汪德昭

物理學家,代表作《水聲學》

汪德昭(1905.12.20-1998.12.28),中國著名物理學家、大氣電學家、中國水聲事業的奠基人、中國科學院資深院士。汪德昭所從事的大氣中大小離子平衡態的研究成果,被國際物理學界認為是“目前普遍接受的郎之萬-汪德昭-布里加理論” 。開拓我國國防水聲學事業,制定了我國水聲學的研究發展戰略;為國家培養了一大批水聲學研究人才;領導實施了水下預警體系,完成了多種國防和民用水聲先進設備的研製,為我國海軍建設和聲納現代化做出了貢獻。汪德昭院士為我國國防水聲學事業的開拓和建設做出了突出貢獻。

人物關係


大事件

1905-12-20

出生

1905年12月20日汪德昭出生在江蘇省灌雲縣板浦鎮。

1940

空氣中大小離子平衡態的研究

1940年,汪德昭以“低空大氣層中大小離子平衡態的研究”為主要內容寫成論文,通過了法國國家科學博士學位的答辯。1945年,法國科學院鑒於這項成果開創了精確研究大、小離子平衡態的方法,並建立了大、小離子平衡態的新理論,向汪德昭頒發了“虞格”獎金。1955年4月,在愛爾蘭首府都柏林召開的“國際凝聚核學術討論會”上,平衡態理論被定為“郎之萬-汪德昭-布里加理論”。現在,這個理論已成為大氣電學中的經典理論。

1946

“負光致效應”的證實

1946年他精心設計了一個可以排除一切可能的外界干擾(包括電磁干擾)的高真空(達到10-6毫米汞柱)的實驗裝置,在其中進行的實驗結果證明,負光致效應確實存在。

1956-12

回國

1956年12月回到闊別了23年的北京。

1964-07-01

擔任聲學研究所所長

1964年7月1日,以水聲學為重點,包含聲學各分支學科的綜合性聲學研究所——中國科學院聲學研究所正式成立,汪德昭擔任所長。在此之前,在他的籌劃下,已在我國先後建立起南海、東海和北海3個水聲科學研究站。

擔任聲學研究所所長
1981

編著《水聲學》

1981年,他同他的學生尚爾昌合作,把他們30年的研究心得寫成了我國水聲學的第一本專著——《水聲學》。

1981

獲銀質獎章

1981年獲法國聲學學會(前身是法語區聲學家協會)的最高榮譽獎章——銀質獎章。

1998-12-28

去世

1998年12月28日,深受大家敬仰和愛戴的汪德昭,做著“實驗”離開了人世 。

人物生平


家庭環境

1905年12月20日汪德昭出生在江蘇省灌雲縣板浦鎮。汪德昭在家中排行第二。長兄汪德耀是生物細胞學家,早年赴法國勤工儉學,回國后曾任廈門大學校長、教授。他對汪德昭早年樹立愛國思想及赴法留學的影響頗大。三弟汪德熙是核化學家,中國科學院學部委員,四弟汪德宣,早年學習生物學,后經商。
1912年,他的父親汪壽序(號雁秋)曾任北洋政府農林部主事,攜眷來到北京。

求學經歷

汪德昭
汪德昭
1913年,汪德昭進入北京師範大學附屬小學接受正規的小學教育,
1919年升入北京師範大學附屬中學,1923年考入北京師範大學預科。他勤奮好學,成績優異,於畢業前一年(1928)就被北京師範大學校長張貽惠破格聘為物理系助教,直到1933年出國。在此期間,他還兼任中國大學物理學講師。汪德昭治學嚴謹,講課生動,又擅長動手做實驗,所以深受同學們的尊敬和愛戴。
1919年“五四”運動爆發,在當時北京師範大學附屬中學學生會主席趙世炎、副主席汪德耀的影響下,汪德昭逐漸認識到中國之所以窮,之所以受人欺凌,是因為中國的科學落後,於是他萌生了獻身科學事業、使國家富強起來的強烈願望。
1933年10月,汪德昭前往歐洲,先在比利時布魯塞爾大學學習一年法語。
1934年10月,他到法國巴黎大學郎之萬實驗室攻讀研究生。P.郎之萬(Langevin)交給汪德昭的第一個研究課題,是“低空大氣層中大小離子平衡態的研究”。這是郎之萬畢生關注的一項研究課題。在郎之萬的指導下,他經過周密的調查研究和分析,用人工方法創造了一個可以控制的環境,對大離子的半徑、單位體積內的數目、遷移率等加以測定,並和郎之萬一起推導出大離子的合成係數理論。
1940年,汪德昭根據這項研究成果寫出論文,通過了巴黎大學國家科學博士學位的答辯,評議為“最榮譽級”。
在郎之萬的培養和指導下,汪德昭對近代物理學諸多分支學科當時的前沿課題進行了廣泛的科學研究工作,取得了一些創造性的成果,受到郎之萬的特別賞識。1939年,郎之萬曾推薦汪德昭到法國國家研究中心(C.R.S.)第四研究組參加戰時科學研究,開始接觸水聲技術,曾為法國加大海軍聲納的發射功率做出過成績。
1938—1956年,汪德昭一直在法國國家科學研究中心任副研究員、專任研究員等職,後任研究指導主任。在此期間,他除了大氣電學的研究外,還從事過負光致效應、利用β射線控制造紙的厚度、液體對超聲波的吸收、郎之萬離子發生器、X射線對超聲振動狀態壓電晶體的衍射、RaD轉換電子的絕對強度、關於放射錒的弱能量γ射線等方面的研究,以及設計製造了超靈敏度靜電計和微量天平等,都取得了很好的成績,受到法國科學技術界的讚揚。在這期間,汪德昭還先後兼任過法國石英公司顧問、法國原子能委員會技術指導、英國同位素髮展公司顧問等職。

毅然回國

1956年,周恩來總理代表中共中央和中國政府發出了“向科學進軍”的號召,召喚海內外學子共同努力把祖國建成富裕、強盛的社會主義國家。汪德昭雖已僑居法國20多年,但他魂系中華,情懷祖國,在中華人民共和國成立之前和之後,就曾經接觸進步力量,多次幫助人民政府做過不少工作。
1950年在法國出現的第一面中華人民共和國的國旗就是在他的組織領導下升起的。如今得知祖國缺乏科學人才,他感到應為祖國的進步貢獻自己的一份力量。於是毅然放棄了在巴黎的豐厚待遇,以及事業、地位,偕同夫人和孩子,於1956年12月回到闊別了23年的北京。
回國之後,汪德昭先任中國科學院原子能研究所研究員兼室主任,併兼任中國科學院器材局局長;后經聶榮臻元帥推薦,出任中國科學院電子學研究所研究員兼副所長,開始籌建中國國防水聲學的研究工作。
1964年聲學研究所正式成立,他一直擔任所長或名譽所長。

國防事業

回國30多年來,汪德昭最突出的貢獻是從無到有地開拓了中華人民共和國的國防水聲事業,把中國科學院聲學研究所建設成為享有國際聲譽的研究所。他還根據中國海域的實際情況,制訂了我國水聲學“由近及遠,由淺入深”的研究發展戰略,培養了一大批水聲學研究人才,其中有多人被外國專家稱為“世界級專家”(World class expert)。
1981年,他同他的學生尚爾昌合作,把他們30年的研究心得寫成了我國水聲學的第一本專著——《水聲學》。
簡歷
1923—1929年 在北京師範大學物理系學習。
1928—1933年 任北京師範大學物理系助教、講師。
1933—1934年 在比利時布魯塞爾大學學習。
1934—1938年 在法國巴黎大學朗之萬實驗室攻讀研究生學位。
1938—1956年 任法國國家科學研究中心副研究員、專任研究員、研究指導主任。1940年 獲巴黎大學國家科學博士。
1956—1958年 任中國科學院原子能研究所研究員兼中國科學院器材局局長。1957年 當選為中國科學院學部委員。
1958—1964年 任中國科學院電子學研究所副所長。
1964—1984年 任中國科學院聲學研究所所長。
1984年— 任中國科學院聲學研究所名譽所長。
1998年12月28日,深受大家敬仰和愛戴的汪德昭,做著“實驗”離開了人世。

社會職務


由於汪德昭的學術成就和在國內外科學界享有的盛譽,1957年,他當選為中國科學院學部委員(院士),並擔任多種學術職務。他是中國科學技術協會的榮譽委員,任過中國聲學學會理事長,中國儀器儀錶學會理事長,中國物理學會副理事長,中國海洋學會副理事長,中國海洋湖沼學會副理事長;國防科工委水聲學領導小組組長、顧問;國家科委海洋專業組成員。他還是法國物理學會和法國聲學學會的國外會員和英國《低頻與振動》學報編委。

榮譽獎勵


汪德昭1945年曾獲得法國科學院頒發的“虞格”(Hughes)獎金;
1981年獲法國聲學學會(前身是法語區聲學家協會)的最高榮譽獎章——銀質獎章;
1983年獲巴黎市政府的榮譽獎章;
1991年8月30日,又獲得了法國政府頒發的“榮譽軍團軍官”勳章。
汪德昭於1961年加入中國共產黨,曾當選為第一、二、三、四屆全國人民代表大會代表,中國人民政治協商會議第五、六屆全國委員會常務委員、第七屆委員。

研究成果


空氣中大小離子平衡態的研究
上個世紀末至本世紀初,作為近代物理學重要內容之一的電磁學剛剛起步不久,人們在廣泛探索無線電技術的應用時發現,在距地面50—1000千米的高空大氣圈內,在太陽光(主要是紫外線)的照射下,氣體分子會電離成為正離子和自由電子,使大氣內形成隨高度不同電子密度也不同的氣層,通稱電離層或電離圈。短波波段的無線電波能被電離層反射返回地面,從而完成遠距離無線電通信。後來人們又發現,低空大氣層(距地面幾百米至10餘千米)中也存在帶電離子,它們對通信,對雲、霧、雨、雪的形成和發展,也就是對氣象、農業生產和人類生活,都具有十分重要的作用。當時,年輕的法國物理學家郎之萬對深入研究低空大氣層中的這些離子表現出了特別的興趣。為了找到比較“乾淨”的大氣,1904年,他獨自爬上高達300米的巴黎埃菲爾鐵塔進行了時間長達幾個月的實驗研究。結果,他發現空氣中存在著體積很“大”的“大離子”。這在當時是一個重要的發現。
郎之萬的這項研究工作引起了當時國際物理學界的密切注意,帶動了一系列研究工作。但是,國際上的這些研究工作結果,存在著很大的分歧,主要是有關大小離子平衡態的各種重要參數,世界各地發表的數據差異很大,相差幾倍甚至幾十倍。而這些測量都是由著名學者做的,都是幾十次甚至上百次重複測量的平均值,其嚴肅性是不容懷疑的。那麼,問題在哪裡呢?
這一研究課題是由郎之萬發端的,但是因為他當時還有許多其他重要的工作要做,抽不出時間來把這一研究推向深入。1934年10月20日汪德昭正式成為郎之萬的研究生,於是郎之萬把課題交給了他。從此,汪德昭開始踏上了科研的征程。
低空大氣中存在有體積不同的大離子和小離子。這些大、小離子有的帶有正電荷,有的帶有負電荷,還有不帶電荷的中性粒子,即通常所說的微小的懸浮質點。當它遇到帶正電荷的小離子時,小離子會把自己的電荷給它,使它成為帶正電荷的大離子;同樣,如果遇到帶負電荷的小離子,就會變成帶負電荷的大離子。而正負大離子在大氣中的遷移率是十分微弱的。據郎之萬測定,在電壓為1伏特時,每秒會移動0.003厘米,因而正負大離子本身相遇而發生電性中和的機會是極少的,可以忽略不計。所以,制約著大離子增長或消滅的,是帶著電荷的小離子。而小離子的產生也不是無限制的,因此,在一定空間內,經過一定的時間后,其中的大離子本身的增長與消滅相等,大離子的數目是一個常數,於是就成為平衡狀態。
為了摸清大小離子達到平衡態的規律,需要人們研究的是:大離子的數量與懸浮質點的數量、體積大小的關係,與小離子濃度的關係,以及大離子本身合成的係數,此外還包括,大離子的遷移率雖然微弱,但它的移動譜線是什麼樣的,等等。所有這些都需要通過測定,才能上升形成理論。而世界各地的測定值卻相去甚遠。為了解決這個難題,汪德昭花了幾個月的時間進行文獻調查研究和分析,認為各地區所測數據之所以有差異,首先是因為測定是在自然條件下進行的,各地條件不一,沒有控制懸浮質點的體積、密度、電離強度,等等;其次是沒有一套較完整的理論來描述大離子的合成機理。於是,他建議在試驗室里用人工的方法創造一個可以控制的環境,從實驗和理論兩個方面來系統地研究大、小離子的平衡態。
這個建議得到了郎之萬的同意和鼓勵,汪德昭便開動腦筋,創造性地設計實驗。他用人工製成均勻的煙中的懸浮質點來獲得大離子,而用X射線或放射性鈹產生小離子。當大、小離子達到平衡態時,汪德昭進行測量,共測量了:(1)大離子的數量隨懸浮質點數量而變化的情況;(2)大離子的數量隨懸浮質點大小而變化的情況;(3)大離子的數量隨小離子濃度而變化的情況;(4)大離子的合成係數隨懸浮質點的大小而變化的情況;(5)大離子遷移率的譜。
在測量工作中,汪德昭創造性地應用了幾種非常簡單但又解決問題的方法。例如,為了測量懸浮質點的數目,他設計、創造了一種簡便的光學與靜電計相結合的儀器,既可以觀察煙的濃淡,又可以測出總電荷而計算出離子的數量;為了測量懸浮質點的大小,他採用了稱量與計算結合的方法,求出了大離子直徑的近似值是2.59×10-5厘米;為了測量大離子的遷移率,他採用了交流電場法,觀察大離子的正弦運動,得出其遷移率約為3.6×10-5厘米2·秒-1·伏特-1。
汪德昭應用這些方法在實驗室實際測量的結果,各項參數和理論計算值很符合,而且是國際上發生爭論的兩大派所得數值(一派偏高,一派偏低)的平均值。與此同時,汪德昭還和郎之萬共同推導出大離子合成係數理論,並應用於低空大氣層中,解決了國際上爭論多年的問題。
1940年,汪德昭以這項研究為主要內容寫成論文,通過了法國國家科學博士學位的答辯。1945年,法國科學院鑒於這項成果開創了精確研究大、小離子平衡態的方法,並建立了大、小離子平衡態的新理論,向汪德昭頒發了“虞格”獎金。這種獎金每年頒發一次,只發給一名有重要創造性研究成果的學者。1955年4月,在愛爾蘭首府都柏林召開的“國際凝聚核學術討論會”上,平衡態理論被定為“郎之萬-汪德昭-布里加理論”。現在,這個理論已成為大氣電學中的經典理論。
“負光致效應”的證實
在一般情況下,光的輻射壓力作用在空氣中懸浮質點上時,質點會沿著力的方向產生運動。這種現象被稱作“光致效應”。所謂“負光致效應”,則是指懸浮質點沿著力的相反方向運動。這種現象曾經引起A.愛因斯坦(Einstein)的重視。愛因斯坦在1939年7月10日寫信給郎之萬時曾提到,“這些效應至今還不能解釋”。
“負光致效應”到底存在不存在?1946年過後不久,汪德昭決定用實驗來回答這個問題。他精心設計了一個可以排除一切可能的外界干擾(包括電磁干擾)的高真空(達到10-6毫米汞柱)的實驗裝置,在其中進行的實驗結果證明,負光致效應確實存在。至於其原因如何,尚待做出回答。當時,巴黎大學的光學專家、法國科學院院士J.卡巴納(Cabannes)看了汪德昭的實驗以後稱讚說:“這是一個重要的關鍵性的實驗。”
用β射線控制紙張和照相干板葯膜厚度
汪德昭是早期探索把人工放射元素應用在工業上的科學家之一。1947年,他設計、試驗應用β放射源於控制紙張的厚薄上。由於印製紙幣對紙張的均勻度要求極高,於是,他把自己的設計最早用在造幣紙的生產上。在紙的一面放置兩台能量相同的β放射源,而在紙的另一面放置兩台放射線接收計。當兩台接收計的指針指示同一數字而且恆定不變時,表明紙的厚度是均一的。如果兩台接收計指示的數字不一,則表明紙張兩邊的厚度不一;如果指示的數字有變化,則表明前後生產的紙張厚度不勻。應用這樣一種簡單的測量方法,保證了造幣紙對厚度均一的要求。這種測量方法現在已推廣到普通印刷機上。
1952年,汪德昭在法國的圖魯士城把這種測量方法用於控制照相干板葯膜的厚度上。人們一般認為,干板的葯膜經過放射線照射後會感光和變黑。汪德昭想,當放射線弱到一定程度而且掃描時間很短時,情況應當有所不同——不會感光卻能測出葯膜厚度來。於是他做了多次實驗,證明在弱放射性下干板葯膜不會感光,照出的照片仍然有效。這項試驗打破了人們的舊觀念。
測出二硫化碳液體吸收超聲波準確數據
郎之萬是世界上第一個用壓電晶體和當時剛剛發明不久的無線電高頻線路相結合而產生穩定的大功率超聲波的人。超聲波在工業生產中可用於清洗、粉碎、探傷等,有著廣泛的應用前景,所以各國科學家都很關心超聲波在液體中能量被吸收的規律。當時,人們不僅按照斯托克斯-基爾霍夫(Stokes-kirchhoff)的超聲吸收機理,算出了吸收係數的理論值,而且實際測定了多種化學物質的溶液(水、酸、鹼、鹽)吸收係數,結果二硫化碳的吸收係數的理論值與實驗值相差較大,不同作者的實驗值也很不相同。1946年,汪德昭利用在郎之萬實驗室的有利條件,對二硫化碳的吸收係數進行了測定。他採取各種措施排除干擾,採用非常純的二硫化碳,把超聲波的頻率調整得非常準確,測出了二硫化碳液體吸收超聲波的數值在頻率N=1.63×106赫茲時,αa/N2=4.500×10-17。這個數值被超聲工作者認同和採用。

研究影響


培訓骨幹,組建機構
汪德昭於1956年底回國后,開始在中國科學院原子能研究所從事有關材料的研究。1958年初夏,汪德昭被派往蘇聯進行水聲學考察,以便組建並開展我國國防水聲學研究。當時,發展國防水聲學,建立起中國的水下萬里長城——反潛探測系統,對我國是極為重要、具有戰略意義的大事。考慮到這一點,汪德昭毅然接受任務,挑起重擔。
從莫斯科考察歸來,汪德昭調任中國科學院電子學研究所副所長兼七室主任,這個研究室就是國防水聲研究室。這時,汪德昭並沒有挑選水聲學的前沿課題,去追求自己在學術上的新建樹,而是甘當“工作母機”,去遴選和培養國防水聲學研究的骨幹力量。為了解決人員來源問題,經過周恩來總理批准,從重點高等院校抽調了100名還差半年或一年畢業的優秀在校大學生,提前畢業分配到中國科學院,參加水聲學研究工作,通過實踐邊干邊學。汪德昭親自為這些學生上課,組織人員編寫和翻譯教材,並帶領年輕人一點一點地研製實驗設備。經過汪德昭的悉心指導和熱情培養,我國逐步形成了一支能夠“攻堅”的國防水聲科研隊伍,有些研究工作活躍在國際同類領域的前沿;當年被人稱為“青苗”的100人中,有相當數量的人員具有國際學術聲譽。
經過幾年的籌備和充實,1964年7月1日,以水聲學為重點,包含聲學各分支學科的綜合性聲學研究所——中國科學院聲學研究所正式成立,汪德昭擔任所長。在此之前,在他的籌劃下,已在我國先後建立起南海、東海和北海3個水聲科學研究站。
“文化大革命”中,聲學研究所曾經三次改變隸屬關係。1967年劃歸國防科委領導,1969年劃歸海軍司令部七院領導,1970年10月,聲學研究所被拆散,水聲部分劃歸國家海洋局,其餘超聲和電聲部分劃歸中國科學院物理研究所。1977年8月,汪德昭給鄧小平寫信,建議立即恢復聲學研究所。鄧小平採納了他的建議,1979年1月,聲學研究所恢復,汪德昭繼續擔任所長,直到1984年。
參與中蘇聯合水聲學考察
根據中蘇兩國政府和科學院的協議,中蘇兩國的水聲學專家於1960年1月至3月,在我國南海聯合進行了水聲學考察。汪德昭自始至終領導和參與了考察中的水聲學實驗。為了全面掌握考察進程,除了事先與蘇方共同商訂考察計劃外,汪德昭還要求各研究組每天填寫“科學考察活動日誌”,主要內容是摘記每天執行的實驗項目、內容、情況、參加人員等。通過日誌的積累和統計,為這次考察活動提供了寶貴的記錄。
汪德昭注意利用一切機會培養青年人。考察期間,他組織蘇聯方面專家給青年講課,以後又組織大家把講課內容加以整理,編寫成一本講義,供學習參考之用。
由於中蘇關係破裂,1960年3月,參加考察的蘇方科技人員按照其政府的要求毀約回國,並要把上萬米的水聲考察數據記錄(電影膠片)帶回蘇聯。在這突如其來的事件面前,汪德昭冷靜沉著,處變不驚,經過研究請示,他派人先期回到北京將資料加以複製,而後把原片按協議交給了蘇方。事後,他又組織青年科技人員參加考察花了半年時間,把這些資料整理完畢,編寫成8本水聲學的考察報告——我國第一批水聲學研究報告。
根據聯合考察的資料,汪德昭計算了我國主要的幾種聲納的最佳頻率,提供給海軍設計使用。他還指出了我國南海海域若干特殊的水聲情況,並提出對敵作戰時,我方潛艇應採取的措施,供海軍參考。
提出了我國水聲學研究的指導思想
水聲學是研究水中聲波的產生、傳播、接收和計量等問題及其應用的一門學科。水中聲波的速度依傳播介質的性質和狀態(如溫度、鹽度、壓力)的不同而不同。人們可以通過設置在水下的聲波感測器——被動式聲納探測到潛艇航行時發出的聲音,並辨別其所在的方向和距離,也可以用聲納探測魚群或其他水下發聲物體。
我國是世界最大的沿海國之一。北起鴨綠江口,南到北侖河口,海岸線長達18000多公里;同時,海況又比較特殊,無論是南海、黃海、東海還是渤海,沿岸水深一般不超過200米,大陸架一般寬達幾十公里。針對我國海洋的實際情況,為了真正建立起反潛預警體系,汪德昭經過實地考察和深思熟慮,於1958年提出了我國國防水聲研究的指導思想應當是“由近及遠,由淺入深”,即先開展近海、淺海的水聲特徵的研究,而後再研究遠海、深海的水聲特徵。實踐證明,汪德昭提出的這個指導思想是行之有效的。幾十年來,在他的指導下,我國許多淺海聲場研究在國際上處於領先地位。
水聲學基礎研究碩果累累
汪德昭是一位實驗物理學家,擅長動手做實驗;同時又是一位非常重視基礎研究和應用基礎研究的科學家。他深知,沒有雄厚的基礎研究做後盾,是不可能更好地為聲納現代化服務的。聲波的傳播受海洋條件的影響很大,不進行大量的水聲物理的理論和實驗研究,就不能很好地設計與使用水聲設備。因此,在他的指導下,聲學研究所在水聲學基礎研究中取得了很多創造性的成果。其中主要有:
(1)在簡正波聲場理論研究的基礎上,嚴格證明了簡正波-射線表達式之間的變換關係,並導出了簡正波-射線混合公式,受到了國際水聲學界的公認。這一理論不但為水聲的系統設計提供了海洋聲場直觀的物理和信息圖象,而且為系統最佳處理的方案設計和反演海洋中被測對象的信息特徵提供了依據。
(2)在聲場的時空實驗方面,確定了聲場時間和空間的相干範圍,證實了淺海聲場的橫向相關性在一定範圍內隨傳播距離增加而增加的結論。在國際上首次獲得了130公里遠程橫向相關達600米的數據,為遠場被動檢測和測距的空間布陣接收設計提供了可靠的物理依據。
(3)在淺海聲場中,海底的聲學性質是一個關鍵性的影響因素。經對高聲速海底的小掠角反射損失進行理論分析,得出了反射損失的頻率關係,主要歸因於粗糙表面的散射損失,為高聲速海底小掠角反射特性的參數描寫提供了理論基礎。
(4)在海洋中,水溫隨深度增加而下降。但到一定深度以後,溫度就不再隨深度增加而降低。可是聲速是隨溫度和靜壓力的增加而增加的。這樣,在海洋深處就存在一種聲道對聲傳播很有利的自然波導,聲波可以在海洋深處傳播得很遠;而且在一定距離上,聲波會聚焦在一起,會聚區的聲強,要比在聲速均勻的海水中聲音按球面擴散的情況大百倍以上。這是有關深海聲場研究中的一個重要課題。1978年,時年73歲的汪德昭,率領大批科技人員親自登艦,在南海進行了我國第一次深海水聲實驗,他的學生張仁和發展了一種新的廣義相積分近似,提出了“反轉點會聚區”的概念,解決了反轉點會聚區聲場計算問題。同時,這一實驗與理論預言相符,證實了我國南海深海中存在著很強的反轉點會聚區。
除此之外,他們還在淺海聲場研究、低雜訊通道、海洋內波對聲場起伏的影響,以及遠程混響模型等方面,取得了很大的成績。同時,他們對南海、東海、北海等3個主要海區的水聲傳播規律也積累了大量海上實驗數據,許多數據、規律被國內有關單位在設計和研製新型水聲設備時採用;也為海軍聲納的使用提供了依據。不少著名國際水聲學家表示,中國的水聲研究可能僅次於美國,比前蘇聯還強。美國高爾德(Gould)公司國際電子部的總裁曾公開表示,淺海聲場方面最有發言權的是中國。
為聲納現代化服務
早在二次大戰時期,汪德昭就隨同郎之萬一起,為法國的海軍研製過大功率的聲納,提高了法國海軍的反潛能力,為反法西斯戰爭做出過貢獻。回國以後,汪德昭一面指導青年人開展水聲學的基礎理論研究,一面繼續組織力量,開展有關水聲工程和設備方面的研究。70年代末,國際上聲納的信號處理髮展有兩個特點:一是將迅速發展的參量信號模型等統計信號處理技術用於聲納信號處理,以提高聲納對複雜環境的適應能力。二是將大規模集成電路和微處理機用於聲納,使聲納信號處理設備向智能化、通用化和積木化方向發展。汪德昭及時抓住了這些特點,70年代末,他自費從法國帶回了微處理機,並很快改變了聲納信號處理設備,使聲學研究所以信號處理設備為核心的聲納新技術研究進入了一個新的發展階段。
水聲換能器及材料的研究
同時,他還狠抓了水聲換能器及材料的研究。由汪德昭直接領導的換能器研究室,研製成了凹型彎張換能器,與國際上通行的凸型彎張換能器相比,具有很高的靈敏度、體積速度和抗靜壓強度,特別是凹型結構能利用多模式振動達到寬頻帶工作,在國際上處於領先地位。
由於做了這些工作,聲學研究所對國防建設和國民經濟建設都做出了直接貢獻。例如,在國防建設方面,他們研究的極性相關和數字與波束定向技術已被國內普遍採用。正是這些新技術,誕生了我國第一台近岸水下預警聲納,結束了敵方潛艇在我國近海海域招搖而過的局面。此外,20號魚雷聲制導系統、魚雷靶場跟蹤系統、505潛用綜合聲納等,都在相應的崗位上發揮了各自的作用。在經濟建設方面,利用水聲自適應技術,很快就研製出了一種十分靈敏而別緻的報警設備。利用聲納技術研製出的761型波束漁探儀,不僅能搜索、跟蹤魚群,而且能在顯示器上直觀地指出魚群的方位、距離和魚群大小。滬漁387號漁輪在試用作業中,利用該漁探儀測到了2000米遠處的大魚群,結果一次網魚212噸。QPY-1型淺地層剖面儀用於勘察水下地層結構,對港口建設、航道疏浚,以及鋪設海底電纜等工程都能起到相當作用。我國太湖成因的勘察,就是由中國科學院南京地理研究所利用這種淺地層剖面儀完成的,從而使QPY-1蜚聲海外。

社會評價


“對人類進步盡自己的義務”的科學家
1931年,郎之萬到中國講學,在北京講演中曾談到:“一個真正的科學家,不應把自己關在象牙塔中。他負有社會責任,應對人類進步盡自己的義務。”這幾句富有哲理的話,對汪德昭影響至深,成了他的座右銘。
堅持正義,威武不屈
1937年,抗日戰爭爆發,汪德昭此時遠在巴黎,無法直接抗擊日本侵略者,便不遺餘力地支持法國人民的反法西斯鬥爭。他知道,這也是對抗戰中的祖國和人民的支持。
1940年法國戰敗,德國法西斯佔領了法國,抓走了汪德昭的老師、“世界反法西斯同盟”委員會主席郎之萬,投入巴黎的桑德監獄,只是懾於輿論,未敢對郎之萬下毒手。維希傀儡政府也宣布取消郎之萬的法國科學院院士的資格。這時,汪德昭卻偏偏把自己的論文寄給郎之萬簽署意見,而後在法國科學院院報上發表(這份院報規定只發表有院士推薦的文章);他還邀請當時同在巴黎的錢三強也把論文寄給郎之萬審閱,以擴大正義的聲勢。
郎之萬入獄后,汪德昭時時惦記著郎之萬,每逢節日,他總是想方設法給郎之萬帶去各種小禮物;有一年郎之萬過生日,汪德昭還特意送去一尊中國的“老壽星”。郎之萬1942年1月9日寫信對汪德昭說:“……你所給予我的真誠友誼和珍貴物品,正在幫助我度過這漫長的流放生活,特別是你的友誼是我永遠可以依靠的。……”
腳踏實地,一絲不苟
汪德昭把自己半個多世紀從事科研工作的經驗,歸納為“標新立異,腳踏實地;一絲不苟,自己動手”這樣幾句話。所謂標新立異,指的是研究工作一定要有創造性,不論是理論、實驗、技術、方法還是工具,都應當有創造性。
汪德昭一生中發表的論著不算多,但他做的每一項實驗,都比前人有所創新,因而每一篇論文都有自己的特點。前些年,他發現有的科技人員只追求論文的數量,做了一點兒工作,卻可以寫出3篇、4篇甚至5篇文章。他對此深為不安,馬上發表了8點意見,指出科學家應對社會負責任,寫學術論文應當強調創造性,而不能玩弄數學遊戲,對一篇科學研究論文,加以改頭換面、喬裝打扮,變成好幾篇論文,這種做法是不道德的。
汪德昭在戰略上強調創造性,但在實際工作中,卻非常強調腳踏實地,嚴肅認真,一絲不苟。他在審查研究生的論文時,不但要看選題、立論、實驗、方法,就是對論文的遣詞造句,乃至標點符號,都要認真推敲、修改。
汪德昭還特別重視實驗技術,要求科研人員學會自己動手。1982年7月,在聲學研究所研究生座談會的發言中,他對研究生們講的第一條意見,就是要求大家必須重視實驗技術,培養自己動手的能力。對於這一點,汪德昭深有體會。1948年,他曾為法國原子能委員會設計研製了可以測量1000個電子的電荷的高靈敏度靜電計,以及微量天平,得到國外著名科學家較高的評價。其中,高靈敏度靜電計被命名為“居里-汪氏型”。1941年,I.居里(Curie)使用的一台德國造的靜電計壞了,因戰爭無法再買新的,影響到研究工作,請汪德昭幫助修理。雖然汪德昭並沒有修理過靜電計,但經過細心琢磨,用1個月的時間,終於設法把直徑僅1微米、肉眼幾乎看不見的白金絲,焊在小小的銅柱上,使居里的研究工作得以順利進行。自此,汪德昭修理儀器的聲名大噪,不少科學家都來求他幫助修理當時戰爭狀態下無法找到備用品的科研儀器。直到1991年8月,法國的研究與技術部長H.居里安(Curien)來華代表法國政府向汪德昭授勛時,在賀詞中還提到了這件事,盛讚汪德昭具有一雙巧手,並說:“汪是當時全法國能做這項工作的唯一的人”。
汪德昭是我國一位傑出的科學家,他對我國科學技術的發展,特別是對我國國防水聲科學研究的貢獻,將永遠鐫刻在中國科學技術發展的歷史上。

主要論著


1 Ouang Te-Tchao(汪德昭).Sur la numération des particules en suspension dans l’air.Comptes Rendus de l’Academie des Sciences,1936,203:855—857.
2 Ouang Te-Tchao.Sur la grosseur des particules de fumée mises en sus-pension dans l’air.C.R.del’Academie des Sciences,1937,204:852—854.
3 Ouang TeTchaoet André Langevin.Sur l’état d’équilibre entre grosions et petits ions dans un gaz.C.R.de l’Academie des sciences,193 7,205:1049—1951.
4 Ouang Te-Tchao.Sur le spectre de mobilités des gros ions.C.R.del’Academie des Sciences,1938,206:239.
5 Ouang TeTchao et Anne Marie Moulin.Sur l’état d’equilibre entre grosions et ionsproduits par les rayons X dans un gaz.C.R.del’Academiedes Sciences,1938,205:1464—1466.
6 Ouang TeTchao et Le Boiteux.Sur la loi de répartition des mobilitésdes gros ions.Le Journal de Physique et le Radium,1938,9:501—504.
7 Ouang Te-Tchao.Surla formation des gros ions dans les gaz en fonctionde la grosseur des particules en suspension.C.R.del’Academie des Sci-ences,1939,208:271273.
8 Ouang Te-Tchao et Le Boiteux.Sur le coefficient d’absorption des particules en suspension dans l’air par les petisions.C.R.de l’Academie des Sciences,1939,209:1288—1230.
9 Ouang TeTchao et Odette Thellier.Sur l’équilibre ionique dansl’atmosphére.C.R.de l’Academie des Sciences,1940,211:799801.
10 Ouang Te-Tchao.Sur l’électrisation des particules en suspension dansles gaz au moyen des ions produits par les rayons X ou par des corps ra-dioactifs.Annales de Physique,1941,16:102—206.
11 Ouang TeTchao et J.Surugue.L’influence des ultrasons sur la diffrac-tion des quartz par les rayons X.Cahier de Physics,1943,8:55.
12 Ouang TeTchao,Jean Surugue et Tsien San-Tsiang(錢三強).Intensiteabsolue des electrons de conversion de RaD.C.R.de l’Academie desSciences.1943,217:535—537.
13 Ouang Te-Tchao et Jean Surugue.Sur le rayonnement γ de faible energie du radioactinium.C.R.de l’Academie des Sciences.1944,218:591593.
14 Ouang TeTchao,J.Surugue et Perey.Sur l’intensite absolue des raiesde conversion interne du radioactinium.C.R.de l’Academie des Sci-ences,1944,218:591.
15 Ouang TeTchao et J.Surugue.Sur la diffraction des quartz en vibrationultrasonores par les rayons X.C.R.de l’Academie des Sciences,1946,222:1156—1157.
16 Ouang TeTchao.Sur la dispersion des ultrasons dans ie sulure de car-bone.C.R.de l’Academie des Sciences.1946,222:1165—1166.
17 Ouang Te-Tchao.Sur l’absorption des ondes u1trasonores par lesu1furede carbone.C.R.del’Academie des Sciences.1946,222:1215—1216.
18 Ouang Te-Tchao.Sur la photophoresenégative.C.R.de l’Academiedes Sciences.1950,230:1518—1520.
19 E.Montel et Ouang TeTchao.Sur l’Analyseur de Paul Langevin pourl’etude des mobilites des ions gazeux.C.R.de l’Academie des Sciences,1951,232:1543—1545.
20 Ouang Te-Tchao.Experiences et remarques sur la photophorése.C.R.de l’Academie des Sciences,1952,234:1542—1544.
21 Ouang Te-Tchao et E.Monte1.Action des rayons β de 204Tl et de 90Srsur les films photographiquesor dinaires.C.R.de l’Academies des Sci-ences,1953,237:800—802.
22 Ouang Te-Tchao,E.Montel et P.Pannetier.Sur un electrometremonofilaire de grande sensibilité.Le Journal de Physique et le Radium,1953,14:627—629.
23 Ouang Te-Tchao.Sur la mesure de la vitesse des ultrasons dans les liq-uides par des indicaeurs radioactifs.Le Journal de Physique et le Radium,1954,15:697.
24 E.Hontelet Ouang Te-Tchao.Sur la mobilité des ions dans l’air.leJournal de Physique et le Radium,1954,15:586—587.
25 Ouang TeTchao.Technique du fil de Wollaston.Chapitre Ⅳ,Techniques du Laboratoire,C.N.R.S.1955.
26 Ouang TeTchao.Sur la mesure d’épaisseur des feuilles par l’absorptiondes rayons βemis par 60Co,90Sr et 106Ru.Le Journal de Physique etle Radium,1956,17:1019.
27 汪德昭.我國水聲裝備最佳頻率。南海水聲考察,1960,6:23—28.
28 Ouang TeTchao,Shang Er-chang(尚爾昌),Gao Tian-fu(高天賦).Sound fluctuation and internal waves in sha11ow water.10thI.C.A.Sydney.1980,H13.2;聲學學報,1981,4:209—217.
29 汪德昭,尚爾昌合著.水聲學(現代物理學叢書).北京:科學出版社,198L
30 汪德昭主編.英漢聲學辭彙.北京:科學出版社,1982.
31 Wang Te-Tchao(汪德昭),Shang Erchang(尚爾昌),Zhou Jixun(周紀潯),Li Bingchun(李秉春),Luo Ensheng(羅恩生),Zhang Yin(張寅).The spatial filtering of theacoustical normal mode in shallowwater.llthl.C.A.Paris,1983:351—354.
32 Bao Xiaoqi(鮑小琪),Xu Qichang(徐其昌),Wang Dezhao(汪德昭).Vibration and acoustic radiation of piezoelec trictransducers.ScientiaSinica(Series A),1983,26:1285—1294.
33 鄭肇本,黃曾暘,汪德昭.用極點方法識別水下目標.物理學報,1984,33:546.
34 汪德昭,趙克勇,關定華.法漢水聲學詞典.海洋出版社,1986.
35 Bao Xiaoqi(鮑小琪),Xu Qichang(徐其昌),Wang Dezhao(汪德昭).An analysis of acoustical scattering from elastic obstacles by finite andboundary element combination approach.Acta Oceanologica Sinica,1987,6:620—629.
36 章力明,徐其昌,汪德昭.光纖偏振型聲感測器.儀器儀錶學報,1988,9:1—8.