哈佛历史上第一位用两年时间取得博士学位的学生

马大猷，祖籍广东潮州，1915年3月1日生于北京。1936年获国立北京大学理学学士学位。毕业时，正逢清华大学招考留美公费生，物理学方面的名额是电声学。因为对声学感兴趣，马大猷便选择了声学专业。不久之后被清华大学录取，规定出国之前要在国内准备一年，指导老师是清华大学的任之恭先生和北京大学的朱物华先生。1937年在“七七事变”的战乱中，马大猷辗转赴美国加利福尼亚大学洛杉矶分校，师从著名声学家努特森教授。1938年因导师出国，转入哈佛大学物理系，师从韩特教授。1939年获理学硕士学位，1940年获该校哲学博士学位，是哈佛大学历史上第一位只用约两年时间取得博士学位的学生。

年轻的马大猷

1940年，毕业的马大猷面临着两种选择，一是因为国内的战事正紧，美国的同学劝他不要回国，愿意把自己的奖学金给他，做他自己喜欢做的科研；二是国民党政府要在美国购买武器，希望既懂技术又懂英语的在美留学生帮助。马大猷征求了在国内的恩师朱物华的意见，恩师告诉他不要为国民党政府做事，希望他到已并入西南联大的清华大学工学院任教。母亲尚在沦陷区被困，为国为家，马大猷决定立即启程回国。1940年8月，马大猷到了昆明，在西南联合大学电机工程学系任副教授。由于教学能力受到学生和老师的一致好评，1942年，年仅27岁的马大猷就升任教授，是西南联大当时最年轻的教授。电机工程学系分为电力和电信两组，前3年课程相同，第4年分别有专业课。他所负担的是比较基础的课程，电工原理、电子学、电信网络、电磁实验等，每学期都是3门课，另外自己做些研究工作。1946年，西南联大北上复校，马大猷负责筹建北京大学工学院，随后并担任第一任院长，时年31岁。^[1]

人民大会堂声学设计1959年，马大猷得到了一次将其理论应用于实践的机会。为庆祝建国10周年，中共中央决定在北京建设十大建筑，其中的人民大会堂万人礼堂对于声音的音质要求尤其特殊：9万立方米的容积、1万人的观众规模、兼容会议报告和文艺演出的需求，工期仅有10个月，这即使在今天的世界声学界都是非常具有挑战性的难题。受周恩来总理的亲自指派，马大猷担任音质总设计师，与建筑总设计师梁思成先生共同完成这一艰巨的任务。

从左到右为：周恩来、孟昭英、梁思成、马大猷

大会堂的内部结构、穹顶形状、回声等属于建筑声学，要考虑到电声学。以前有一种错误的认识，以为将大会堂这样的建筑建好，安上两个大喇叭，装上扩音器就行。实际情况决不是这么简单，扩音出来的声音经过墙壁和空间反射，产生混响，传到后面仍是嗡嗡什么也听不清。马大猷组织国内高校、建筑和广播系统中的声学专家，提出设计要求，进行大量模型和现场实验。根据马大猷的设计构想，人民大会堂先是用一个分散式的声源，不靠几个大喇叭扩音，而是把主席台上的声源分散到台下的座位，每两个座位前置一个扬声器，听台上讲话就像对面传来一样。考虑人民大会堂经常举办音乐会等大型文艺活动，演出声音要有一定保真度，靠座位前扬声器效果不好，于是，又搞了一个半分散式声源。大会堂主席台32米宽，左右两个声道中间再加一个声道，使一个声音叠加一个声音逐渐递增，传播时间控制在1/20秒内，声音听起来是连续的，坐在最后一排的听众既听得清楚，也不会受回声干扰。

人民大会堂万人礼堂

人民大会堂建成后做了测量，证明其音质的设计、处理完全成功。这是当时国际上最大的为正式活动而建的会堂，两套声源系统一直使用至今。人民大会堂的建成，不仅是中国建筑史上的里程碑，也使中国声学研究和应用的成果得到了世界同行的肯定，并通过任务带学科，建立了中国第一批建筑声学研究和设计队伍。

参与“两弹一星”任务上世纪50年代末至60年代中期，围绕国家发展“两弹一星”的战略目标，马大猷先后开展了核爆炸侦察和声学探测、大气层核爆炸的次声监测、火箭及人造地球卫星噪声疲劳实验、导弹发射井噪声控制等一系列重要的研究工作，不仅创造性地完成了所承担的科研任务，还获得了次声在大气中的传播理论、气动扬声器理论、微穿孔板吸声理论等一系列重大成果。1966年，国家准备发射导弹，下达了吸声系统的任务。导弹发射时所产生的噪声十分强，其功率足够开动一辆卡车，还要伴随高温、潮湿等。在国际上，吸收声音主要靠多孔性材料(如玻璃纤维、矿渣绵等)，使声音产生的空气振动在微孔内摩擦、消耗。在导弹噪声的情况，需要复杂的保护设计，以免多孔性材料遭受破坏。马大猷决定不采取这种笨重的办法。他设想既然声音可在小孔内摩擦、损耗，何不在金属板上穿微小的孔以完成吸收的作用？经过初步估计，提出了微穿孔板的想法，在不锈钢板上穿小于1毫米孔。马大猷根据不同的声音环境，先在驻波管里测量，然后在混响室里测量，做了无数次不同排列组合的实验。经过两个多月夜以继日的工作，他们终于取得了实验的成功。马大猷不仅执笔写出总结报告，递交给国防应用部门，还提出了微穿孔板制造过程中的具体意见。微穿孔板技术投入国防实际应用，换了别的特殊板材，同样大获成功。马大猷教授的名字，还频繁出现在了德国的各种媒体上。两德统一后，在首都波恩原议会大厦不远处，兴建起一座新的议会大厦。为了充分体现政治的“透明度”，大厦四周全部采用透明的玻璃。1992年12月，新议会大厦第一次启用时，发现在议会厅里讲话，声音被四周密度极大而且表面光滑的玻璃墙壁不断地反弹回来，形成了强烈的混响。任务落到弗朗霍夫建筑物理研究所，恰巧查雪琴等几位中国工程师正在与该所开展科研合作，他们利用马大猷的理论，设计了有机玻璃微穿孔板，安装在玻璃窗前，既解决了回声问题，又保持了透明度。德国工程师联合会会刊尊称马大猷为声学大师。不久，弗朗霍夫建筑物理研究所教授福克斯博士专程飞赴北京拜访马大猷。^[2]中国现代声学奠基人声学标准制定是马大猷长期关注和亲力亲为的重要工作。1980年，马大猷推动成立了全国声学标准化技术委员会并亲自担任主任委员，此后直至生病卧床不起，马大猷不仅亲自参与了部分重要标准的制定，而且主持了全部声学标准的审定，先后完成了140多项国家标准的制定、修订，为使我国成为国际上为数不多的拥有完整声学标准体系的国家作出了巨大贡献。2012年7月17日，马大猷在北京因病逝世，享年97岁。

978年，马大猷（右二）在北京第一通用机械厂了解扩散消声器情况

参考文献

[1] 田静. 大道至简上善若水——纪念马大猷先生逝世一周年. 群言, 2013 (7): 34-37.

[2] 郑千里. 马大猷：最大的兴趣就是工作. 晶报, 2009-06-04.