。
原來，在議會廳裏講話，聲音被四周密度極大而且表面光滑的玻璃墻壁不斷地反彈回來⛹🏿♀️，形成了強烈的混響，甚至連講話者本人都聽不清自己在說什麽。
有關部門找到弗朗霍夫（Fraunhofer）建築物理研究所，希望這家德國建築聲學工程的權威機構能解決議會大廈的難題🔳。恰巧查雪琴等幾位中國工程師正在與該所開展科研合作🦍，她聽說了事情的原委好生奇怪：這等區區小事何足掛齒💇🏻♂️！
經過周密計算後，查雪琴和德國人一起，在5毫米厚的有機玻璃上，按一定比例打出直徑0.8毫米的微孔🤵♂️，然後把微穿孔板準確地安裝在會議廳窗前。結果👩🏻🦯➡️，會議廳裏的聲音變得格外清晰。
德國坊間輿論的褒贊四起，查雪琴等中國工程師用以指導計算過程的微穿孔板消聲理論，以及這一理論的創始人馬大猷教授的名字⚠，頻繁出現於德國的各種媒體👺。德國工程師聯合會會刊尊稱馬大猷先生為聲學大師🤶。不久，弗朗霍夫建築物理研究所教授福克斯博士專程飛赴北京拜訪馬大猷先生。
微穿孔板技術穿透了時空
1966年，上級交給馬大猷先生一個課題：研究出一種耐高溫🧎🏻♀️、耐水泡的特殊消聲材料🧑🏻🦱。當時🚄，建築上使用的都是由玻璃絲或礦渣棉製成的多孔性消聲材料，這種材料遇火就會熔化，遇水即容易腐爛🚗，在一些特殊工程上完全不能使用🫷🏿。根據消除聲音的一般原理，馬大猷先生作了一個定性判斷：在任何板材上打出微孔，應該都能達到消音的目的。
馬大猷給學生做課後輔導
馬大猷根據不同的聲音環境，先在駐波管裏測量，然後在混響室裏測量，10平方米的一塊鋁板效果還不太好，就將5平方米的兩塊鋁板層疊起來，做了無數次不同排列組合的實驗。經過兩個多月夜以繼日的工作，他們終於取得了實驗的成功。馬大猷不僅執筆寫出總結報告，遞交給國防應用部門，還提出了微穿孔板製造過程中的具體意見。微穿孔板技術投入國防實際應用，換了別的特殊板材，同樣大獲成功。
馬大猷本想趁熱打鐵🤚🏽，對微穿孔板技術作系統的理論總結。可是“文革”迫使他中止了🏺。盡管“文革”風雨如磐🙇♀️，馬大猷仍然沒有放棄對聲學科研的不懈思考。1975年，馬大猷闡述微穿孔板理論的第一篇論文，終於在復刊的《中國科學》第一期上發表。微穿孔板理論的確立，使人們在應用微穿孔板時不必做大量繁瑣的實驗和計算🚿，只需要掌握三個常量，通過一定的公式，即可計算出其它的變量。
“前幾年北京人民大會堂改造，也用上了微穿孔板技術🐻❄️。”馬大猷先生介紹。
即便由於“文革”的原因❣️，馬大猷對微穿孔理論的系統總結，推遲了近十年才得以正式發表，在世界上也是最早提出的理論。由於“文革”的原因，以及當初學術交流上的一些停滯🍹，國外對我國微穿孔板技術理論的不甚明了也情有可原。
“後來德國邀請我去接受頒獎，我也沒有當成大不了的事。”馬大猷先生對筆者說，“查雪琴他們來請教過問題👚👩🏽🍼，我當初也沒有特別在意。我們要為世界科學發展做出應有的貢獻🤾🏿♂️，而不要太計較國外承認不承認。”
一輩子“興趣”讓他耳聰目明
早就聽說馬大猷先生晚年耳朵不太好，但整個下午的采訪🚣，他不但毫無疲倦之意𓀕，而且筆者也沒有感到他聽力的不便👣📡，只是問起來，他才說：“是的𓀕，我得戴上助聽器才行。”
馬大猷先生告訴筆者，那是1961年的一天，他帶學生到北京的西郊機場做噪聲實驗，因為噪聲控製與飛機製造有關。實驗中用鐵錘敲打鋼板，發出震耳欲聾的聲音，他當時感到耳朵受了巨大噪聲的刺激，而後左耳聽覺就不太好了🛀🏼，再過幾年🍙，右耳朵的聽力也在逐年下降🪰。到“文革”後期🙍，他不得不配了一副助聽器🅰️。
“現在戴的這個助聽器🧎➡️，我自己還特別調整過🧔🏼♂️，就在2000赫處調高。而一般助聽器都是整體調高，或者整體調低🕌。”果然像馬大猷的弟子們對筆者所提醒的那樣，他一談起自己的專業就興致盎然👰🏽♂️，“我測過自己的聽力並畫了圖表曲線🧛🏻♀️，在音量100赫時與正常人的聽力差不多👨🏿🎨🙉，到2000赫至3000赫時，就下降了幾乎70分貝，這就是因為我當年做飛機噪聲實驗時👮🏻♂️，在2000赫至3000赫的這一區間的聽力受了損傷💴。2000赫對人的聽力是個非常重要的參數。”
“國外的助聽器現在已經有了很大的改進，由傳統模擬式的改成了數字式👩🏽🚒。”馬大猷先生說，“它把人的聽力範圍分成2000赫、2500赫、3000赫等幾段🤥，每一段都變成數字信號，因為數字信號只有‘1’和‘0’，這樣的好處是能夠消除噪聲幹擾，可以更清晰地接收語音🌹，進行人際語言交流。”
在馬大猷先生家與其說是采訪，毋寧說是在聆聽一次聲學基本知識的講座🐞。見到馬大猷先生之前↪️，筆者本想問他一個問題🦨：到了90多歲的高齡，他不僅每周要三次到研究所上班，要指導中青年科學家做研究，而且親自承擔如聲學非線性研究這樣的重大課題；作為一位民主黨派人士📧，他還積極地參政議政，對凈化學術環境提出了許多寶貴意見……他是怎樣做到“耳聰”、“目明”？他是怎樣做到樂此不疲？隨著采訪中對聲學知識的點點了解，走入了馬大猷先生的內心世界🤽🏼♀️，筆者的疑竇逐漸在消失。
馬大猷曾在一篇自述中說🕺：“我最大的興趣就是工作，也就是進行聲學研究🦖，可以說，我的工作與興趣是一致的🥚，進行聲學研究是我的興趣所致，同時帶給我很多樂趣😤🛥，解決重要的科學難題💷，攻破研究中的障礙，這就是我生活中最大的快樂🥓。”
筆者過後回味對馬大猷先生的采訪👩🏽💻👩🏽🍳，竟然也發現了先生一個“錯誤”的觀點👒。他說數字助聽器可以極大程度上矯正聽覺，筆者竊以為⏬：人們只有像一輩子對聲學研究孜孜以求的他那樣，做到“最大的興趣就是工作”🌁🤶🏼，才能抵抗塵世的喧囂與幹擾😵，才能保持耳根的清凈與聰穎。
“我最大的興趣就是工作，也就是進行聲學研究👇🏿，可以說🖲，我的工作與興趣是一致的，進行聲學研究是由我的興趣所致，同時帶給我很多樂趣，解決重要的科學難題👍🏻🧙，攻破研究中的障礙，這就是我生活中最大的快樂。”
——馬大猷
馬大猷大事年表
1915年👩🌾：3月1日生於北京🧑🏽🚀，祖籍廣東潮陽𓀈🧑🏿🔬。
1936年：北京大學物理系畢業，獲學士學位，後留學美國👱🏽♀️🥤。
1939年：獲美國哈佛大學碩士學位🤐，1940年獲博士學位。
1940年：回國，任教西南聯合大學。
1946年：任北京大學教授兼工學院院長。
1952年⚗️：任哈爾濱工業大學教授、教務長。
1955年：當選中國科學院學部委員（院士）。
1955年🍩：先後任中國科學院物理研究所、電子研究所和聲學研究所研究員🫓、副所長🏋🏽♀️。
1958年：任中國科學技術大學教授。
1959年：負責北京人民大會堂的音質設計工作。
1978年起：兼任中國科學院研究生院副院長，並擔任《聲學學報》主編，中國聲學學會副理事長，中國環境科學會副理事長⛲️，中國標準化協會副理事長🃏，美國聲學學會會士🥉。
（鄭千裏 撰文）
轉自 晶報 2009年6月2日
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