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吴硕贤院士:理纬文经织锦成
来源:     作者:      2016-10-08 16:06       

 

虽然把大部分时间和精力都献给了科研,但吴硕贤至今仍保留着吟诗作词、挥毫泼墨的雅兴。他将自己的治学理念概括为“理纬文经织锦成”,即把治学当作编织锦缎,以理科知识为纬线,以文科修养为经线,理与文交叉编织,相互融会。

■本报记者 张文静

7月19日,在福建省福州画院,一场特别的展览——“润物:吴硕贤、黄梦洁书画作品展”拉开了帷幕。说这次展览特别,是参展者是一对跨界组合,华南理工大学教授吴硕贤是中国科学院院士、建筑与环境声学研究领域的专家,黄梦洁则是一位青年画家。

对于吴硕贤来说,这样的跨界之举并不是稀罕事。自小喜爱中国传统文化的他,在诗词创作与书法艺术方面都有很高成就,已经相继出版了《吴硕贤诗词选集》《吴硕贤书法选集》《吴硕贤行书选》等著作。在吴硕贤看来,科学与艺术从来不分家,艺术不但是他相伴一生的爱好,还能为他的科研工作增添灵感。

拥有文艺气质的理工学霸

吴硕贤的研究领域主要是噪声控制学、厅堂声学和声景学。他给自己的任务就是为人们设计出更舒适的生活环境,尤其是声环境。但从事多年建筑技术科学工作的吴硕贤,原来却是个不折不扣的文艺青年。

吴硕贤的父亲吴秋山是知名的作家、诗人和书法家。受家庭的熏陶,吴硕贤从小便喜欢诗词,十三四岁便能写下“苍苍荣木峰巅立,汩汩悬泉天上来”这样的诗句。那时,吴硕贤也曾立志成为一名诗人和作家。可是后来,随着中苏关系破裂,苏方撤走了科技专家,国家号召青年学子向科学领域进军。吴硕贤一腔热血愿以科学报国,便转而努力研习理工科。1965年,吴硕贤以福建省理科状元、全国理工科总分第一名的成绩被清华大学录取。那时的他意气风发地写下了“投身学海寻珠玉,辟径书山采桂芝。收拾行装期北上,前程似锦任驱驰”的诗句。

大学毕业后,吴硕贤先后被安排到西安、南昌、福州等地的铁路局从事桥梁施工与建筑设计等工作。1978年,全国恢复研究生招生,吴硕贤再次走进了清华大学建筑技术科学专业的课堂,成为了一名硕士研究生。

攻读硕士期间,导师让吴硕贤尝试去作居住区布局对交通噪声影响的相关研究。吴硕贤从此走上了城市声学研究的道路。当时,国内有关城市交通噪声预测的研究几乎无人问津。吴硕贤从最基础的数据测量工作做起,为车流量、车流速度与声音强度关系的计算积累了大量的第一手数据。

吴硕贤的研究工作得到了导师的肯定,最终成为建筑学院留下继续攻读博士学位的三位研究生之一。博士学习期间,他得到了两院院士、建筑学家吴良镛和中国科学院院士、声学家马大猷的指导。吴良镛引导他研究城市建筑布局和规划对降低噪声的影响,这需要有量化的依据。于是,吴硕贤用计算机来模拟车流噪声,用计算公式预报噪声,在这方面马大猷给了他重要的指导。最终,这两方面研究的结合构成了吴硕贤的博士论文。1984年,吴硕贤成为了中国建筑界与声学界培养的第一位博士,并在城市防噪规划的理论与方法等方面作出了开拓性的研究。

让建筑发出更多“中国好声音”

在研究中,吴硕贤发现,城市里很多建筑设计都非常重视外观,但却往往忽略其内在功能和品质,对建筑的声音品质更是缺乏专门系统的设计。即使像音乐厅、剧院、会议厅等对声音品质要求较高的建筑,有些却连基本的隔声效果都不理想。如何设计出声音环境更好的建筑,也成为了吴硕贤重要的研究方向。

最终,吴硕贤带领研究团队研究出一套“可听化”技术,即在建筑设计阶段,就可以利用计算机模拟的方式或者结合缩尺建筑声学模型实验的途径,聆听建筑建成后逼真的音质效果。

多年来,吴硕贤及其研究团队陆续承担过北京人民大会堂、广州大剧院、广州白云国际会议中心等70多项工程的声学研究与设计任务。在这些建筑的设计过程中,吴硕贤融入了自己的创新理念和独特思考。

比如,广州白云国际会议中心的岭南大会堂除了会议厅的功能外,同时还具备了高标准音乐厅的建筑功能,这就源于吴硕贤“一厅两用”的创新性设计理念。其实,在设计之初,这座建筑并没有考虑音乐厅功能,但吴硕贤发现,该建筑的体量和体型都很适合做音乐厅。然而,一般情况下,会议厅要求的混响时间要比音乐厅短得多,以保证开会时声音的清晰度。如何既能满足会议需要又解决听音乐的功能呢?

吴硕贤对此进行了研究,他发现,混响时间对厅堂内声音清晰度的影响并没有早前认为的那么大,信噪比才是主要影响因素。现代扬声器技术相比以前有很大发展,它能较大地提高信噪比,可以满足开会的清晰度,即使混响时间比较长,问题也不大。

于是,这座岭南大会堂不仅可以召开会议,还成为了能够举办全国最高音乐奖金钟奖的高品质音乐厅。“这就节省了建设一座音乐厅的费用啊!”吴硕贤说。

吴硕贤还发现,很多音乐厅建筑在进行声学设计时大多参考西洋音乐厅的标准,这样的设计并不一定适合中国民族乐器的特点。为此,吴硕贤和他的团队花了多年时间,对二胡、扬琴、琵琶、箫、笛、葫芦丝等30多种中国传统乐器进行声学测定,第一次为这些民族乐器提供了声功率等科学数据,为香港西九龙文化中心剧院及广东粤剧院民族音乐厅等厅堂建筑的声学设计提供了重要的参考依据,使中国传统戏剧和民族音乐在这些厅堂中演出也能达到更佳的欣赏效果。

对人听觉的关怀

虽然把大部分时间和精力都献给了科研,但吴硕贤至今仍保留着吟诗作词、挥毫泼墨的雅兴。他将自己的治学理念概括为“理纬文经织锦成”,即把治学当作编织锦缎,以理科知识为纬线,以文科修养为经线,理与文交叉编织,相互融会。

在吴硕贤看来,自己所从事的建筑学研究领域本身就与艺术密切相关。“建筑学研究即是科学与艺术的结合,而声学作为一门物理科学,也与人的主观听音和音乐欣赏有关系。”吴硕贤说,“声学有三个基本特性,第一是物理特性,对此人们研究得比较多,第二是信息特性,因为声音能够传播信息,第三就是声音有审美特性,人的听觉艺术是与视觉艺术并列的。”

在科学与艺术的双重浸染下,吴硕贤还受到启发,将他对中国传统文学和艺术的感受运用到自己的科研工作中,开始了对声景学的研究。

“传统文学与艺术中处处可见由声音形成的景观。比如,我发现《诗经》里就有28%的题目与内容涉及声景。”吴硕贤说,“包括‘呦呦鹿鸣’,呦呦就是鹿鸣的声音;‘关关雎鸠,在河之洲’,关关就是鱼鹰的叫声,这些都是很美的声景。还有大量的诗词都是描述声景的,比如‘长安一片月,万户捣衣声’,‘小楼一夜听春雨,深巷明朝卖杏花’。民族音乐中也有很多是以模拟声景为题材的,比如《空山鸟语》《雨打芭蕉》《高山流水》等。”说起文学、艺术中的声景描述,吴硕贤如数家珍。

在吴硕贤看来,过去人们长期与自然界的动植物相伴,人们也天生喜欢自然界的声音,高山流水、潮汐涌泉、鸟唱虫鸣,这些都能触动人的内心,是构成乡愁的重要因素。“所以,我们要美化人居环境,视觉和声音景观都很重要。我对声景学的研究,就是要把这些文学历史内容和科学技术融合在一起,通过声景体现乡愁,向传统借鉴,使得建筑师与规划师在设计规划人居环境时更符合人性,体现对人的关怀,特别是对人的听觉的关怀。”

为了这样的理想,年近七十的吴硕贤还在奋斗着。

《中国科学报》 (2016-07-29 第2版 人物)