百年清华

应崇福:做燃到最后依旧笔挺的烛芯

2023-12-28 | 倪思洁 刘逸杉 闫玮丽 | 来源 《中国科学报》2023-12-28 |

应崇福 中国科学院声学研究所供图

“我敢碰从来没碰过的东西,我大概有这个天分。”回顾初探超声学研究领域的历程,中国超声学研究奠基人、中国科学院院士应崇福这样写道。

他有一个关于科研的“搭窝棚”论,认为做学术就是在荒地上“搭窝棚”,而不是简简单单做些“装修”。“在未被开垦的处女地搭架子建房子,虽然建起的房子可能非常粗糙,但却永远会被人们记住。”

能“搭窝棚”的天分和敢“搭窝棚”的勇气,让他成为中国超声学领域的拓荒者之一。中国科学院院士马大猷曾这样评价应崇福在超声学研究领域的地位:“一直未有对超声做系统研究者,有之则从应崇福院士起。”

在那一代科学家的心目中,应崇福还有另一个美誉——“真科学家”。

科学研究:最反感“在洋人文章的夹缝里找题目”

应崇福为中国超声学“搭窝棚”的事,或许要从上世纪四五十年代说起。

当时,在美国布朗大学的应崇福,开始研究固体中的超声散射现象。由于固体中既有纵波又有横波,研究起来难度大,这个领域还从未被系统研究过。

面对实验中紊乱的图像,应崇福先从对单一球形散射体的研究开始,抽丝剥茧,发现了超声能量传播的路径,最终推算出多形状固体的散射机制。他的论文《关于固体中的超声散射》,数十年后还不断为该领域研究者援引。

1955年,几经周折,应崇福终于踏上归国的轮船。他在寄给导师丘尔的信中写道:你大概知道,有一个国家叫中国,这个国家是我的祖国。此外,比这更重要的是,这个国家急需服务……如果像我们这样的人不回去,不去面对许多困难,那么还有什么人能够回到那个国家呢?一个国家不能在自己的土地上站起来,整个世界就不能够有一颗安静的良心和一个持久的和平。

回国后,应崇福被分配至中国科学院应用物理研究所晶体学研究组工作,参与了《1956—1967年科学技术发展远景规划纲要》声学部分的讨论,还推动超声相关工作列入57项国家重要科学技术任务。

19569月,中国科学院电子学研究所筹备委员会成立,下设超声组,应崇福成为超声组组长,此后超声组升格为超声室,应崇福成为室主任。19647月,中国科学院声学研究所成立,应崇福继续担任超声室主任。

20世纪70年代末,随着超声检测与处理加工技术在各个行业不断推广,超声室的定位受到挑战。身为超声室的掌舵人,如何选择新方向、如何谋篇布局成为摆在应崇福面前的新问题。

1978年开始,应崇福带领团队深入探索固体中超声的传播与散射问题。这项探索不仅涉及超声学的核心议题,也为诸多超声实际应用提供了理论基础支持。经过仔细论证,课题组决定采用动态光弹声场显示技术展开研究,借助该工具,课题组直观地观测了固体中声波的传播与散射过程,取得了国际领先的研究成果。1984年,应崇福将这项成果录成15分钟的影像,拿到英国参加学术会议,引起不小的反响,从此,中国超声研究蜚声国际。

应崇福感到,中国科学院应当在提高研究和应用水平上下功夫,他决定把研究重点转回基础研究。“我们必须做基础科学的探索,加强理论研究,才能给下面做指导,才能起到龙头作用。”应崇福说。

他很重视基础科学研究的前沿性和原创性。有与应崇福共事过的科研人员回忆:“应先生最反感的事就是在洋人文章的夹缝里找题目,如果这样,就会永远被别人牵着鼻子走。”

人才培养:“不懂不要紧,慢慢地学,边学边干”

在为中国超声学学科体系“搭窝棚”的同时,应崇福也注重培养和组建一支具备创新实力的人才队伍。

20世纪60年代中期,声表面波技术成为国际超声学界的新曙光。应崇福看到了这一技术的潜在应用价值,于1968年正式组织开展这方面的研究,并建立了声表面波技术工艺实验室。然而,实验室建成后的一段时间里,从事研究的科研人员都是初次涉足此领域。

为了培养人才队伍,应崇福加班加点查阅文献资料,在不到半年时间里就完成了10万字的讲义。一方面,他一边自学一边开展培训,把编写的讲义推广到国内各有关院校和研究所,为在我国传播声表面波技术知识、推动声表面波技术的发展起到了推动作用。

另一方面,刚毕业的学生短期很难真正上手做研究,应崇福就让大家在实践中锻炼。当时的毕业生徐唯义回忆说:“我告诉应先生我是学物理的,对超声一窍不通,他鼓励我,不懂不要紧,慢慢地学,边学边干。”

在人才培养中,应崇福非常强调实践的重要性。学生黎连修选定的论文中,涉及一种材料的磁导率。黎连修觉得这只是方案论证,没有必要为试验数据花费过多时间,便断然下了结论。事后,应先生严厉地批评了他:“哪来这么多‘肯定’!凡事都要亲自去做,说话一定要有依据、有出处,不能想当然,你的思维方法有问题,回去马上做试验!”

1978年研究生制度恢复后的第二年,应崇福招收了不少学生,他们在专业领域都有所成就。此后,应崇福又单独或与他人联合招收了数十名研究生,他们大多成长为所在机构超声学研究方面的学术带头人或业务骨干。

在应崇福的悉心呵护下,中国超声学人才队伍日渐壮大起来。

科学普及:“崇福同志可谓真科学家”

超声学是一门面向应用的科学。应崇福在回国之初就发现,当时国内大多数人从未听说过超声,超声的应用范围很狭窄,超声学的发展面临着来自社会的压力。

他感到,对于超声学这个以应用为牵引的研究领域来说,科学普及与科学研究同等重要。

早在1956年,他就在《人民日报》上发表文章《超声——听不见的声音》,对的定义做了区分。有人把超声叫作超音,超音波或超声波。因为音字含有悦耳的声音的意思,又因为声字本含有波的意思,所以用超音命名似乎不妥。鉴于当时超声极少有人知晓,社会大众对于超声普遍缺乏了解,他与超声室同事合著了《超声原理及其应用》。

无论是做科学普及还是做科学研究,应崇福始终都站在真理的一侧。

上世纪50年代末,超声一度被形容得无所不能1961年还形成了推崇超声的超声运动。但是,在气势汹汹的超声运动面前,应崇福不配合,坚决不夸大超声的用处。到1961年底,为了恢复和推进超声的发展,应崇福公开发文做科普,实事求是地再次向公众讲述了超声的应用和原理。

回想起这段历程,马大猷曾感叹:“崇福同志可谓真科学家。”

对“真”的坚守,伴随了应崇福的一生。1991年,中国物理学会成立科学家谈物理编委会,一向热心于科普的应崇福受邀写了一本介绍超声学的小册子《超声和它的众多应用》。在书中,应崇福毫不避讳地分析了超声作为应用手段的弱点,把超声学的学科发展直观严谨地展现给公众。

19986月,中国科学院和中国工程院发起的一项跨世纪科普出版工程院士科普书系启动,书系编委会正式成立。应崇福从当年秋天开始收集材料,次年又集中在半年时间里夜以继日地写作。2002年,《我们身边的超声世界》一书最终出版。在应崇福的办公室里,至今还保留着这本书的书稿,从手写版到打印版,数易其稿,反复修订,从中足以看出应崇福对于科普工作的认真程度。

80岁那年,应崇福感慨:蜡烛也是很奇妙的。在完全燃尽之前,它还可以点燃发光,有时只剩一小片已熔的蜡油,只要烛芯还能站直,这个形态已变的蜡烛还可以再燃烧一分钟半分钟的。那么,何不点燃它呢?

应崇福就像那根笔挺地燃到最后的烛芯。

20108月,92岁高龄的应崇福在声空化工程方面取得重要突破,成功解释了声空化为什么不能进入大容器内或作用到较远的地方。为了与同行分享这一成果和心得,应崇福出席了在云南举办的学术交流会。云南高原缺氧的环境,对他的身体造成了很大的伤害,从此他的病情时好时坏,直至2011630日晚逝世。

他的学生如是评价先生的一生:“少立鸿鹄志,留洋为国家。克坚攻难走天涯。无悔献身科学,宏论伴年华。处处从容,处处不偏斜,处处绝伦精彩,淡静笑烟霞。”



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