世纪回响——记声学家魏荣爵院士

作者: 兰亚明

在自然界中,在艺术家的作品里,声音是一个多姿多彩、奇妙无穷的世界。那么,在一位科学家的研究中,声音的世界又是怎样的呢?

叩响中国现代声学的大门

洛杉矶是个多雾的城市,每每午夜至凌晨时分,加利福尼亚大学物理楼楼顶,就有一位年轻的中国留学生在观测浓雾,他在研究声音在水雾中的传播。为了计算单位体积内到底有多少个雾滴,他采用了显微高速摄影法,但苦苦坚持了一年之久,耗掉了百英尺的胶卷,竟没有几张稍微清晰的照片。

这似乎是个很简单的问题,但当时就是没有人能很好地解决。年轻人冥思苦想,反复试验,终于,当他将刚刚发明的用于核物理实验的闪烁计数器巧妙改装后,一台雾滴计数器制成了!浓雾中的这个新装置,还会发出悦耳动听的“嗒嗒嗒嗒”声。

事隔多年,这清脆的嗒嗒声还在耳边回响,那种苦尽甘来的喜悦也还记忆犹新。从那时起,魏荣爵就与声学结下了不解之缘。半个多世纪的求索,魏荣爵在声学王国里谱写了一曲又一曲诗和歌。

新中国成立后,远在大洋彼岸的魏荣爵克服了重重困难,毅然回到了祖国,回到了母校南京大学的怀抱。

当时,建国伊始,百废待兴,科研条件异常艰苦。没有实验室,魏荣爵将一间阴暗潮湿、面积不足6平方米的地下室改装成混响室和消声室;没有实验器材,他又拿扬声器和自来水管做阻抗管;没有教材,他挑灯夜战抢时间写。就这样魏荣爵带领一批年轻人,创建了我国第一个声学教研室,踏上了中国现代声学研究的艰难征途。

就是这种小米加步枪的装备,魏荣爵率领他的助手,设计了一个直径为1米的空心铁球,用球壳径向共振法来测量空气中的声音衰减、传播速度和空气湿度的关系,这个办法比美国声学界早了整整7年,而且精确度更高。1959年,这项成就被列入建国10周年声学成就之一。魏荣爵也因此引起了国际声学界的关注。

之后,魏荣爵又发展了他在加州大学的博士论文成果,利用分子和核物理的理论与技术更新了低频声水雾吸收理论和水雾精确测量方法,国际声学界命名为奥-魏理论。至此,魏荣爵确立了他在国际声学界的地位。

辛勤的汗水换来了沉甸甸的收获:100多篇学术论文在国内外核心期刊上发表,40多项科研成果获省部级以上奖。1980年魏荣爵当选为中国科学院院士。

读懂“天书”,贵在坚持

1916年,魏荣爵出生于湖南邵阳,在醇厚谨严而又积极进取的家学家风熏陶下,魏荣爵自幼立下了鸿鹄之志。

“我以为无论求学、治学,应知难而进,锲而不舍,并慎之选择钻研途径,恐无不克之功矣。”每当有人间他成功的奥秘是什么,魏荣爵总是这样回答。简单的讲就是4个字:贵在坚持。

1927年,魏荣爵随家搬到上海,母亲早逝,父亲无暇顾及子女上学,魏荣爵就近上了离家最近的一所教会中学。除了国文是旧学老师外,其他都是“洋”老师(有一位是真洋人),用的课本全是洋文。魏荣爵只知道26个英文字母,所以上起课来简直是听“天书”,第一个学期下来,除了国文课外,其余功课均不及格。自强好胜的魏荣爵跑到“世界书局”买了几本中英对照的小册子和一本当时盛行的《纳氏文法》,加上学校的一些英语文学课本,苦啃了一个暑假。突飞猛进,英语关就这么过了,待到初中毕业上高中后,第一堂英语作文课最先交卷,还当场得到了老师的表扬。

人各有志,给分60

魏荣爵是一位出色的教育家,“尊重本人的兴趣,因材施教”,是他的培养原则。他的学生记载了这样一桩有趣的事情,魏荣爵早年在南开中学教物理时,有位学生对文学情有独钟,毕业物理考试临场失意,交了个白卷,上面题了一首词:

晓号悠扬枕上闻,余魂迷入考场门。平时放荡几折凿,几度迷茫欲断魂。题未算,意已昏,下周再把电磁温。今朝纵是交白卷,柳耆原非理组人。

——《鹧鸪天》

这样的考卷,按常理只能计零分,而一门主课零分就意味着不能毕业了。魏先生阅卷后批了两句,使这位学生免遭厄运:

卷虽白卷,词确好词。人各有志,给分60。

繁忙而紧张的工作中,魏荣爵常常抽点时间结合他的科研,撰写科普文章,一方面进行科普宣传、扫除迷信,将科学之音传向社会大众;另一方面鼓励青年献身科技、兴邦立业。在美国留学期间,魏荣爵曾涉猎美国戏剧及音韵,就“中国留学生的语言问题”等撰写了许多很有价值的论文,被任课教授收为文献资料,回国后就青年人英语热中“英语读音”等问题,魏荣爵又不辞辛劳在《文汇报》等报纸上发表文章作了大量指导。

“桃李不言,下自成蹊。”从创办我国第一个声学教研室起,魏荣爵执教过三千多名本科生,为祖国培养了近百名硕士和博士,他的学生中有中国工程院院长朱光亚、中科院院士邹承鲁、郭可信、戴元本、章综、张淑仪等著名科学家。

魏荣爵教授(右二)和杨振宁教授(右三)一道参加国际学术会议