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水声的力量——记中国工程院院士杨德森教授
栏目:会员风采 | 作者:HORSA | 来源:哈尔滨工程大学分会 | 点击:4561 | 发布日期:2016/10/11

2015年12月7日,当听说自己在中国工程院发布的“2015年院士增选名单”榜上有名时,杨德森的心情很平静。他想起了恩师杨士莪院士说过的一句话:“赞誉本非你一人所有,是众缘相合,实在不必沾沾自喜;诋毁亦非天大事,己错则改,人错宽容,也不必沮丧犹疑。总之你就是你。”

杨德森处在一个国家迫切希望实现海洋强国梦想的时代,这是一个水声科研工作者成长、进步最好的机遇。作为我国科学事业发展的参与者,尤其是水声事业发展的亲历者,能够把自己毕生的精力投入到这项事业中,并得到肯定,他深感幸福、欣慰和自豪。从他1977年考入哈尔滨工程大学水声工程系初识水声,到其团队的矢量水听器技术获得国防科技进步一等奖;从他1982年留校任教初登杏坛,到其培养的60余名硕博生学有所成、所带团队获教育部嘉奖,数十年来,杨德森扎根在聚集国内水声技术人才培养和基础研究最优质资源的高校,始终立足水声工程学科,不懈追求满足国家重大战略需求的水声事业,执着于探寻水声的力量。他见证了从哈尔滨工程大学走出去的人才占据了我国水声科研的大半壁江山,见证了哈尔滨工程大学立足特色、谋海济国,服务国家重大需求的发展步伐,而今,这枚沉甸甸的“院士”勋章,饱含对这种忠诚、执着与服务国家能力的肯定和赞赏,国家将它戴在了包括杨德森在内的全体哈工程人的身上!

做满足国家战略需求的科研

如果没有声音,这个世界就会沉寂得失去信心和活力;如果没有声音,我们的生活就会倦怠得放弃理想和追求——这是声音的力量。到目前为止,人们发现只有声波能在海水中远距离传播,无线电波、光波等都因海水强烈的吸收而无法远距离传播。于是,水声工程学科应运而生,其重要性在于——几乎所有人类“下五洋捉鳖”的梦想,都主要依托它的发展来实现,这是水声的力量。

“水声工程”是对水下声波的发生、传播和接收过程中声学特性及其应用的研究。简单说来,这门学科研究的问题主要就是如何将人类“耳朵、眼睛和嘴巴”的功能,延伸到水中。这个比喻之所以形象,是基于水声学作为一种远距离水下信号传递技术,成为了人类在海洋中的一种“器官放置”。最大限度地对水中航行器减振降噪,提供更大的安全隐蔽性,同时更灵敏迅速地捕捉对方的噪声声波以知己知彼,打造水下的“千里眼”和“顺风耳”,这是对杨德森科研的简单解释。

春秋战国时期的政治家、军事家管仲说:“凡兵有大论,必先论其器。”随着海洋作为世界军事力量角逐战场的地位日益凸显,对水中目标的探测能力和自身水下航行器隐蔽性的战术要求日益提高,各国海军都高度重视对水下结构的减振降噪和声呐探测技术的研究。沉默是金,可对于出没在深海碧波间的各种水下航行器来说,“沉默”比黄金更珍贵,因为它事关潜器存亡。这项作为具有重要国防意义的研究,在各国都被列为高度机密的前沿领域。

“声呐”主要用于对水下目标的探测、定位及识别。传统声呐受技术限制,探测能力的提高通常依靠不断加大基阵体积、重量来实现,这在使用上有很多不便。在茫茫大海中,当海洋的背景噪声大于水下航行器的噪声时,如何让声呐具有“众里寻她千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”的较高分辨率和准确性?1997年,在杨士莪院士带领下,杨德森团队突破多项关键技术,研制成功了我国第一套水下声矢量信号接收装置——矢量水听器,建立了水下声场的矢量探测模式,矢量声呐由此诞生。其重量、体积和能耗远不及普通声呐,而目标侦测距离却远达1倍以上。它成为新型声呐技术的重要支撑,也使我国成为掌握这项技术的少数国家之一,社会与军事效益难以估量。这个消息甚至给某些国家带来了很大的震惊和惶恐,多国媒体都曾表示“对中国掌握这项技术的‘担忧’”。有关部门和专家说:“矢量水听器技术是我国水声领域最具代表性的创新技术,对改善和提高我国声呐装备技术水平产生了巨大的推进作用,促进了我国水声国防事业的发展。”该技术获2011年国防科技进步一等奖、2012年国家科技进步二等奖。

潜器的声隐身性能是其生存和攻击力的保障,评价声隐身性能的关键是对其进行水下辐射噪声的测量。当潜器噪声较低时,按照规定在远场测量难以实现,也就无法评价其声隐身性,这成为困扰我国对各型低噪声潜器性能评价和确定新型潜器研制指标的瓶颈。杨德森团队历经七年,研制成功了我国首个“机动式低噪声潜器辐射噪声测量系统”,为我国低噪声潜器辐射噪声测量开辟了新途径,获2008年国防科技进步一等奖、2009年国家科技进步二等奖。

一项项国家级奖励是对杨德森团队满足国家战略需求的科研成果的肯定。杨德森说:“我喜欢挑战和冒险,喜欢做一些有创新、有开拓意义的工作。如果总是墨守陈规、别人咋走我也咋走,有什么意思?”在他的血液里,有着“不安分”的粒子。

十年磨一剑,转身自傲然。无论在赞誉和表彰中,还是在科研早期的质疑声中,他都一如既往——在逆境中勇敢启程,在顺境中保持清醒,这需要胆识、智慧和魄力,更需要为国家多做事,做最需要、最重要的事的担当与渴望。

一往无前的“坦克”

1994年,第21届国际声图像大会在美国召开,这是国际声学界高水平的学术会议。杨德森因论文《菲涅尔积分在水下噪声源识别中的应用》引发关注。美国四大海军基地之一的“圣地亚哥海军基地水声所”专门邀请杨德森做了《水下声成像技术》的学术报告。作为来自中国大陆的第一人,当他看到对方演示的“海上三维水声对抗仿真技术”时,很受触动:要想在国际交流中有话语权,要有国家实力做后盾。通过专业所长,让国家在水声领域更强,这是他的目标。

目标的达成永远不是一蹴而就的,而是一个个坚定脚步的水到渠成。20世纪80年代,杨德森根据信号处理技术的发展,提出了“修正的单基元水下目标被动测距方法”,把美国人提出的单基元水下目标被动测距方法的测距精度提高了数倍。

准确地识别水下结构的主要振动噪声源并进行分类,是声隐身工程成败的关键。20世纪90年代,杨德森提出了“偏相干与谱分析方法相结合方法”、“水下声强测量方法”、“水下声成像测量方法”、“偏相干测量分析方法”等水下噪声源识别的新方法,以实现对各种水下航行器减振降噪的目标——声隐身工程,解决各类噪声源的识别与分离难题,并建立了国内第一套水下声强度、声全息成像测试系统。目前,这些方法已成为该领域噪声源分析识别的主要方法。

他解决了我国小型水下航行器实航状态下的内部噪声振动测试问题,在国内建立了第一套专用的内测系统,填补国内空白;他在国内首次进行新型水下结构研制中的声辐射强度测量,解决了噪声监测的难题,达到国际领先水平。2006年,杨德森提出了非线性噪声控制的新概念,并历时八年湖试和海试终于获得成功,证明了该新方法的可行性和明显的技术优势,为水下结构声隐身工程提供了新的技术手段。

理论的突破、数据的取得,离不开工程项目和海上实验,而杨德森是实验场上的常驻将军。西安试验现场,为了更好地接收声音信号,通宵连轴转对他来说习以为常;南海水声考察,甲板温度高达50度以上,烫得没处落脚,长时间的海上试验,淡水告罄,他和同志们就把压载水仓漂着油污的水烧开了喝,在三个月的考察中体重下降40多斤;青岛声呐海试,从11月到大年三十儿,他一直紧盯实验场,天寒地冻的码头,电烙铁烫不开焊锡……在校园里,时常会看到杨德森头戴前进帽、身穿休闲服、很有“学术范儿”的身影,他的行事风格、举止作派带有鲜明特点。熟悉他的人说:“他就像一辆坦克,一旦认定方向,就会一往无前。”30余年的科研历程,杨德森孜孜以求,每一项成绩都是脚踏实地的努力获得的实实在在的收获。他有着站在时代前沿的敏锐头脑和超前思维,所以,他的工程经验、科研经历使他能够从更高处着眼,从国家需求与学科发展的战略高度去看某个领域的发展方向。

将团队建成“铁拳头”

哈尔滨工程大学的水声工程学科,被称为“中国水声工程事业的摇篮”。据统计,我国水声行业中的专业技术人员60%以上,高级专家层面接近70%都从这里走出。这里是国家水声发展的人才库、专家库和水声技术基础研究中心,杨德森团队这支劲旅尤显突出。

杨德森师从我国水声工程领域的先驱、中国工程院院士杨士莪教授,何祚镛教授、汤渭霖教授等一大批老一代水声工程专家。这是他的“幸运”,却也成了他的“遗憾”——“杨士莪教授、何祚镛教授和汤渭霖教授对我的教育和培养影响了我的一生,但我仍觉得杨教授的睿智、何教授的精细、汤教授的简洁,我学得还太不到位了。”

“只有善于团结周围同志,不忌讳暴露个人的无知,不掩饰工作中难以避免的差错的人,才能在工程技术工作中作出实际的贡献!”杨德森常以恩师杨士莪院士的教导自勉。

杨德森关心团队的成长,他常对团队成员说:“我们做的不仅是课题,更是我们终生为之奋斗的事业。它可能产生一个新的领域,是我们用一辈子扑在上面都做不完的。面对大海,一个人再能耐,也是微不足道的,关注团队建设,注重技术上的分工合作,把每个人的长处都发挥得淋漓尽致,才能使团队迸发出力量。”因而,他对团队里每个人的脾气秉性、优势特点了如指掌,让大家形成合力。对于想干一番事业的人们来说,他们渴望找到能干事业的领军人物和优秀团队。

无论是科学研究,还是人才培养,这个团队坚固而有战斗力,伸开如手掌,各有所长和方向,各负其责,各就其位,握起来挥出去就是一个有力的“铁拳头”。在他的团队中,有国家青年科学家、龙江学者、全国百篇博士论文提名获得者等等。2012年,该团队被评为“教育部优秀创新团队”。在他们看来,匀速前进就是后退,需要加速,再加速!在这里,充满“只争朝夕”的紧迫感和使命感。

兢兢业业做了一辈子学问的何祚镛教授曾对杨德森有个评价——工作拼命。他说:“杨德森从讲师到副教授,从副教授到教授都是破格录用,这是最好的证明。要想干成一个课题,不是所有人,但肯定要有一些人脱一层皮,不拼命怎么行?”

杨德森对团队成员和学生的要求严格是出了名的。他时常结合工程项目、海试实验,跟大伙儿强调细节决定成败,“因为有时即使方案很完备、技术很先进,但事情最终干成往往在细节上,很多时候,海试出现问题时,可能不是方案、软硬件的问题,而仅仅是需要在输入端加一个电阻或者滤波器之类的小东西。”

学生的论文送到他那里后,被改个五六遍是家常便饭。杨德森说:“水声学院的许多老前辈都会将学生的论文改了又改、精益求精,会因为一个注解亲自跑图书馆查原始材料,会对一个标点符号都严格要求,我的严谨程度还不如他们啊!”正因为老师给学生“打了样儿”,使学生不敢有丝毫怠慢,每次交给老师论文,他们都是看了又看,直到确定自己“改得不能再改了”才罢休。杨德森要求自己的博士生要修第二甚至第三外语,他时常说“博士生一定不能局限于所学专业,要有更广阔的视野,多掌握两门外语很有必要。”身教重于言教,风气陶冶品格。“严谨、严密、严格”的哈军工精神一脉相承。

杨德森性格率真,很多人喜欢用“简单”来形容他——生活上朴素简单,与人交往直来直去,实打实着,而又不失细心。他身上流露出的“执着”,是不为喧嚣所动的宁静,不为浮躁驱使的潇洒,从不矫饰的朴拙和毫无遮掩的坦荡。有时学生找他汇报论文进展,他恰好出去开会时,会提前让人开门,免得学生在外面等;在出差的路上,他与学生玩五子棋时,会问智囊团“下到哪儿好”;当学生有疑问时,他会拽着学生在办公室的小黑板前一讲就是半天……他从儿时学习小提琴,技法纯熟,但并不为大多数人所知,繁重的科研教学工作,几乎占据了他享受爱好的全部时间。一个让人哭笑不得的经历是,有一次学校举办文娱活动,杨德森临时被点将上台表演节目,他演奏的小提琴琴声悠扬,委婉动听。等他走下台来,有人惊奇地向他报告了一则“新闻”:“杨教授,刚才演奏小提琴的那人长得可真像你!”三十多年来,与海洋结下不解之缘、被责任感和使命感鞭策着的杨德森几乎没有节假日,无数个挑灯夜战的日子就这样在指缝间溜走。

人们生活中的每一步都充满了选择,也蕴含着机遇。在荏苒的时光中,从一名普通的科研工作者到中国科技事业的一块坚强基石,需要内外因相互激发的化学反应。个人克服重重困难,完成能力与悟性、责任心、使命感的“三级跳”时,方才具备服务国家需要之能的“内因”。而当其所从事的领域与国家的需要同频共振时,方能激发更大的潜力,将自身的价值最大化,国家与社会的需要构成了科研工作者成长的“外因”。“内因”靠自身定力,“外因”靠时代机遇。杨德森最大的幸运在于能够将一生的选择和国家需要相连,抓住时代机遇,并有所作为。

在滚滚向前的历史潮流中,个人命运被社会、国家的发展潮流裹挟着一同奔涌向前。杨德森深知:个人的理想,只有融入强国之梦,才能获得方向的指引;爱国之志,只有转化为对民族的贡献,才能获得不竭的动力。总有些声音稍纵即逝,在时空变换的尘埃中落下帷幕;而总有些声音会牢牢地镌刻在历史的册页上,永远焕发着青春与活力,激励人们永远向前。在向“海洋强国”进发的征程中,杨德森和全体哈工程人将个人力量与全体炎黄子孙的时代诉求交融在一起,用智慧、勇气和热忱与祖国的建设者们一同奏响“走向深蓝”的和弦,成为回响在祖国上空的天籁之音,而这,就是水声的力量!

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