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声学所,国家的声学所 国际的科学家

    原标题:国家的声学所 国际的科学家


陈至立、路甬祥等领导视察国家网络新媒体工程技术研究中心

1979年声学所获国务院嘉奖

获得国家发明奖二等奖的高分辨率测深侧扫声纳

路甬祥为声学所成立40周年题词

声场声信息国家重点实验室连续四次获得国家优秀重点实验室称号

声学研究所研制的比硬币还小的MEMS元器件

马大猷院士的微穿孔理论解决了德国议会大厅的声学问题

声学所牵头建造的新型综合科考船“实验1”号三亚首航
声学研究所这些年来,一直坚持在向创建“国家的声学所”目标努力,而且的确也有新的发展,应该说,它已经是国家创新体系中一个不可替代的研究机构。
——路甬祥
走进中国科学院声学研究所的DSP大楼正厅,最先映入眼帘的是“国家的声学所,国际的科学家”这几个大字,它是声学所进入知识创新工程之后确立的组织目标。这个1964年成立的研究所,是中国声学研究的发源地,已经走过了45年的风风雨雨。如今,每当声学所的年轻人进出大楼时,不经意间对这几个大字看上几眼,心中就会由衷地充满了先辈们高远志向的情怀。
“三驾马车”
“对于一个科研人员,大的是为国家作贡献的爱国主义动力源,小的是科学的思想和方法,没有这两样东西,你可能照样工作,但进入比较高的层次比较难。”
——中科院院士、声学所研究员应崇福
1964年,聂荣臻副总理亲自作出批示,正式成立中国科学院声学研究所。汪德昭任所长,马大猷任副所长。
水声学、空气声学和超声学是声学所建所时就有的三个学科。其中,声学所首任所长汪德昭院士组织开创了我国水声学研究,成为我国国防水声事业的奠基人;马大猷院士开创了空气声学研究,为我国的建筑声学、环境声学研究奠定了基础;应崇福院士则引领了中国超声学的研究。这三位声学界掷地有声的人物聚在一起,被称为声学所的“三驾马车”。
“马大猷那时是有名的硬汉,敢说敢做。人民大会堂的音质设计工作就是总理点名让他主持完成的。后来向中央领导汇报工作,就让他去,因为他敢说真话。有意思的是应崇福,20世纪50年代末、60年代初科学院在全国掀起的那场超声技术应用热潮,就是缘于他的推动。”一位80多岁的老科研工作者回忆起当年的同事情绪高昂,他说,那些人都是科学界的英雄。
上世纪60年代,在汪德昭先生的积极倡议下,中苏在中国南海领域完成了联合水声考察。但是,考察结束后,由于中苏关系急剧恶化,变故陡生,苏联要求将32公里长的数据胶片带走,面对突如其来的变化,汪德昭处变不惊,派人把胶片带到北京全部拷贝下来,为我国水声研究工作留下了宝贵的资料。
前辈们的风采至今为后辈所敬仰。 “马大猷先生因为长期以可听声包括噪声为研究对象,身体受到了影响,听力不大好了。但直到前几年,他还坚持工作,并且写了大量关于科学研究的文章,他还给温家宝总理写信,呼吁重视基础研究,提升我国的自主创新能力。应崇福先生80岁以前都是骑自行车、含着大烟斗来上班,现在已91岁了,还坚持来办公室工作,还亲自作学术报告。”声学所主持工作的副所长张春华说。
解决国家问题 代表国家水平
好的科学家就应该像老鹰扑兔一样,老鹰在觅食时,总是先飞得高高的,在高空盘旋,用它敏锐的目光搜寻猎物,一旦发现目标,就会迅猛地扑下去,紧紧抓住兔子不放。
——声学研究所原所长汪德昭
声学所在“文革”期间曾被“肢解”为两个部分,分属中科院和国家海洋局。“文革”结束后,汪德昭给邓小平写了一封长信,在信中提及,将分散的声学科研力量再集中起来形成拳头,为国民经济和国家安全服务。1979年1月,在邓小平等中央首长的关怀下,声学所得以恢复,重获新生。
其后,经过几十年的努力攻关,声学所厚积薄发,取得了一批世界水平的研究成果。其中,浅海声学研究处于世界领先水平,大量研究成果被国外同行引用,两度赢得国家自然科学奖二等奖;空气声学,在世界上首次利用大振幅驻波在非线性参数比较小的空气介质中观测到多次谐波分岔和混沌现象,并给予了新的物理解释,受到了国际同行的关注和广泛好评;超声学,用自建的脉冲光弹法声场显示装置开展超声波在固体中的传播和散射研究,取得了一系列独具特色的国际水平的成果。据统计,1979年以来,声学所共获得400多项科研成果,其中,获国家级奖30余项,部、院、省级奖200余项。
“马大猷先生在建筑声学、噪声控制方面取得了很大的成就。他创造性地提出了微穿孔板理论和设计方法,突破了传统声学材料的使用范围,绿色环保,在世界范围得到广泛应用。我在前不久的一次国际展览中看到,很多材料都应用了马先生的理论。”张春华说。
1992年,统一后的德国新建了一个圆形议会大厅,周围都是玻璃幕墙,以增加议会讨论的“透明度”。但第一次开会,周围反射的回声就使会场乱成一团,无法进行,只好回到老议会大厅去。最终是3位中国研究者利用马大猷先生的微穿孔板理论解决了这一问题。整个过程非常顺利,既解决了回声问题,又保持了“透明度”,在欧洲成为重大新闻,并一直在国际声学界传为佳话。
进入中科院知识创新工程以来,时任所长田静与声学所领导班子其他人员对声学所的目标、定位进行了重新审视,提出了“国家的声学所,国际的科学家”的组织目标。并提出,声学所作为国家在声学和信号信息处理研究领域的国立研究机构,应该以“满足国家需要,代表国家水平,解决国家问题”为己任,致力于为国民经济建设、社会发展和国防建设作出战略性、基础性和前瞻性的贡献。知识创新工程开展十年来,声学所进入史上最好的发展时机。职工创新意识日益浓厚,创新成果不断涌现。研究所年总资产以20%的速度递增,单位建设全面发展,核心竞争力大大提高。2008年,声学所通过科学院“2+3”评估,跻身于优秀研究所之列。
目前,声学所已发展成为世界上唯一的学科门类齐全,研究力量与基础雄厚,研究条件完整先进的声学专业研究所,研究领域覆盖了从次声、可听声到超声,从大气、固体到水下,从关键元器件、功能模块到系统集成,从声学传感器、信号处理到驱动器,从语言模型、语音识别、编码、翻译到合成,从物理建模、软件仿真到芯片设计等与声学研究及应用技术相关的方方面面,综合实力十分雄厚。
一个重要的战略抉择
信号处理是一门基础学科,更是一门结合众多学科领域的课题和实现国民经济高科技工程项目的应用学科,只有一开始就瞄准市场,信号处理研究才能真正满足国民经济发展的需要。
——中科院院士、声学研究所原所长李启虎
由于声学研究的特点,声学与数字信号处理有密不可分的关系。在长期的研究工作中,声学所在数字信号处理技术和理论研究方面也取得了积极的进展,至上世纪80年代中期,声学所的数字信号处理技术开发在全国处于领先水平,产品遍布全国1000多家研发单位和大学。
上世纪90 年代,世界掀起数字化革命。如何抓住数字化革命的机遇,扩展声学所新的生存空间,成为当时声学所领导班子思考的课题。时任声学所所长的侯自强提出开辟“数字信号处理研究”这一新的学科方向。此时,声学所侯朝焕院士领导的高速信号处理器件设计研究和李昌立研究员领导的“320”系列微处理器开发工作已经跳出了声学领域。
但是,并不是所有的人对此都能理解,各种议论蜂拥而出,支持派和反对派针锋相对。由于事关研究所的发展方向,影响非同小可,声学所领导层没有独断专行,而是通过耐心做工作、多方调研,前后经过了长达两年的论证工作。
侯自强曾在论证期间说:“‘卡拉OK’就是有人想到了这个点子,结果创造了一个大市场,市场经济的机制要求大家自己找事做,改革靠大家,大家意识到非改不可,大家出主意,想办法;如果大家觉得这样下去还不错,还能混,结果只能是坐以待毙,没有积极性,靠谁也不行。这几年研究所在逐步转(制),但我们还没有被推向独立运营的事业法人,但这一天总会来的。”
正是由于侯自强等科学家的高瞻远瞩,声学所终于在1994年成立了数字信号处理(DSP)工程研究中心,正式吹响了向数字信号处理领域进军的号角,并很快在服务国民经济方面取得显著成效。据统计,在上世纪90年代的国内VCD市场上,超过1/3的技术都是由声学所DSP中心提供的。随后,声学所在该方向的研究实力不断壮大,研究水平不断提高,研究方向也不断拓展。2005年6月,“中国科学院网络与新媒体技术工程中心”宣告成立。2007年,声学所获准牵头组建“国家网络新媒体工程技术研究中心”,成为国家在网络新媒体工程技术研究领域的领衔单位。
进入中科院知识创新工程以来,声学所审时度势,根据对国家战略需求、世界科技前沿和声学所自身核心竞争力的深入分析,在声学和信号信息处理这两大学科方向之下,对科技创新目标进行了进一步的探讨,分别凝练和形成了创新二期、创新三期十大创新科技目标。这些创新科技目标,包括多个领域前沿重大基础性项目、重大高技术研究项目和高技术产业化项目。所有项目都具有国家“十五”、“十一五”计划项目的背景,但都包含更前瞻和可持续发展的内容。而经过45年的发展,声学所已经形成了特色鲜明的六大优势学科,包括水声物理与水声探测技术,环境声学与噪声控制技术,超声学与声学微机电技术,语言语音和音频信息处理技术,声学与数字系统集成技术,宽带网络接入和多媒体技术。
民众的科学
一项发明创造只有在其得以实施,进行生产,获得应用并为市场接受,取得商业上的成功才能称为技术创新。
——声学研究所原所长侯自强
在致力于为国民经济建设、国防安全和社会进步作出基础性、战略性和前瞻性贡献的同时,声学所也非常重视面向社会大众和市场,从事技术开发和应用。多项创新成果产生了很好的社会效益和经济效益。
在中国,净化网络环境的呼声日益高涨。声学所研发出一种具有语义理解特点的“网络不良信息检测系统”,能帮助监管部门和网站管理者监控色情等低俗信息。这是声学所语言知识处理实验室创立的“概念层次网络”(简称HNC)理论及由此研发的HNC自然语言理解处理技术在应用方面的成果。传统的网络监控系统,一般是基于关键词对信息进行过滤。与传统的网络监测系统不同,HNC最大的特点是能够进入语义深层,它根据语句的意义来判断哪些网页信息需要过滤,用户只要输入目标网站的网址,系统便会自动打开该网站的所有网页,同时模拟人浏览网页的方式来审查该网站是否存在不良信息,对于不能作出判断的内容,系统还能提出警告,供人工判别。这就好比为网络装上了“电子眼”,能有效帮助监管部门和网络管理者从源头上遏制不良信息传播,净化网络环境。目前,HNC理论已成为人民大学、北京语言文化大学、华中师范大学等高校的研究课程。
张春华在谈到声学所在行业中的作用时指出:“(声学所)要提供新知识、新技术,提供相应行业的解决方案”。
从HNC的诞生可以看出,声学所先理论研究,继而推广技术应用的科研模式。早在进入知识创新工程初期,中国科学院就提出,保留一支精悍的基础研究队伍,将主要力量集中到为国民经济服务的主战场的结构调整方向。按照中国科学院知识创新工程的统一部署,声学所把与社会资源相结合作为实现战略性转变的突破口,并着手调整产业化政策,切实推进院地合作。
“在这个过程中,研究所的文化和工作理念必须不断地转变和发展,这样才能使研究所更好、更快地融入国家经济建设的总体布局,充分利用社会资源,将多年的科研成果尽快推广,回馈社会。”声学所原所长、中科院高技术局局长田静说。
这一先进的科研模式被另外一个绝佳的故事演绎得非常精准。
2001年,美国发生了举世震惊的“9·11”恐怖袭击,反恐成为世界各国面临的共同挑战,水下恐怖活动也开始引起人们的关注。
“早在1999年,我们就提出了‘水下安保’的概念。2002年作了水下反恐报告,其间做了大量的科研工作。”声学所图像声纳技术实验室主任许枫研究员说。
2008年北京奥运会帆船比赛要在青岛举行,而青岛奥帆委却由于没有合适的水下反恐设备而一筹莫展。这时声学所拿着技术找上门来。
在和奥帆委达成共识后,声学所积极联合西安光机所和沈阳自动化所研制成功我国第一套水下安保监控系统。“此前就积累了大量研究工作,所以我们很自信,在2006年、2007年进行的两次奥帆赛测试赛的实战演练中都顺利过关了。”许枫说。
2008年,水下安保监控系统顺利在奥运会和残奥会帆船比赛中投入使用,为奥运会和残奥会的成功举办保驾护航。因为表现突出,水下安保团队获得了北京奥组委颁发的奥运会特别荣誉奖和科技部颁发的科技奥运先进团队荣誉称号。目前,声学所正积极参与2010年上海世博会的水下安保工作。由于黄浦江复杂多变的水下形势,而且是在完全通航的条件下实施安保,这给声学所的科研人员提出了前所未有的挑战。
“对我们而言,压力很大,但欣慰的是市场已经起步,需求有了,下一步就是考虑怎么将技术做好、做精。”许枫说。
其实,除了水下安保技术之外,声学所还有多项创新成果服务于北京奥运会。在信息通讯方面,参与了国家“863”计划“面向奥运的多语言语音信息服务系统”专题的研发;在奥运环保方面,完成了北京黄寺220千伏变电站和慧祥110千伏变电站的降噪消声设计工程。与此相适应的是,近年来,声学所从社会、企业和市场上获取的项目经费大大增加,知识产权转化效益日益明显。据统计,仅2007年一年,声学所就有48项知识产权实现应用,合同金额近6000万元。
从“拔青苗”到人才回流
人才不同于商品,不仅要能引得来,更要能留得住、用得好。最重要的不是一时的特殊待遇和条件,而在于长期、可持续的良好环境和适宜于创新的土壤。
——声学所原所长、中科院高技术局局长田静
尽管每年的毕业生成倍增加,但是中国科学界依然受人才之困。而声学所更是在起步之初就闹过人才荒。
1958年,中科院党组向中央写出报告建议组建水声研究队伍。鉴于报告完成之时已是秋天,当年大学毕业生早已分配完毕,若再等第二年的毕业生,势必延误时机,组创人员提出,从全国几所重点大学物理系的高年级学生中遴选品学兼优的学生提前毕业,分配到科学院参加水声研究。周恩来总理同意抽调100名差半年至一年就要毕业的大学生,提前分配到声学所参加工作,边干边学。人们把这一措施形象地称为“拔青苗”。
“做事的人写不出东西来,是天理难容的事情。”针对有的研究生无法写出高质量的论文来,声学所研究员、国家网络新媒体工程技术研究中心主任王劲林说。王劲林强调研究生的课题必须来源于所参加项目中发现和解决的问题,这样做到位的话就肯定能形成一篇高质量的论文。正是由于这种严格的人才培养方式,使声学所的研究生们很快地成长起来并成为独当一面的业务骨干。
原先的“青苗”现如今已是两鬓斑白的老者,他们培育的众多“小苗”则已成长为声学所的中坚力量。而海纳百川,不拘一格,广招人才,也是声学所不断发展壮大的原因之一。其中,最为人津津乐道的是前几年发生在声学所的国外人才集体回流事件。
2002年11月下旬,国内媒体纷纷报道了这样一条新闻:曾任英特尔中国研究中心主任的颜永红和曾是他麾下的英特尔中国研究中心语音部的6位科研人员先后“跳槽”到了声学所,共同组建了一个平均年龄只有30岁的科研团队——中科信利语音实验室。
跨国公司高级研发团队集体回流到国家企事业单位,这对于对跨国公司从我国科研机构或国企“挖人”见惯不惊的国民来说,带来的新闻轰动效应不言而喻。据了解,颜永红等人当时的收入只有在英特尔的1/10,但是他们却选择来到了声学所。声学所究竟有着怎样的魅力?
时任所长田静说:“作为国家的科研机构,声学所给不起像英特尔那么高的工资,除了个人原因之外,他们来到声学所的一个重要原因是,改革后的中科院为优秀人才提供了宽阔的舞台,他们可以放开手做自己的事业。”
现任声学所中科信利语音实验室主任颜永红说:“就目前我和中科信利实验室其他同事的工资而言,自然无法与在英特尔这样的跨国公司相比,但是,我们可以说,中国科学院和声学所已经有足够优越的条件吸引我们来这里工作。”
留住、培养出人才的根本在于有创新的环境。进入中科院知识创新工程以来,声学所提出了“以事业吸引人才,用人才赢得未来”的思路,一方面,苦修内功,提升研究所管理水平,致力于为人才的成长和作用的发挥提供广阔的平台;一方面加大国内外人才的引进力度。在人才资源管理方面,以聘任合同制为主线,实行人员分类管理、多种聘用方式并存的灵活用人机制,真正实现人员“能上能下、能进能出”;实施了“按需设岗、公开招聘、公平竞争、择优录取的人才选聘方法,增强了用人的计划性和公平性。这些举措的实施,极大地促进了声学所人才环境的改善,人才队伍结构的优化,人才水平的跃升。目前,声学所科研人员队伍已经完成了代际转移,具有良好的金字塔式的人才结构,并形成了以6位院士、8位杰出青年(百人计划)学者、12人次国家特殊津贴获得者、38人次国家级专家组成员、76人次国内学术组织任职成员及60多人次其他各类专家为主体的专业人才队伍。
2009年7月1日是声学所建所45周年的纪念日,声学所举办了系列庆祝和纪念活动。通过这些活动,声学所人更加清晰地认识到肩负的使命和责任,更加明白在新的历史时期,声学所面临的新的历史任务。在经济和科技快速发展的新形势下,“声学所一方面要继续面向国防建设和促进国民经济发展,满足国家需求。另一方面,也要面向世界科学前沿,持续不断地加强基础性前沿科学研究,发展新的技术创新方向”,张春华表示,声学所将会按照科学发展观的要求,进一步面向国家重大需求和世界科技前沿,加强发展战略和规划研究,凝练重大科技目标;加强科研平台和基础条件建设,进一步提升创新能力;加大人才培养和引进力度,有效组织创新队伍;加强与地方政府、大学、企业和其他研究单位的联合合作;力求为国家安全和经济发展作出更大贡献。
(中国科学院声学研究所供稿)
《科学时报》 (2009-10-12 A3 庆祝中国科学院建院60周年系列报道)


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