本刊記者 陳婷婷 王 軍
海在聲音中變得透明
——訪聲場聲信息國家重點實驗室主任郭良浩
本刊記者 陳婷婷 王 軍
有人說聲音是世界上一切美麗的開始,這一點是無可否認的。當我們聽到嬰兒的啼哭,生命的樂章便在我們的心中響起;當我們聽到叮咚的水聲,自然的靜謐便在我們的腦中綿延;當我們聽到汽笛聲響起,家鄉(xiāng)的思念便會那樣的揮之不去……
但是,你知道嗎,聲音不僅可以帶給我們情感上的感受,還可以幫助我們探測未知的世界,防御敵人的偷襲,保衛(wèi)我們的國防安全……
在我國,有這樣一個研究團隊,他們整日與各種聲音為伴,面向水聲學、超聲學、空氣聲學等三個學科方向的世界科學前沿和國家戰(zhàn)略需求,重點研究聲波與物質(zhì)的相互作用,探索物質(zhì)特性對聲場影響的規(guī)律以及從聲場中獲取與物質(zhì)特性有關(guān)信息的方法,注重聲場物理與聲信息提取、信號處理理論與技術(shù)緊密結(jié)合,特別重視有關(guān)聲學探測與識別的理論與方法研究,持續(xù)開展基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性、前瞻性的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,積極推進應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果向戰(zhàn)略高技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用,走出了一條特色鮮明的可持續(xù)發(fā)展道路。
郭良浩就是這個研究團隊中杰出的一位。
2010年1月13日,第十一屆中國青年科技獎在京揭曉,來自全國各地的100位年齡在40歲以下的青年科技工作者受到表彰。郭良浩作為獲獎?wù)呓舆^“第十一屆中國青年科技獎”證書時,他的心里無比的激動。
浙江省東陽市擁有1800多年的歷史,自古就是個人杰地靈的好地方,素有“婺之望縣”、“歌山畫水”之美稱,被譽為著名的教育之鄉(xiāng)、建筑之鄉(xiāng)、工藝美術(shù)之鄉(xiāng)。這里人文薈萃,英才輩出,不僅孕育了北伐名將金佛莊、新聞先驅(qū)邵飄萍、科學泰斗嚴濟慈、植物學家蔡希陶等一大批仁人志士,也培養(yǎng)了我國年輕的聲學專家郭良浩。
就讀于浙江師范大學物理學系的郭良浩,把一切的學習重心放在了理論物理上。短短四年很快就過去了,面臨畢業(yè)的他開始籌劃起了自己的未來。計算機課的一位老師的建議改變了他的人生。考北大?這無疑是個看起來不太切合實際的鯉魚跳龍門式的舉動。最終,郭良浩還是決定試一試。不久后,郭良浩如愿以償?shù)剡M入了北京大學電子學系聲學專業(yè)攻讀碩士學位,并在導師的影響下,漸漸喜歡上了水聲學研究。畢業(yè)后,他進入了中船重工集團杭州應(yīng)用聲學研究所工作,正式開始了他的海洋聲學研究工作生涯。
工作后,郭良浩才真正感受到了海洋聲學研究的博大精深。它就像浩瀚的大海一樣深遠,而自己不過是海上的一葉扁舟,要想在海洋聲學的大海中盡情暢游,就必須努力的豐富自己。于是帶著對知識的渴望,帶著對海洋聲學研究的熱情,郭良浩考入中國科學院聲學研究所,跟隨我國著名水聲學家張仁和院士攻讀博士學位。在那里,他為自己今后的成功奠定了扎實的基礎(chǔ)。
十多年來,郭良浩一直從事水聲物理基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,開展了聲場時空相關(guān)特性、海底聲學參數(shù)反演、水聲探測與系統(tǒng)設(shè)計等海洋聲學基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,負責、參與并完成國家自然科學基金重點項目、中科院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目、國家重大工程任務(wù)等多項國家級科研任務(wù),發(fā)表學術(shù)論文15余篇,合作發(fā)明一種水聲探測新方法,并成功應(yīng)用于國家重大裝備。他個人也獲得了省部級科技進步一等獎3項、三等獎2項。
雄厚的科研和管理實力,讓郭良浩三十出頭就擔當起了國家重點實驗室當家人的重擔。在國家重點實驗室學術(shù)委員會指導下,他帶領(lǐng)實驗室技術(shù)骨干力量凝聚了一批年輕的優(yōu)秀科技人才,深入開展了水聲物理、超聲物理與空氣聲學基礎(chǔ)研究以及相關(guān)戰(zhàn)略高技術(shù)與前沿交叉學科研究,在淺海聲學研究、海洋聲學層析、海底聲學參數(shù)反演、聲場匹配定位和遠程水聲通信等重大基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面取得了一系列重要進展。在長期的理論研究、數(shù)值模擬和大量海上實驗研究基礎(chǔ)上,他們提出了淺海聲場的波束位移-射線簡正波理論(BDRM)、深海聲場的廣義相積分簡正波理論(WKBZ)、耦合簡正波-拋物方程理論(CNPE)和淺海混響理論,發(fā)明了水聲定位和遠程水聲通信新方法,研究成果具有重要的學術(shù)價值和重大的應(yīng)用前景。這些重要的研究成果發(fā)揮了先導和前瞻作用,在國家安全發(fā)展中起到了超前研究的引領(lǐng)作用,先后獲得了多項國家和省部級科技獎勵,形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的發(fā)明專利,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
郭良浩從一個普普通通的孩子到如今的聲學專家,一路走來,都好似命運的垂青,他就像是一朵浪花,以海的聲音聚集,又以海的聲音綻放!
聲場聲信息國家重點實驗室依托中國科學院聲學研究所,1987年由國家計委批準籌建,1989年底建成,1990年2月通過國家驗收,1990年9月正式對外開放。這是目前國內(nèi)聲學學科唯一的一個國家重點實驗室,也是國內(nèi)系統(tǒng)進行水聲基礎(chǔ)研究并具有重要國際影響的水聲物理研究基地,曾在國家重點實驗室評估中連續(xù)4次被評為“優(yōu)秀”。
郭良浩上任后,傳承老一輩科學家的科研精神,以“和”為基礎(chǔ),把工作人員緊緊的團結(jié)在了一起。經(jīng)過多年努力,終于在海洋聲學、超聲物理和空氣聲學,特別是水聲物理及其相關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,培養(yǎng)和造就了一支能在國際學科前沿拼搏、富有朝氣和創(chuàng)新活力、以中青年科技人才為主的、團結(jié)協(xié)作并結(jié)構(gòu)合理的人才隊伍。
在這支隊伍中,老一輩的科學家,無私的奉獻著自己的寶貴經(jīng)驗,毫無保留的提點科研新生力量。實驗室的學術(shù)委員會主任張仁和院士是我國水聲物理研究領(lǐng)域的著名科學家,也是我國新型水聲技術(shù)研究的開拓者。雖然年過七旬,但依然奮戰(zhàn)在科研第一線,登船出海參加實驗,指導年輕人如何組織實驗和保障安全,如何觀察和分析實驗現(xiàn)象,并以他嚴謹?shù)目茖W作風和對成員的嚴格要求保證了實驗數(shù)據(jù)的科學性和高質(zhì)量。而年輕的一輩呢,他們勤奮上進,謙虛好學。他們在努力吸收前輩們寶貴經(jīng)驗的同時,也積極思考,大膽想象,敢拼敢干,不怕吃苦。
郭良浩作為團隊的核心成員,除了把握和部署科研方向外,還十分重視科研條件建設(shè)。通過承擔和完成國家科研任務(wù),培養(yǎng)和鍛煉了一批青年學術(shù)帶頭人,形成了一支結(jié)構(gòu)合理、學風良好、勇于拼搏的創(chuàng)新團隊。實驗室現(xiàn)有固定人員33人,包括中科院院士1人,研究員12人(45歲以下7人),副研究員18人(35歲以下5人)。實驗室45歲以下中青年科技人員占85%,其中,具有博士學位以上占82%。實驗室現(xiàn)有高級客座研究人員30人,在學博士生、碩士生及博士后70人。實驗室人員上下一心,團結(jié)合作,確保了實驗室的可持續(xù)發(fā)展。
人人都說“打江山容易,守江山難”,郭良浩不僅重視人才的引進與培養(yǎng),更加重視如何留住人才。平日里他對研究生和博士后在生活上給予充分關(guān)心,但是,在學術(shù)上卻實行“高標準、嚴要求”政策,要求研究生論文與博士后工作必須緊密結(jié)合本實驗室所承擔的國家科研任務(wù),出高水平研究成果。這種張弛有度、恩威并施的管理原則,讓許多研究生和博士后在實驗室學習期間就取得突出成績,為實驗室的發(fā)展做出了重要貢獻。
郭良浩相信“任何努力都不會是無用之功”。近五年來,由他帶領(lǐng)的實驗室主持承擔的國家863高技術(shù)重點項目、國家自然科學基金重點項目、中科院知識創(chuàng)新工程重要方向性項目、國家基礎(chǔ)科研項目以及國家重大工程任務(wù)等多項國家、省部級重大項目和自主部署的前瞻性基礎(chǔ)研究項目都取得了一系列創(chuàng)新研究成果與重要突破,其中水聲學基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究為支撐我國水聲科技的創(chuàng)新發(fā)展發(fā)揮了不可替代的重要作用,超聲物理應(yīng)用基礎(chǔ)研究為我國油氣資源勘探與開發(fā)提供了重要的技術(shù)支持。
他們所承擔科研項目的順利實施和圓滿完成不僅加強了實驗室在海洋聲學、超聲物理、空氣聲學基礎(chǔ)研究與應(yīng)用基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域的研究特色與優(yōu)勢地位,而且為進一步承擔國家級重大科研項目奠定了堅實的基礎(chǔ)。正是因為實驗室具有承擔并高效完成國家重大科研任務(wù)的能力,在“十二五”期間,預(yù)期承擔的科研任務(wù)已是非常飽滿。為此,實驗室進一步加強了發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、前瞻性基礎(chǔ)研究和戰(zhàn)略高技術(shù)研究部署、以及人才隊伍建設(shè)工作,按照“超前部署、分步實施、長期積累、突出重點”的原則,統(tǒng)籌安排各項任務(wù)的分步實施,以完成國家賦予的使命任務(wù)。
“我們建立的淺海聲傳播模型在同等條件下,計算速度高于國際上流行的一到兩個數(shù)量級,這意味著別人可能需要10臺、100臺電腦同時運算的,我們在相同時間里用一臺就夠了,這樣就大大提高了我們的研究效率?!边@是個讓郭良浩感到無比自豪的事情。
國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年》指出,“應(yīng)對未來挑戰(zhàn),超前部署前沿技術(shù)和基礎(chǔ)研究,提高持續(xù)創(chuàng)新能力,引領(lǐng)經(jīng)濟社會發(fā)展”。海洋科技是國家部署的戰(zhàn)略重點之一,在海洋科技前沿技術(shù)的戰(zhàn)略部署中,明確指出需要在海洋遙感技術(shù)、聲學探測技術(shù)和信息遠程傳輸技術(shù)等方面開展重點研究,發(fā)展海洋信息處理與應(yīng)用技術(shù)等海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)。中國科學院發(fā)布的《創(chuàng)新2050:科學技術(shù)與中國的未來》等一系列戰(zhàn)略研究報告,提出了“以科技創(chuàng)新為支撐的八大經(jīng)濟社會基礎(chǔ)和戰(zhàn)略體系”的整體構(gòu)想,其中之一就是構(gòu)建我國空天海洋能力新拓展體系,目的在于大幅提高我國海洋探測和應(yīng)用研究能力以及海洋資源開發(fā)利用能力。這是關(guān)系到國民經(jīng)濟和國防安全的大事情。
“緊密圍繞國家重大戰(zhàn)略需求設(shè)置研究方向和開展深入研究是我們義不容辭的責任。”郭良浩如是說。
俗話說,知己知彼,百戰(zhàn)不殆。我們必須清醒的認識到,在海洋聲學及其應(yīng)用領(lǐng)域,我國與發(fā)達國家相比還有一定差距。多年來,我國在實驗裝備上不如國外,我們沒有大型的遠洋實驗科學考察船,不能到深海,只能在臨近陸地的淺海做實驗;沒有大型計算設(shè)備處理海量的實驗數(shù)據(jù),就鉆研簡易的計算方法。結(jié)果,當國外同行意識到淺海環(huán)境復雜多變,規(guī)律難以把握,而調(diào)轉(zhuǎn)船頭回師淺海時,我們已經(jīng)掌握了淺海聲場的規(guī)律,并提出了“平滑平均聲場理論”、“淺海聲學統(tǒng)一理論”和“遠程聲傳播理論與應(yīng)用”,使我國的水聲物理基礎(chǔ)研究在國際上形成了自己鮮明的特色和研究優(yōu)勢。
為了擁有屬于我們自己的聲學理論,郭良浩和他的研究團隊,清楚的意識到:在高新技術(shù)領(lǐng)域,沒人能給一條路走,要有路,就要拿出勇氣,不拍摔跤,靠自己走出自己的路!海洋聲學本質(zhì)上是一門實驗學科,所有的理論研究和裝備應(yīng)用都離不開大量艱苦而細致的海上實驗。實驗室研究團隊的成員,經(jīng)常往返于實驗室與大海之間,在他們的生活中沒有規(guī)律的作息時間,經(jīng)常沒有節(jié)假日。只有海風、烈日做他們的伙伴,只有那一望無際的蔚藍鑒證他們的努力與付出。正是他們的艱苦付出,形成了實驗室的水聲物理基礎(chǔ)研究核心競爭力和系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力,研究成果的應(yīng)用前景受到了國家有關(guān)部門的高度重視。
面對成績,郭良浩淡然處之,“成績都是過去的,未來還需要我們在更高的起點上繼續(xù)努力?!泵鎸ξ磥?,郭良浩充滿信心,“我們會繼續(xù)傳承老一輩科學家的科研精神,加強發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和人才隊伍建設(shè),配合國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略,在繼續(xù)加強淺海聲學研究的同時,加快深遠海發(fā)展步伐,讓大海變得透明。”