——记“时代楷模”、中国“水声之父”杨士莪院士
他是我国水声工程学科奠基人和水声科技事业的开拓者,开创了我国深海水声定位方法和技术,成功研制一系列国际先进的水声系统,实现国家海洋装备技术的重大原始创新,为我国万里海疆装上“耳朵”和“眼睛”。他的名字响彻中国水声界,他就是中国工程院院士、哈尔滨工程大学教授杨士莪(é)。
“无证驾驶”领航中国水声科学
我国是一个海洋大国,海岸线长达3.2万多公里。水声学简单地说就是水下声学特性的研究。众所周知,光波和电磁波等都无法在水中远距离传播,只有声波能够达到。因此,水声的研究不但关系到一个国家领海的安全,还是国防体系的重中之重。这也正是杨士莪毕生研究的领域。
杨士莪,河南南阳人,1931年8月9日出生于天津。他的母亲陈法青出身大户人家,父亲杨廷宝被认为是中国近代建筑设计学的创始人和开拓者之一,和挚友梁思成有着“南杨北梁”的美誉。
但这些都没能为杨士莪兄妹带来稳定的成长环境。当时日寇入侵、山河破碎,杨士莪一家为了生存先后辗转北平、重庆、南京等地,颠沛流离。尽管如此,杨士莪的母亲还是对子女的学业有着严格的要求。1947年,杨士莪与同学周光召等人一起,怀着“求学报国”的理念考入清华大学物理系,师从梅贻琦、周培源、钱三强等。1950年6月,朝鲜战争爆发。为了“抗美援朝、保家卫国”,10月,中国人民志愿军入朝作战,国内相关的动员工作也迅速开展起来,一些军事院校纷纷将橄榄枝伸向地方高等学府。
在建设新中国和抗美援朝的背景下,杨士莪认为:书生报国无他物,唯用所学展所长。于是,即将完成清华学业的杨士莪,做出了一个大胆的决定:提前结束学业,加入大连海军学校。从此,杨士莪的简历上就一直写着“1950年,清华大学肄业”。有意思的是,从小学到大学乃至后来到苏联进修,杨士莪从来没有拿到过一张毕业证书,就这样“无证驾驶”了70多年。
在大连海军学校任教员仅仅2年后,杨士莪又接到一纸调令。这次他奉命北上哈尔滨,前往他与水声结缘的地方——中国人民解放军军事工程学院(“哈军工”)。但他教授的并不是物理,而是从未接触过的天文测量专业。更让杨士莪意想不到的是,在不久的将来,他将接触到一个咱们国家很少涉及到的专业——水声。
我国海疆辽阔,海岸线漫长,却长期处于“有海无防”的境况中。对于年轻的共和国及海军来说,发展水声学,迅速建立起反潜探测系统的水下“万里长城”,具有巩固国防的重要战略意义。然而,对于当时的新中国来说,这方面还是一片空白。
为了尽快弥补这一空白,聂荣臻元帅在1956年主持拟定了相关的规划意见。其中重要的一点,就是选派青年人才到水声研究世界领先的苏联进行培养。而名校出身并且具备一定俄语基础的杨士莪,无疑成为了理想的人选。
就这样,命运送给杨士莪一个开辟新领域的机会。“门外汉”杨士莪深知他在莫斯科“为国而学”的责任,努力在水声学的广阔领域汲取着知识与信息。随着学习的深入,苏联方面的一些做法也让杨士莪愈发意识到水声这门学科对于国防的重要性。其间,杨士莪发现有两个关键技术实验室对他这样的外国人是紧紧关闭的。“真正尖端的东西,想从国外学、从国外买,都是不可能的,只能自己干。”他暗下决心:一定要让中国的“耳朵”,听懂大海的声音。
1960年夏天,回国后的杨士莪在哈军工创建了我国第一个也是迄今为止唯一理工结合、配套完整、为国家战略服务的综合性水声工程专业。他挤出时间钻研理论,编写教材,推出了国际上最早集中论述水下噪声机理的著作《水下噪声原理》、国内最早的声学理论著作《声学原理》,以及《水声传播原理》等课程和教材。
70多年来,中国水声学科从无到有、从弱到强、从常规到精专,杨士莪始终引领前行。无论是海洋矿产勘探、船舶导航、水下作业等海洋资源开发,还是海疆保卫重任,都离不开水声学,离不开他所打下的基础。
扬帆破浪迈向深海大洋
“国家受欺负,是因为你不行,得自己想办法站起来,把国家发展起来。”几十年的科研经历让杨士莪更加坚定了建设科技强国、海洋强国的信念。他经常对学生说:“要成为真正站立起来的人。”
1970年至1980年,杨士莪作为水声测量系统的负责人,领导“六厂一校”数百名水声工作者完成了我国洲际导弹“落点水声测量系统”的研制工作,为国家海洋工程技术相关领域发展提供了经验。在我国水声科研领域,杨士莪总是走在前列:领导完成一系列用于不同目的的长基线、短基线和超短基线水声定位系统,解决了水面、水下和海底目标位置,以及水下航行体轨迹定位问题,为我国自主设计研发的“蛟龙”号载人潜水器奠定基础;主持设计并建造我国首个针对声学研究的“重力式低噪声水洞”,解决了国际上一直难以攻克的水洞降噪和测量方法问题,被国外同行称之为“国际级成就”……
杨士莪还把目光扩展到探测技术领域,领导探雷声呐技术的基础研究,提出目标识别的新途径;领导矢量传感器在中国的研制及借助地声手段探测水中目标的研究;指导开展高分辨力声呐技术、声呐图像信息识别、条带多波束测深技术等高技术项目研究,“掩埋目标探测的基础研究”达到国际领先水平。
尽管收获了业界和同行的认可,但杨士莪内心还有一个心结:什么时候能够依靠我国自己的力量对南海进行考察?这个心结终于在1994年得以打开,这距离他上一次陪同苏联专家考察已经足足过去了35年。
南海,我国最深最大的海区和重要海上通道。1994年4月,悬挂着五星红旗、承载近百名科研人员的“勘测三号”和“实验三号”水声科学考察船驶入中国南海。作为考察队队长和首席科学家的杨士莪十分激动。这是中国首次具有战略意义的水声科学综合考察,也是第一次由我国科学家独立指挥和实施的大型深海水声考察,堪称中国水声界从浅海迈向深海的第一步。这一年,杨士莪63岁。
船行进至深海,赤道附近的太阳几乎垂直高悬于头顶,甲板温度接近70摄氏度。当时,年过花甲的杨士莪和所有队员一起忍受着高温酷热进行科研,一干就是十几个小时,有的实验项目甚至需要连续工作三昼夜以上。长期工作,淡水告罄,他们便把船上的压舱水烧开了喝。“有时候科研跟打仗似的,该咬牙的时候就得咬牙。”他说。
考察获得了丰富、可信的实验数据,积累了大量宝贵的一手资料,为中国水声事业锻炼了一大批新生力量……让杨士莪欣慰的是,以此为基础,20余年后,中国水声研究走向更广阔的深蓝大海。
“夕阳虽落苍山后,犹映晚霞满天红。人虽然退休了,但为国家作贡献的脚步不能停。”在哈尔滨工程大学举办的“庆祝杨士莪院士90寿辰暨2020水声技术高峰论坛”上,杨士莪的致辞充满激情。90多岁的杨士莪仍然身体力行参加相关科研项目的海试,他说:“搞研究,不到现场怎么行?大海变幻莫测,坐在家里搞研究肯定是不行的。”
三尺讲台潜心为国育才
“只要是国家、社会需要的,就是值得干的。”2022年9月,“90后”院士杨士莪为“00后”新生上课的视频刷屏朋友圈。
年过90的杨士莪仍奋战在教学科研一线,每年坚持为本硕博学生授课,依旧写满好几个黑板的工整板书,讲最前沿最急需的知识,对教学、对学生从不敷衍应付。学生们都说,请杨院士审阅修改论文,一两天就能得到反馈,意见和建议也都写得清清楚楚。
外场试验、学术会议、顾问咨询……杨士莪的日程表经常排得满满的,但他从未因活动忙而错过上课,只要回到哈尔滨,第一件事就是把耽误的课补上。讲课时他的语速平缓、声如洪钟,而且从不坐着,被称为“一站到底的院士”。“站着讲课,我能加上动作,自在又形象。”杨士莪说。
作为中国首批博导,杨士莪参与培养了中国首批水声专业骨干和年轻教师队伍,建立了首批国家重点学科、首个水声博士后科研流动站、首批国家级重点实验室……从教70余载,他指导过中国水声领域的4位中国工程院院士,培养了硕士、博士研究生110多名,教过的学生达数千人,多数已经成长为国内外相关领域的科研及学术骨干。
做人做事做学问。“希望我们的后浪,在国家的支持下,为中国海洋事业、水声事业作出更大贡献。”在杨士莪的感召下,一代代水声人艰苦创业,把水声事业推上更高台阶,如今,哈尔滨工程大学水声工程学院已经成为我国著名的水声科研基地和人才培养基地,我国水声行业60%以上专业技术人员、70%以上高级专家,都从这里走出,为中国水声事业的发展作出了重要贡献。2022年9月,杨士莪获评“全国教书育人楷模”,并荣获“终身奉献海洋”奖章、“全国优秀科技工作者”等称号。
2024年3月19日22时58分,杨士莪因病医治无效,在哈尔滨逝世,享年93岁。9月19日,中央宣传部追授杨士莪“时代楷模”称号。