水聲的力量——記中國工程院院士楊德森教授

□唐曉偉

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水聲的力量——記中國工程院院士楊德森教授

□唐曉偉

當聽說自己在中國工程院發(fā)布的“2015年院士增選名單”榜上有名時，楊德森的心情很平靜。他想起了恩師楊士莪院士說過的一句話：“贊譽本非你一人所有，是眾緣相合，實在不必沾沾自喜；詆毀亦非天大事，己錯則改，人錯寬容，也不必沮喪猶疑?？傊憔褪悄??！?/p>

楊德森處在一個國家迫切希望實現(xiàn)海洋強國夢想的時代，這是一個水聲科研工作者成長、進步最好的機遇。作為我國科學事業(yè)發(fā)展的參與者，尤其是水聲事業(yè)發(fā)展的親歷者，能夠投身到這項事業(yè)中并得到肯定，他深感幸福和自豪。

從楊德森1977年考入哈爾濱工程大學水聲工程系初識水聲，到其團隊的矢量水聽器技術獲得國防科技進步一等獎；從他1982年留校任教初登杏壇，到其培養(yǎng)的60余名碩博生學有所成、所帶團隊獲教育部嘉獎，數(shù)十年來，他扎根在聚集國內(nèi)水聲技術人才培養(yǎng)和基礎研究最優(yōu)質(zhì)資源的高校，始終立足水聲工程學科，不懈追求滿足國家重大戰(zhàn)略需求的水聲事業(yè)，執(zhí)著于探尋水聲的力量。

他見證了從哈爾濱工程大學走出去的人才占據(jù)了我國水聲科研的大半壁江山，見證了哈工程立足特色、謀海濟國，服務國家重大需求的發(fā)展步伐，而今，這枚沉甸甸的“院士”勛章，飽含對這種忠誠、執(zhí)著與服務國家能力的肯定和贊賞，國家將它戴在了包括楊德森在內(nèi)的全體哈工程人的胸前。

做滿足國家戰(zhàn)略需求的科研

如果沒有聲音，這個世界就會沉寂得失去信心和活力；如果沒有聲音，我們的生活就會倦怠得放棄理想和追求——這是聲音的力量。到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)只有聲波能在海水中遠距離傳播，無線電波、光波等都因海水強烈的吸收而無法遠距離傳播。于是，水聲工程學科應運而生，其重要性在于——幾乎所有人類“下五洋捉鱉”的夢想，都主要依托它的發(fā)展來實現(xiàn)，這是水聲的力量。

“水聲工程”是對水下聲波的發(fā)生、傳播和接收過程中聲學特性及其應用的研究。簡單說來，這門學科研究的問題主要就是如何將人類“耳朵、眼睛和嘴巴”的功能，延伸到水中。這個比喻之所以形象，是基于水聲學作為一種遠距離水下信號傳遞技術，成為了人類在海洋中的一種“器官放置”。最大限度地對水中航行器減振降噪，提供更大的安全隱蔽性，同時更靈敏迅速地捕捉對方的噪聲聲波以知己知彼，打造水下的“千里眼”和“順風耳”，這是對楊德森科研的簡單解釋。

春秋戰(zhàn)國時期的政治家、軍事家管仲說：“凡兵有大論，必先論其器。”隨著海洋作為世界軍事力量角逐戰(zhàn)場的地位日益凸顯，對水中目標的探測能力和自身水下航行器隱蔽性的戰(zhàn)術要求日益提高，各國海軍都高度重視對水下結構的減振降噪和聲吶探測技術的研究。沉默是金，可對于出沒在深海碧波間的各種水下航行器來說，“沉默”比黃金更珍貴，因為它事關潛器存亡。這項作為具有重要國防意義的研究，在各國都被列為高度機密的前沿領域。

“聲吶”主要用于對水下目標的探測、定位及識別。傳統(tǒng)聲吶受技術限制，探測能力的提高通常依靠不斷加大基陣體積、重量來實現(xiàn)，這在使用上有很多不便。在茫茫大海中，當海洋的背景噪聲大于水下航行器的噪聲時，如何讓聲吶具有“眾里尋她千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”的較高分辨率和準確性？

1997年，在楊士莪院士帶領下，楊德森團隊突破多項關鍵技術，研制成功了我國第一套水下聲矢量信號接收裝置——矢量水聽器，建立了水下聲場的矢量探測模式，矢量聲吶由此誕生。其重量、體積和能耗遠低于普通聲吶，而目標偵測距離卻遠達1倍以上。它成為新型聲吶技術的重要支撐，也使我國成為掌握這項技術的少數(shù)國家之一，社會與軍事效益難以估量。

這個消息甚至給某些國家?guī)砹撕艽蟮恼痼@。多國媒體都曾表示“對中國掌握這項技術的‘擔憂’”。有關部門認為：“矢量水聽器技術是我國水聲領域最具代表性的創(chuàng)新技術，對改善和提高我國聲吶裝備技術水平產(chǎn)生了巨大的推進作用，促進了我國水聲國防事業(yè)的發(fā)展?！痹摷夹g獲2011年國防科技進步一等獎、2012年國家科技進步二等獎。

潛器的聲隱身性能是其生存和攻擊力的保障，評價聲隱身性能的關鍵是對其進行水下輻射噪聲的測量。當潛器噪聲較低時，按照規(guī)定在遠場測量難以實現(xiàn)，也就無法評價其聲隱身性。這成為困擾我國對各型低噪聲潛器性能評價和確定新型潛器研制指標的瓶頸。楊德森團隊歷經(jīng)七年，研制成功我國首個“機動式低噪聲潛器輻射噪聲測量系統(tǒng)”，為我國低噪聲潛器輻射噪聲測量開辟了新途徑，獲2008年國防科技進步一等獎、2009年國家科技進步二等獎。

國家級獎勵是對楊德森團隊滿足國家戰(zhàn)略需求的科研成果的肯定。楊德森說：“我喜歡挑戰(zhàn)和冒險，喜歡做一些有創(chuàng)新、有開拓意義的工作。如果總是墨守陳規(guī)、別人咋走我也咋走，有什么意思？”在他的血液里有著“不安分”的因子。

一往無前的“坦克”

1994年，第21屆國際聲圖像大會在美國召開，這是國際聲學界高水平的學術會議。楊德森的論文《菲涅爾積分在水下噪聲源識別中的應用》引發(fā)關注。美國四大海軍基地之一的“圣地亞哥海軍基地水聲所”專門邀請楊德森做《水下聲成像技術》的學術報告。作為來自中國大陸的第一人，當他看到對方演示的“海上三維水聲對抗仿真技術”時，很受觸動：要想在國際交流中有話語權，要有國家實力做后盾。通過專業(yè)所長，讓國家在水聲領域更強，這是他的目標。

目標的達成永遠不是一蹴而就。20世紀80年代，楊德森根據(jù)信號處理技術的發(fā)展，提出了“修正的單基元水下目標被動測距方法”，把美國人提出的單基元水下目標被動測距方法的測距精度提高了數(shù)倍。

準確地識別水下結構的主要振動噪聲源并進行分類，是聲隱身工程成敗的關鍵。20世紀90年代，楊德森提出了“偏相干與譜分析方法相結合方法”、“水下聲強測量方法”、“水下聲成像測量方法”、“偏相干測量分析方法”等水下噪聲源識別的新方法，以實現(xiàn)對各種水下航行器減振降噪的目標——聲隱身工程，解決各類噪聲源的識別與分離難題，并建立了國內(nèi)第一套水下聲強度、聲全息成像測試系統(tǒng)。目前，這些方法已成為該領域噪聲源分析識別的主要方法。

他解決了我國小型水下航行器實航狀態(tài)下的內(nèi)部噪聲振動測試問題，在國內(nèi)建立了第一套專用的內(nèi)測系統(tǒng)，填補國內(nèi)空白。他在國內(nèi)首次開展新型水下結構研制中的聲輻射強度測量，解決了噪聲監(jiān)測的難題，達到國際領先水平。2006年，楊德森提出了非線性噪聲控制的新概念，并歷時八年湖試和海試終于獲得成功，證明了該新方法的可行性和明顯的技術優(yōu)勢，為水下結構聲隱身工程提供了新的技術手段。

理論突破、數(shù)據(jù)獲取離不開工程項目和海上實驗，而楊德森是實驗場上的常駐將軍。在西安試驗現(xiàn)場，為了更好地接收聲音信號，通宵連軸轉(zhuǎn)對他來說習以為常。南海水聲考察，甲板溫度高達50度以上，燙得沒處落腳，長時間的海上試驗，淡水告罄，他和同志們就把壓載水艙漂著油污的水燒開了喝，在三個月的考察中體重下降40多斤。青島聲吶海試，從11月到大年三十兒，他一直緊盯實驗場，天寒地凍的碼頭，電烙鐵燙不開焊錫…………

在校園里，時常會看到楊德森頭戴前進帽、身穿休閑服、很有“學術范兒”的身影，他的行事風格、舉止作派帶有鮮明特點。熟悉他的人說：“他就像一輛坦克，一旦認定方向，就會一往無前。”30余年的科研歷程，楊德森孜孜以求，每一項成績都是腳踏實地的努力獲得的實實在在的收獲。他有著站在時代前沿的敏銳頭腦和超前思維，所以，他的工程經(jīng)驗、科研經(jīng)歷使他能夠從更高處著眼，從國家需求與學科發(fā)展的戰(zhàn)略高度去看某個領域的發(fā)展方向。

將團隊建成“鐵拳頭”

哈爾濱工程大學的水聲工程學科，被稱為“中國水聲工程事業(yè)的搖籃”。據(jù)統(tǒng)計，我國水聲行業(yè)中的專業(yè)技術人員60%以上，高級專家層面接近70%都從這里走出。這里是國家水聲發(fā)展的人才庫、專家?guī)旌退暭夹g基礎研究中心。

楊德森師從我國水聲工程領域的先驅(qū)、中國工程院院士楊士莪教授，何祚鏞教授，湯渭霖教授等一大批老一代水聲工程專家。這是他的“幸運”，卻也成了他的“遺憾”——“楊士莪教授、何祚鏞教授和湯渭霖教授對我的教育和培養(yǎng)影響了我的一生，但我仍覺得楊教授的睿智、何教授的精細、湯教授的簡潔，我學得還太不到位了?！?/p>

“只有善于團結周圍同志，不忌諱暴露個人的無知，不掩飾工作中難以避免的差錯的人，才能在工程技術工作中作出實際的貢獻！”楊德森常以恩師楊士莪院士的教導自勉。

楊德森常對團隊成員說：“我們做的不僅是課題，更是我們終生為之奮斗的事業(yè)。它可能產(chǎn)生一個新的領域，是我們用一輩子撲在上面都做不完的。面對大海，一個人再能耐，也是微不足道的，關注團隊建設，注重技術上的分工合作，把每個人的長處都發(fā)揮得淋漓盡致，才能使團隊迸發(fā)出力量?！币蚨?，他對團隊里每個人的脾氣秉性、優(yōu)勢特點了如指掌，能讓大家形成合力。

兢兢業(yè)業(yè)做了一輩子學問的何祚鏞教授曾對楊德森有個評價——工作拼命。他說：“楊德森從講師到副教授，從副教授到教授都是破格錄用，這是最好的證明。要想干成一個課題，不是所有人，但肯定要有一些人脫一層皮，不拼命怎么行？”

楊德森對團隊成員和學生的要求嚴格是出了名的。他時常結合工程項目、海試實驗，跟大伙兒強調(diào)細節(jié)決定成敗，“因為有時即使方案很完備、技術很先進，但事情最終干成往往在細節(jié)上，很多時候，海試出現(xiàn)問題時，可能不是方案、軟硬件的問題，而僅僅是需要在輸入端加一個電阻或濾波器之類的小東西?！?/p>

學生的論文在他那里被改五六遍是家常便飯。楊德森說：“水聲學院的許多老前輩都會將學生的論文改了又改、精益求精，會因為一個注解親自跑圖書館查原始材料，會對一個標點符號都嚴格要求，我的嚴謹程度還不如他們??！”正因為老師給學生“打了樣兒”，使學生不敢有絲毫怠慢，交給老師的論文，他們都是看了又看，直到確定“改得不能再改了”才罷休。楊德森要求自己的博士生要修第二甚至第三外語，他時常說“博士生一定不能局限于所學專業(yè)，要有更廣闊的視野，多掌握兩門外語很有必要?！鄙斫讨赜谘越?，風氣陶冶品格?！皣乐?、嚴密、嚴格”的哈軍工精神一脈相承。

楊德森性格率真，很多人喜歡用“簡單”來形容他——生活上樸素簡單，與人交往直來直去，實打?qū)嵵?，而又不失細心。他的“?zhí)著”，是不為喧囂所動的寧靜，不為浮躁驅(qū)使的瀟灑，從不矯飾的樸拙和毫無遮掩的坦蕩。有時學生找他匯報論文進展，他恰好出去開會時，會提前讓人開門，免得學生在外面等。在出差的路上，他與學生玩五子棋時，會問智囊團“下到哪兒好”。當學生有疑問時，他會拽著學生在辦公室的小黑板前一講就是半天，他從兒時學習小提琴，技法純熟，但并不為大多數(shù)人所知，繁重的科研教學工作，幾乎占據(jù)了他享受愛好的全部時間。一個讓人哭笑不得的經(jīng)歷是，有一次學校舉辦文娛晚會，楊德森臨時被點將上臺表演節(jié)目，他演奏的小提琴琴聲悠揚，委婉動聽。等他走下臺來，有人驚奇地向他報告了一則“新聞”：“楊教授，剛才演奏小提琴的那人長得可真像你！”30多年來，與海洋結下不解之緣、被責任感和使命感鞭策著的楊德森幾乎沒有節(jié)假日，無數(shù)個挑燈夜戰(zhàn)的日子就這樣在指縫間溜走。

（作者單位哈爾濱工程大學）