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杨士莪与中国首个水声专业的创建
作者:唐晓伟          文章来源:工学周报     点击数:5679     更新时间:2016/5/6

[人物名片]

杨士莪,中国水声工程学科奠基人之一、中国工程院院士,创建中国首个理工结合、配套完整、覆盖全面的水声工程专业,为中国水声学科建设作出突出贡献;最先在国内开展水声定位系统的研制,率团队完成“东风五号”洲际导弹落点水声测量系统、船载鱼雷轨迹三维测量系统等一系列具有国际水平、用于不同目的的长基线、短基线和超短基线水声定位系统的研制工作;作为中国水动力噪声研究的先行者之一,主持设计并建造中国首个针对声学研究的“重力式低噪声水洞”,解决了国际上悬而未决的水洞噪声实验测量方法;领导探雷声纳技术的基础研究,提出目标识别的新途径;作为首席科学家,积极推动并领导完成中国首次独立大型深海水声综合考察,曾任哈尔滨船舶工程学院水声工程系系主任、哈尔滨船舶工程学院副院长,国防科工委科技进步奖评审委员会船舶组组长、国家教委优秀博士论文评审委员会委员、国务院学位委员会学科评议组成员、国防科工委专家咨询委员会船舶组专家、总装备部科学技术委员会兼职委员等职务,是中国首批博士生导师,首批享受国务院特殊津贴专家。

杨士莪与实验室师生一起交流

 

杨士莪与实验室师生一起交流

结缘水声

 

杨士莪祖籍河南南阳,1931年生于天津。1947年考入清华大学物理系。1950年底,时值抗美援朝初期,杨士莪在爱国热情的驱动下,在正读大学四年级期间,报名参军,被分配到大连海校一分校物理组任教。1952年底,哈军工筹建,杨士莪奉调哈军工,后进入海军工程系,成为海道测量专科大地测量教研室的一名教员,主要讲授球面天文学、测量天文学等课程。

1956年,国家制定“十二年科技发展规划”,确定“水声学”属于国家空白学科。当时,美国声学领域副博士以上水平的研究人员就约有2000人,而中国只有2位声学家,还都不在水声领域工作,足见在这个领域我们的差距。为填补急需的尖端科技领域的空白,国家采取“紧急措施”促进水声学发展:规划选定合适的工厂,转产研制水声设备;调集科技力量,成立相应的科研单位;在高等学校设置相应的新专业,培养水声领域青年人才;其中还包括一项被认为属于紧急措施,就是派遣4名科技人员到苏联科学院声学所进修,回国后从事水声领域工作。

国家召集中国科学院,第一机械工业部造船局、电子局,海军四个部门,要求各派一人前往苏联进修。其他三个单位分别定下了人选。而海军将敲定人选的任务交给了哈军工海军工程系。当时,哈军工正在酝酿“尖端集中、常规分散”的思想。而海道测量专业亦将被划归其他海军院校。

195610月,海军工程系政委邓易非通知杨士莪说:“经过系里和院里的研究讨论,想派你去苏联进修学习水声。这是国家急需的空白学科,你要积极参加新专业的建设。”所以,对于水声学,杨士莪属于“半道上插队的”,195710月至195911月在苏联科学院声学研究所进修水声学两年,也因此一辈子与水声结缘。

1958年至1959年期间,国家除将无锡721厂转产承担水声设备仿制外,还抽调1名讲师、2名助教和90余名大二至大四学生,分配到中国科学院电子所七室,从事水声研究工作,通过实践边干边学。人们把这项措施形象地称为“拔青苗”。

杨士莪在苏联声学所得到所长布列霍夫斯基的指点,无论从学习方法还是对水声学的认识,都获得很大收益。195911月回国后,参加了“中苏联合南海水声考察”,任考察队中方副队长。这次考察是中国第一次实际的海上水声综合考察,通过考察更加深了对水声工作的实际体会,算是完成了改行的初步过程。


杨士莪(右二)与海道测量专业大地测量教研室人员合影

 

杨士莪在苏联科学院声学研究所学习

始建专业

 

我国第一个声呐专业系195312月开始建立,有最初毕业于复旦大学数理系、调自华东雷达营的何祚镛一人,不久后,又陆续调入辛业友、谢钟朝、王鸿樟、周福洪,当时雷达专业和声呐专业合在一起,称“雷达声呐教授会”。这五个人被叫做专业的“五虎上将”,是我国第一个声呐专业的“开国元勋”。

1960年夏,杨士莪回到哈军工后,根据自己对水声工作的了解,积极向系里提出拓宽已有的声呐专业、建立一个理工结合、覆盖全面水声专业的建议。

当时,哈军工的培养目标升级为“研究设计工程师”,这也是杨士莪建议将声呐专业拓展为水声专业的背景。杨士莪认为:专业设置决定着将来的发展方向和生命力,如果没有一个贯通、全面的专业链条,不对水声专业有个整体的把握,要实现这个领域“研究设计”的人才培养目标就会成为空中楼阁。

而当时对从声呐专业拓展为水声专业存在的不同声音,杨士莪认为,“取法乎上,仅得乎中,取法乎中,斯为下矣”,水声是一个涉及学科面很宽的专业,如果仅办声呐专业,难以获得很好的发展,要想发展水声学科,更好地为国防建设服务,有必要建立一个理工结合,覆盖水声设备、水声物理、水声换能等各个主要方面的综合性水声工程专业。并建议为了解决从业人员不足的困难,不妨仿照其他单位的做法,从高年级抽调学员改行。该建议最终获得学校的支持,水声设备和水声物理两个专业正式成立,后者包括水声传播和水声换能两个专门化,并抽调人员充实了从业队伍。这两个专业从1960年当年就开始招生。1961年哈军工海军工程系正式成立“水声专业教研室”,下设水声物理组、水声换能组和水声设备组三个学科组。

60年代初,在教研室内部,关于科研方向也曾存在两种截然不同的想法。有人认为:既然我们的专业是搞水声设备,而水声设备中最主要的是声呐,那我们应该将“大型声呐系统”的设计研究作为主要科研方向,才更有利于专业的提高发展。

但杨士莪认为,相对于院校来说,国内专门的研究所对于大型声呐的研究设计更有优势,这样的任务很难落到院校手中。如果不是大型声呐的任务就不干的话,很可能就没活可干,时间久了,专业队伍也会逐渐萎缩,将专业面拓展后,每个教员都有各自的专长,就有能力解决海军等水声学的主要服务对象的相应问题;另一方面,水声本身涉及领域也很广阔,依然大有可为,要勇于开拓新的方向,不仅限于大声呐系统,其他的水声设备,只要我们力所能及的项目,就要去做。我们将专业面拓展后,学科领域应该越做越宽,学科的发展才能更有后劲。实践证明,这种观点是正确的,多年来专业承担了水声定位系统、水声靶标、水声测量装备、水声目标识别、水声通讯等各类任务的研制工作,拓宽了专业领域,锻炼了专业人才。

值得一提的是,在水声学发展的过程中,我们经历了几次重要的认识上的转变。60年代初期时,人们对声呐所知甚少,认为雷达与声呐任务性质相近,雷达有很多人做过很多研究,所以设想按照雷达信号处理的办法进行声呐信号处理。实际上在实验室里用高斯噪声做设备信号处理的仿真模拟,能使信噪比提高30多分贝,可是真正拿到海上一试,连3分贝收益都得不到。后来逐步认识到,水声干扰和无线电干扰性质完全不同,水声环境比雷达所处的环境复杂得多,所以,不能照搬雷达的作法,而必须考虑到水声自身的特点。这也再次证明研究海洋信道对水声学科的重要作用和拓宽水声学科的必要性,掌握水声科学自身的特点和规律,走自主创新的路。

70年代,海军领导机关和更多的人们开始进一步认识到舰船减振降噪的水平,不仅和舰船隐身性能有关,更严重影响舰载声呐的工作性能。对于水声工作而言,这第二次认识上的提高,促使国家最终把对舰船的噪声治理列为国家重大专项之一。现在我国舰船性能的提高,很大程度上系由于舰船减振降噪问题的逐步解决。水声专业对舰船减振降噪问题的关注一直没有间断,并设计建造了国家首个针对声学实验的重力式低噪声水洞。

由于海军建设花费巨大,而六七十年代国家经济困难,海军建设缓慢,对水声人才需求不大,国内其他院校的水声专业多数下马,只有我校水声专业一直坚守下来。水声专业师生始终相信他们一定会有再“上场”的时候,等国家经济好转,就一定会发展海军、发展水声事业,对于这一点,他们从来没有怀疑过。因而现在中国科学院声学所、七一五研究所、七二一厂、六一二厂等,几乎全国水声领域的有关单位都有我校的毕业生,并多已成长为所在单位的技术骨干。目前,我国水声行业中的专业技术人员大概60%,高级专家层面接近70%,都是我校水声专业的毕业生。

 

文章录入:B_zhangyiran    责任编辑:赵琳琳 
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