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与大海共振

2018-01-24 来源:教师司

  欲立世界,必盛海洋;海洋强国,必兴水声。由于声波能在水中远程传播的独特优势,人类几乎所有“下五洋捉鳖”的梦想,都要依托水声学的发展来实现。水声的力量在于对水下声音信号的有效利用,就像人们把“耳朵、眼睛和嘴巴”的功能延伸到水中。习近平提出的人类要“认识海洋、开发海洋、经略海洋”离不开水声学,中国实现海洋强国的梦想更需要打造水下的“千里眼”和“顺风耳”以杨德森院士、杨士莪院士为代表的哈尔滨工程大学水声团队半个多世纪以来,从建设新中国第一个水声学科,产生颠覆性技术——矢量水声器技术等一批在国家战略相关领域产生一批不可替代的重要技术,哈尔滨工程大学水声工程团队始终是坚守这一领域并代表中国水声研究水平的“国家队”。

临危受命 水声学“树种”顽强发芽

杨士莪院士科研交流

  在20世纪50年代的中国水声专业还是一无所有,为了填补急需的尖端科技领域的空白,国家采取紧急措施促进水声专业发展。1953年,团队应国家需求创建中国首个声纳专业,在几代老师与学生的共同努力下,经过几十年的发展,今天的水声学院培养了新中国一半以上的水声人才,而这其中,水声领域高层次人才70%来自这个团队,这个团队,成为中国水声学的一个骄傲。

  时间回到1956年10月,在哈军工任教的杨士莪接到通知:“经过系里和院里的研究讨论,想派你去苏联进修学习水声。这是国家急需的空白学科,你要积极参加新专业的建设。” 1957年10月至1959年11月,背上行囊立即出发的杨士莪在苏联科学院声学研究所进修水声学两年,得到苏联声学所得到所长布列霍夫斯基的指点,无论从学习方法还是对水声学的认识,获得很大收益。渴求知识的杨士莪很快发现,该声学所的四个实验室有两个是对像他这样的外国人紧紧关闭的。那里是什么?那里就是任何国家都要对外保密的军事科学里“最要命的东西”:舰船水下噪声研究工程。紧闭的实验室激发了杨士莪的信心和志气,他下定决心已定要自力更生,建设中国的水声科学研究事业。两年时间里,杨士莪像一部高灵敏度的雷达,在水声科学的广阔领域里搜寻和索取信息与知识。

  1960年夏,杨士莪回到哈军工,这颗汲满“营养”的种子终于要在祖国北疆给我国水声事业带来生命的力量。根据自己对水声工作的了解, 在“哈军工”建议创立了我国第一个理工结合、为国防建设服务的综合性水声工程专业。为了能够将这份事业拓宽、做强,杨士莪一边尽力拓展水声学科与其他学科的结合面一边说:“专业设置决定着将来的发展方向和生命力,如果没有一个贯通、全面的专业链条,不对水声专业有个整体的把握,要实现这个领域“研究设计”的人才培养目标就会成为空中楼阁。” 经过多年的实践证明,这种观点是正确的,多年来专业承担了水声定位系统、水声靶标、水声测量装备、水声目标识别、水声通讯等各类任务的研制工作,拓宽了专业领域,锻炼了专业人才。成果也是显赫的,首个水声换能器、猎雷声纳、声靶测量系统、世界首个双工型水声通信机……诸多“共和国第一”都是团队填补科研空白之作。

  1961年哈军工海军工程系正式成立“水声专业教研室”,下设水声物理组、水声换能组和水声设备组三个学科组。因为当时水声专业属于保密专业,基本上是从零起步,杨士莪自编了若干讲义,他写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》,出版了国内最早的声学理论著作《声学原理》,讲授并指导编写了《水声传播原理》、《统计传播》、《水声学》等一系列课程和教材,为奠定水声专业的基础,培养我国第一批水声工程专业技术骨干作出了努力,至今,我国水声界很多人都把杨士莪当作引路人。实际上,在我国水声专业几个发展的重大环节上,杨士莪院士都发挥了重要作用,参与组织制订了水声专业科研的各个5年规划。 水声这颗“种子”,总算是在龙江这片土地上长出了嫩芽。

谋海济国 新生代“枝丫”肆意生长

  随着时间的发展,海军领导机关和更多的人们开始进一步认识到舰船、潜器减振降噪的水平,不仅和舰船、潜器隐身性能有关,更严重影响舰载声呐的工作性能。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。辐射噪声是一个远场物理量,当潜器噪声较低时,按照军标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。在这种需要队伍站出来引领“潮流”的时刻,水声团队的新生代力量毅然决然的因难而上: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。

  作为水声课题研究的主要方向——“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,完成颠覆性技术创新,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。

  随着海洋作为世界军事力量角逐战场的地位日益凸显,水声工程团队围绕“声纳探测能力”和“潜艇声隐身能力”这两大前沿领域,这是探测发现目标能力和隐蔽自己力量的矛与盾的关系,也是世界水声界的核心问题。团队进行科学合理的梯队建设及科研规划,在六大方向取得国内最高、国际先进的标志性成果——矢量声纳改变了我国水声探测技术的使用格局,社会和军事效益无可估量,获国家科技进步二等奖;研制潜艇低频辐射噪声非线性控制技术,为水下兵器打造“隐形战衣”,引领潜艇声隐身技术具有革命性意义的创新变革;两方面的研发功能涵盖全面的系列水声定位系统 ,其中“7000米深海定位系统”是我国迄今工作深度最大、定位精度最高的系统,性能国际领先,获国家技术发明二等奖;在国内首开“地声”研究先河;“深海空间站”是实现国人“可下五洋捉鳖”梦想的战略工程,具有多项打破国际垄断的原始创新技术;团队1994年自主组织中国首次南海水声考察,支撑中国水声界迈开从浅海到深海的“第一步”,也支撑国家战略从“近岸防御”到走向深海的跨越……

  现如今,水声科研方向已经是“多点开花”,基础性研究不断进步,颠覆性技术层出不穷,新生代力量正带领我国水声事业踏上新的征程。水声通讯专家乔钢研制的国内首套水下双工型通讯系统;水声科学专家李琪提出“混响箱测量方法”,解决了水动力噪声测量的国际难题;国内水声靶场专家梁国龙的多型水下各型目标轨迹测量系统;孙大军作为中国深远海领域著名科学家,带队逐梦海洋强国的滔滔浪花;青年优秀教师代表殷敬伟,将目光聚焦于极地声学这一新领域……

  64年的拼搏耕耘,团队围绕国家战略填初了众多的空白,创造了数十项中国第一,获省部级以上科技奖励140多项,作为行业翘楚,其科研走向是备受整个行业瞩目的“航向标”;作为水声技术原始创新的源头之一,引领我国该领域从无到有、从小到大的进步。

教书育人 大团队传承水声精神

杨德森院士讲课

  在水声工程团队师生的眼中,中国的版图形状是一支熊熊燃烧的火炬,300多万平方公里的海洋国土是这把火炬的托盘和手柄,他们的情感、命运始终与这300万海洋国土息息相关、密不可分。数十年来,团队通过哈工程这个国内最早最大的水声专业人才培养和科研平台,将海洋情结传递给了更多学生。这些师生在远离海洋的龙江大地,将一项海洋强国的事业做得风生水起。

  作为团队的代表性教师,杨士莪院士是大家的领路人,他会给予学生的新鲜想法足够的时间、机会与支持,逐步引导学生并触发学生的创造力。1997年,在杨士莪支持下,杨德森开始从事矢量声呐研究。相比传统声呐,这一设备获得的信息更多,效率更高。设备初研成功后,有关方面组织了一场专家座谈。虽然有确实的实验数据,但不少人向杨德森当面质疑“数据不符合常理”。返程时,同行的杨士莪也给杨德森提出了一个问题。当年的一些质疑,后来都随着理论渐进而解开。杨德森团队也突破了矢量水听器技术这一颠覆性研究,被公认为是水声领域具有代表性的创新,国际上对此反响强烈。中国在此领域一跃进入世界第一梯队,目前只有美、俄掌握该技术。

  但杨德森当时并不知道的是,老师提给自己的问题,只是他收录逾百项中的一个。杨士莪教授为了减轻他的压力,这百余项问题与“质问”都被收在他自己的包中。几年前偶然得知,让杨德森百感交集。“包括那之后进行装备试验,心中的压力只增不减。如果当时那些问题都被抛来,真不敢想会是什么样。”他说。

  我校的水声工程学科,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。在现如今这个快速发展,科研飞速进步的时代,靠一个人的力量远不足引领一个学科的前进方向。杨德森院士的教育理念,更加富有现代化精神,讲究团队合作,把一群人的力量拧成一股绳,才能干出一番大事!

  “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。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。

  教书育人不仅需要引导、耐心与支持,更需要有带领学生打硬仗的勇气与毅力。作为杨士莪院士的第一个毕业的博士,哈尔滨工程大学教授李琪对院士的一句名言刻骨铭心 “要啃硬骨头,别人不愿干的活,我们来干。”水声专业接手的第一个大活,就是水声测量领域的一块硬骨头,当初是别的单位不愿做,被他们接手后交出了满意的答卷,这任务同时也锻炼了整体的创新队伍,让这支团队在今后的水声课题上能给出更加响亮的“回应”。

  作为哈军工精神的传承,杨德森对团队成员和学生的要求严格更是出了名的。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。

  团队立足国家首个水声工程博士点、博士后流动站、水声技术国防重点实验室(近两次评估连续获优秀评价)、水声工程国家级实验教学示范中心,拥有最完整的专业布局,着力建设水声工程世界一流学科。团队成员们牢记“老师”是第一身份,人才培养是第一要务,“上好课”是第一责任,政治合格是第一标准。团队通过“教书、科研、实践、管理、服务、文化、组织”七育人模式实现全方位育人,采取“国际大师+行业导师+团队导师”研究生培养模式。老师站在水声领域科研发展方向的前沿,以开阔的视野和战略眼光指导学生,学生因此成为老师战略视野最直接的受益者。作为中国最大的水声人才培养基地和专家库,从这里走出的人才占据水声科研界的大半壁江山。

  “为祖国打造水下千里眼,不断推动水声事业进步,圆我们几代人海洋强国的梦想。”这是十九大代表、团队负责人杨德森院士的毕生追求,也是团队每个人的心声。从以杨士莪院士为代表的老一辈水声人,到杨德森院士带领的水声工程团队,团队还有像李琪、梁国龙、孙大军、殷敬伟、乔钢、时胜国、方尔正等一批专家,几代人将毕生精力融入水声事业,经过接力传承和积累,迎来了自身事业与国家战略最大化地同频共振,以谋海济国的使命担当、勇立潮头的创新追求、立德树人的价值取向,将自身锻造为支撑海洋强国的一支不可或缺的忠诚力量。

忠于科研 爱国情脉动水声之心

  科研的道路上,无数的成果来自于团队所付出的数倍的努力。一位合格的科研工作者,如果需要在实践中检验研究成果的正确性,绝不会只在书房的草稿纸上进行推演,而是亲自深入到实践中的每一步去。一位科学家一生也许有偶尔几次让全世界惊艳的壮举,但其余的,都是在数年在图书馆与实验室中的反复查阅与推演。没有这种忍受在科研中孤独前行的耐心,断然不能做出推动学科发展,科技进步的壮举。

  从以杨士莪为代表的第一批水声科学家开始,团队便树立了良好的科研作为,为这所学校带来了良好的科研作风:个人问题为团队问题让路,私人情感服从科研事业需求,自家事情为国家事业让路。在水声团队就是这样全年无休地赶着科研进度,而五一、十一或者寒暑假这些别人休息的时间,却正是学校老师们没有课,可以集中安排出海实验的“黄金时间”。

  为了能准确得到第一手的数据,团队成员们总是随科考船一起出海勘探。理论的突破、数据的取得,离不开工程项目和海上实验,而杨士莪、杨德森更是实验场上的常驻将军。西安试验现场通宵连轴转已是习以为常;南海水声考察,暴晒下温高50度的甲板烫得没处落脚;长时间的海上试验,淡水告罄,压载水仓漂着油污的水烧开了也能喝,三个月的考察中体重下降40多斤;青岛声呐海试,从11月一直持续到大年三十儿,天寒地冻的码头,电烙铁烫不开焊锡……

  “这里不用敲锣打鼓去教育,而是一点点被感化。”对教师时洁而言,与船舶与海洋打交道,出海试验就是“作战”。晕船已是家常便饭,遇到风浪,常常是机器旁边放一个桶,吐一口,记一笔数据,咬牙坚持不能出错,既然决定了要坚持在科研的第一线,再苦再难也要完成任务。因为出海任务,家里亲人去逝不能赶回,孩子出生不能在场。他们能放得下这些儿女情长,正是因此他们的胸中还有更崇高的哈军工情结。

  科研这条路,一旦走上去就是兢兢业业、永不停歇的一辈子。80岁高龄的杨士莪依然活跃在讲坛上;在校园里,时常会看到杨德森头戴前进帽、身穿休闲服,像他的前辈一样俭朴而低调,但工作起来行事风格、举止做派带有鲜明特点。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。”

  在国家经济最困难时期,科研经费不足,生源短缺的问题困扰着整个团队。学校水声团队作为在历史进程的激烈竞争下脱颖而出、仅存一脉的水声队伍,杨士莪、杨德森院士及团队成员抱着“等国家经济好转,一定会发展海军和水声事业,我们作为‘种子队伍’,一定要留住”的信念,率团队投身“两弹一星”事业,完成为“东风五号”洲际导弹测量海上落点的国家任务。改革初期出国浪潮汹涌,几乎无人读研,水声人才面临断档。杨德森院士说“学生是中国水声事业的希望,每一个水声人才都是国家重要资源”,带领团队果断出击,将当时每个班1/3本科生都留了下来……苦乐相伴,50余年来,几代水声科学家怀着对国防事业的执著,为国家打造水下“千里眼”与“顺风耳”,将忠诚汇入了海洋。

  受命于国家急需之时,坚守于百业待兴之际,在团队看来,“能在国家需要的时候站出来,就是最大的爱国”。作为与海军国防事业发展相伴始终的中流砥柱,团队形成了“始终以祖国需要为第一需要,始终以国防需求为第一使命,始终瞄准国际学术前沿,始终引领水声技术发展”的“四个始终”团队文化。水声团队终于在几十年间,几代学者的努力下从一颗小小的“种子”成长为如今可以荫蔽后人的大树。每一代水声人以对科研的向往为开始,以忠于为国强化海防的初心为使命,推动海洋强国的“车轮”,永不回头的向前奔去。


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(责任编辑:岱宗)
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