汪德昭(1905.12.20-1998.12.28),中國著(zhù)名物理學(xué)家、大氣電學(xué)家、中國水聲事業(yè)的奠基人、中國科學(xué)院資深院士。汪德昭所從事的大氣中大小離子平衡態(tài)的研究成果,被國際物理學(xué)界認為是“目前普遍接受的郎之萬(wàn)-汪德昭-布里加理論” 。開(kāi)拓我國國防水聲學(xué)事業(yè),制定了我國水聲學(xué)的研究發(fā)展戰略;為國家培養了一大批水聲學(xué)研究人才;領(lǐng)導實(shí)施了水下預警體系,完成了多種國防和民用水聲先進(jìn)設備的研制,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(xué)事業(yè)的開(kāi)拓和建設做出了突出貢獻。

中文名

汪德昭

外文名

De-zhao?Wang

性別

出生日期

1905-12-20

去世日期

1998-12-28

民族

漢族

國籍

中國

出生地

江蘇省灌云縣

職業(yè)

教育科研工作者

代表作品

水聲學(xué)

主要成就

1957年當選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)

人物生平

家庭環(huán)境

1905年12月20日汪德昭出生在江蘇省灌云縣板浦鎮。汪德昭在家中排行第二。長(cháng)兄汪德耀是生物細胞學(xué)家,早年赴法國勤工儉學(xué),回國后曾任廈門(mén)大學(xué)校長(cháng)、教授。他對汪德昭早年樹(shù)立愛(ài)國思想及赴法留學(xué)的影響頗大。三弟汪德熙是核化學(xué)家,中國科學(xué)院學(xué)部委員,四弟汪德宣,早年學(xué)習生物學(xué),后經(jīng)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(lái)到北京。

求學(xué)經(jīng)歷

汪德昭

1913年,汪德昭進(jìn)入北京師范大學(xué)附屬小學(xué)接受正規的小學(xué)教育,

1919年升入北京師范大學(xué)附屬中學(xué),1923年考入北京師范大學(xué)預科。他勤奮好學(xué),成績(jì)優(yōu)異,于畢業(yè)前一年(1928)就被北京師范大學(xué)校長(cháng)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(xué)物理學(xué)講師。汪德昭治學(xué)嚴謹,講課生動(dòng),又擅長(cháng)動(dòng)手做實(shí)驗,所以深受同學(xué)們的尊敬和愛(ài)戴。

1919年“五四”運動(dòng)爆發(fā),在當時(shí)北京師范大學(xué)附屬中學(xué)學(xué)生會(huì )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(xué)落后,于是他萌生了獻身科學(xué)事業(yè)、使國家富強起來(lái)的強烈愿望。

1933年10月,汪德昭前往歐洲,先在比利時(shí)布魯塞爾大學(xué)學(xué)習一年法語(yǔ)。

1934年10月,他到法國巴黎大學(xué)郎之萬(wàn)實(shí)驗室攻讀研究生。P.郎之萬(wàn)(Langevin)交給汪德昭的第一個(gè)研究課題,是“低空大氣層中大小離子平衡態(tài)的研究”。這是郎之萬(wàn)畢生關(guān)注的一項研究課題。在郎之萬(wàn)的指導下,他經(jīng)過(guò)周密的調查研究和分析,用人工方法創(chuàng )造了一個(gè)可以控制的環(huán)境,對大離子的半徑、單位體積內的數目、遷移率等加以測定,并和郎之萬(wàn)一起推導出大離子的合成系數理論。

1940年,汪德昭根據這項研究成果寫(xiě)出論文,通過(guò)了巴黎大學(xué)國家科學(xué)博士學(xué)位的答辯,評議為“最榮譽(yù)級”。

在郎之萬(wàn)的培養和指導下,汪德昭對近代物理學(xué)諸多分支學(xué)科當時(shí)的前沿課題進(jìn)行了廣泛的科學(xué)研究工作,取得了一些創(chuàng )造性的成果,受到郎之萬(wàn)的特別賞識。1939年,郎之萬(wàn)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(shí)科學(xué)研究,開(kāi)始接觸水聲技術(shù),曾為法國加大海軍聲納的發(fā)射功率做出過(guò)成績(jì)。

1938—1956年,汪德昭一直在法國國家科學(xué)研究中心任副研究員、專(zhuān)任研究員等職,后任研究指導主任。在此期間,他除了大氣電學(xué)的研究外,還從事過(guò)負光致效應、利用β射線(xiàn)控制造紙的厚度、液體對超聲波的吸收、郎之萬(wàn)離子發(fā)生器、X射線(xiàn)對超聲振動(dòng)狀態(tài)壓電晶體的衍射、RaD轉換電子的絕對強度、關(guān)于放射錒的弱能量γ射線(xiàn)等方面的研究,以及設計制造了超靈敏度靜電計和微量天平等,都取得了很好的成績(jì),受到法國科學(xué)技術(shù)界的贊揚。在這期間,汪德昭還先后兼任過(guò)法國石英公司顧問(wèn)、法國原子能委員會(huì )技術(shù)指導、英國同位素發(fā)展公司顧問(wèn)等職。

毅然回國

1956年,周恩來(lái)總理代表中共中央和中國政府發(fā)出了“向科學(xué)進(jìn)軍”的號召,召喚海內外學(xué)子共同努力把祖國建成富裕、強盛的社會(huì )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后,就曾經(jīng)接觸進(jìn)步力量,多次幫助人民政府做過(guò)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(lǐng)導下升起的。如今得知祖國缺乏科學(xué)人才,他感到應為祖國的進(jìn)步貢獻自己的一份力量。于是毅然放棄了在巴黎的豐厚待遇,以及事業(yè)、地位,偕同夫人和孩子,于1956年12月回到闊別了23年的北京。

回國之后,汪德昭先任中國科學(xué)院原子能研究所研究員兼室主任,并兼任中國科學(xué)院器材局局長(cháng);后經(jīng)聶榮臻元帥推薦,出任中國科學(xué)院電子學(xué)研究所研究員兼副所長(cháng),開(kāi)始籌建中國國防水聲學(xué)的研究工作。

1964年聲學(xué)研究所正式成立,他一直擔任所長(cháng)或名譽(yù)所長(cháng)。

國防事業(yè)

回國30多年來(lái),汪德昭最突出的貢獻是從無(wú)到有地開(kāi)拓了中華人民共和國的國防水聲事業(yè),把中國科學(xué)院聲學(xué)研究所建設成為享有國際聲譽(yù)的研究所。他還根據中國海域的實(shí)際情況,制訂了我國水聲學(xué)“由近及遠,由淺入深”的研究發(fā)展戰略,培養了一大批水聲學(xué)研究人才,其中有多人被外國專(zhuān)家稱(chēng)為“世界級專(zhuān)家”(World class expert)。

1981年,他同他的學(xué)生尚爾昌合作,把他們30年的研究心得寫(xiě)成了我國水聲學(xué)的第一本專(zhuān)著(zhù)——《水聲學(xué)》。

簡(jiǎn)歷

1923—1929年 在北京師范大學(xué)物理系學(xué)習。

1928—1933年 任北京師范大學(xué)物理系助教、講師。

1933—1934年 在比利時(shí)布魯塞爾大學(xué)學(xué)習。

1934—1938年 在法國巴黎大學(xué)朗之萬(wàn)實(shí)驗室攻讀研究生學(xué)位。

1938—1956年 任法國國家科學(xué)研究中心副研究員、專(zhuān)任研究員、研究指導主任。1940年 獲巴黎大學(xué)國家科學(xué)博士。

1956—1958年 任中國科學(xué)院原子能研究所研究員兼中國科學(xué)院器材局局長(cháng)。1957年 當選為中國科學(xué)院學(xué)部委員。

1958—1964年 任中國科學(xué)院電子學(xué)研究所副所長(cháng)。

1964—1984年 任中國科學(xué)院聲學(xué)研究所所長(cháng)。

1984年— 任中國科學(xué)院聲學(xué)研究所名譽(yù)所長(cháng)。

1998年12月28日,深受大家敬仰和愛(ài)戴的汪德昭,做著(zhù)“實(shí)驗”離開(kāi)了人世。

社會(huì )職務(wù)

由于汪德昭的學(xué)術(shù)成就和在國內外科學(xué)界享有的盛譽(yù),1957年,他當選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士),并擔任多種學(xué)術(shù)職務(wù)。他是中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )的榮譽(yù)委員,任過(guò)中國聲學(xué)學(xué)會(huì )理事長(cháng),中國儀器儀表學(xué)會(huì )理事長(cháng),中國物理學(xué)會(huì )副理事長(cháng),中國海洋學(xué)會(huì )副理事長(cháng),中國海洋湖沼學(xué)會(huì )副理事長(cháng);國防科工委水聲學(xué)領(lǐng)導小組組長(cháng)、顧問(wèn);國家科委海洋專(zhuān)業(yè)組成員。他還是法國物理學(xué)會(huì )和法國聲學(xué)學(xué)會(huì )的國外會(huì )員和英國《低頻與振動(dòng)》學(xué)報編委。

榮譽(yù)獎勵

汪德昭1945年曾獲得法國科學(xué)院頒發(fā)的“虞格”(Hughes)獎金;

1981年獲法國聲學(xué)學(xué)會(huì )(前身是法語(yǔ)區聲學(xué)家協(xié)會(huì ))的最高榮譽(yù)獎?wù)隆y質(zhì)獎?wù)拢?/p>

1983年獲巴黎市政府的榮譽(yù)獎?wù)拢?/p>

1991年8月30日,又獲得了法國政府頒發(fā)的“榮譽(yù)軍團軍官”勛章。

汪德昭于1961年加入中國共產(chǎn)黨,曾當選為第一、二、三、四屆全國人民代表大會(huì )代表,中國人民政治協(xié)商會(huì )議第五、六屆全國委員會(huì )常務(wù)委員、第七屆委員。

研究成果

空氣中大小離子平衡態(tài)的研究

上個(gè)世紀末至本世紀初,作為近代物理學(xué)重要內容之一的電磁學(xué)剛剛起步不久,人們在廣泛探索無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的應用時(shí)發(fā)現,在距地面50—1000千米的高空大氣圈內,在太陽(yáng)光(主要是紫外線(xiàn))的照射下,氣體分子會(huì )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(chēng)電離層或電離圈。短波波段的無(wú)線(xiàn)電波能被電離層反射返回地面,從而完成遠距離無(wú)線(xiàn)電通信。后來(lái)人們又發(fā)現,低空大氣層(距地面幾百米至10余千米)中也存在帶電離子,它們對通信,對云、霧、雨、雪的形成和發(fā)展,也就是對氣象、農業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活,都具有十分重要的作用。當時(shí),年輕的法國物理學(xué)家郎之萬(wàn)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“干凈”的大氣,1904年,他獨自爬上高達300米的巴黎埃菲爾鐵塔進(jìn)行了時(shí)間長(cháng)達幾個(gè)月的實(shí)驗研究。結果,他發(fā)現空氣中存在著(zhù)體積很“大”的“大離子”。這在當時(shí)是一個(gè)重要的發(fā)現。

郎之萬(wàn)的這項研究工作引起了當時(shí)國際物理學(xué)界的密切注意,帶動(dòng)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(zhù)很大的分歧,主要是有關(guān)大小離子平衡態(tài)的各種重要參數,世界各地發(fā)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(zhù)名學(xué)者做的,都是幾十次甚至上百次重復測量的平均值,其嚴肅性是不容懷疑的。那么,問(wèn)題在哪里呢?

這一研究課題是由郎之萬(wàn)發(fā)端的,但是因為他當時(shí)還有許多其他重要的工作要做,抽不出時(shí)間來(lái)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(wàn)的研究生,于是郎之萬(wàn)把課題交給了他。從此,汪德昭開(kāi)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(shuō)的微小的懸浮質(zhì)點(diǎn)。當它遇到帶正電荷的小離子時(shí),小離子會(huì )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(huì )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(wàn)測定,在電壓為1伏特時(shí),每秒會(huì )移動(dòng)0.003厘米,因而正負大離子本身相遇而發(fā)生電性中和的機會(huì )是極少的,可以忽略不計。所以,制約著(zhù)大離子增長(cháng)或消滅的,是帶著(zhù)電荷的小離子。而小離子的產(chǎn)生也不是無(wú)限制的,因此,在一定空間內,經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后,其中的大離子本身的增長(cháng)與消滅相等,大離子的數目是一個(gè)常數,于是就成為平衡狀態(tài)。

為了摸清大小離子達到平衡態(tài)的規律,需要人們研究的是:大離子的數量與懸浮質(zhì)點(diǎn)的數量、體積大小的關(guān)系,與小離子濃度的關(guān)系,以及大離子本身合成的系數,此外還包括,大離子的遷移率雖然微弱,但它的移動(dòng)譜線(xiàn)是什么樣的,等等。所有這些都需要通過(guò)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(gè)難題,汪德昭花了幾個(gè)月的時(shí)間進(jìn)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(jìn)行的,各地條件不一,沒(méi)有控制懸浮質(zhì)點(diǎn)的體積、密度、電離強度,等等;其次是沒(méi)有一套較完整的理論來(lái)描述大離子的合成機理。于是,他建議在試驗室里用人工的方法創(chuàng )造一個(gè)可以控制的環(huán)境,從實(shí)驗和理論兩個(gè)方面來(lái)系統地研究大、小離子的平衡態(tài)。

這個(gè)建議得到了郎之萬(wàn)的同意和鼓勵,汪德昭便開(kāi)動(dòng)腦筋,創(chuàng )造性地設計實(shí)驗。他用人工制成均勻的煙中的懸浮質(zhì)點(diǎn)來(lái)獲得大離子,而用X射線(xiàn)或放射性鈹產(chǎn)生小離子。當大、小離子達到平衡態(tài)時(shí),汪德昭進(jìn)行測量,共測量了:(1)大離子的數量隨懸浮質(zhì)點(diǎn)數量而變化的情況;(2)大離子的數量隨懸浮質(zhì)點(diǎn)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)大離子的合成系數隨懸浮質(zhì)點(diǎn)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(chuàng )造性地應用了幾種非常簡(jiǎn)單但又解決問(wèn)題的方法。例如,為了測量懸浮質(zhì)點(diǎn)的數目,他設計、創(chuàng )造了一種簡(jiǎn)便的光學(xué)與靜電計相結合的儀器,既可以觀(guān)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(zhì)點(diǎn)的大小,他采用了稱(chēng)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,他采用了交流電場(chǎng)法,觀(guān)察大離子的正弦運動(dòng),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(shí)驗室實(shí)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(fā)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(shí),汪德昭還和郎之萬(wàn)共同推導出大離子合成系數理論,并應用于低空大氣層中,解決了國際上爭論多年的問(wèn)題。

1940年,汪德昭以這項研究為主要內容寫(xiě)成論文,通過(guò)了法國國家科學(xué)博士學(xué)位的答辯。1945年,法國科學(xué)院鑒于這項成果開(kāi)創(chuàng )了精確研究大、小離子平衡態(tài)的方法,并建立了大、小離子平衡態(tài)的新理論,向汪德昭頒發(fā)了“虞格”獎金。這種獎金每年頒發(fā)一次,只發(fā)給一名有重要創(chuàng )造性研究成果的學(xué)者。1955年4月,在愛(ài)爾蘭首府都柏林召開(kāi)的“國際凝聚核學(xué)術(shù)討論會(huì )”上,平衡態(tài)理論被定為“郎之萬(wàn)-汪德昭-布里加理論”。現在,這個(gè)理論已成為大氣電學(xué)中的經(jīng)典理論。

“負光致效應”的證實(shí)

在一般情況下,光的輻射壓力作用在空氣中懸浮質(zhì)點(diǎn)上時(shí),質(zhì)點(diǎn)會(huì )沿著(zhù)力的方向產(chǎn)生運動(dòng)。這種現象被稱(chēng)作“光致效應”。所謂“負光致效應”,則是指懸浮質(zhì)點(diǎn)沿著(zhù)力的相反方向運動(dòng)。這種現象曾經(jīng)引起A.愛(ài)因斯坦(Einstein)的重視。愛(ài)因斯坦在1939年7月10日寫(xiě)信給郎之萬(wàn)時(shí)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(guò)后不久,汪德昭決定用實(shí)驗來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。他精心設計了一個(gè)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(shí)驗裝置,在其中進(jìn)行的實(shí)驗結果證明,負光致效應確實(shí)存在。至于其原因如何,尚待做出回答。當時(shí),巴黎大學(xué)的光學(xué)專(zhuān)家、法國科學(xué)院院士J.卡巴納(Cabannes)看了汪德昭的實(shí)驗以后稱(chēng)贊說(shuō):“這是一個(gè)重要的關(guān)鍵性的實(shí)驗。”

用β射線(xiàn)控制紙張和照相干板藥膜厚度

汪德昭是早期探索把人工放射元素應用在工業(yè)上的科學(xué)家之一。1947年,他設計、試驗應用β放射源于控制紙張的厚薄上。由于印制紙幣對紙張的均勻度要求極高,于是,他把自己的設計最早用在造幣紙的生產(chǎn)上。在紙的一面放置兩臺能量相同的β放射源,而在紙的另一面放置兩臺放射線(xiàn)接收計。當兩臺接收計的指針指示同一數字而且恒定不變時(shí),表明紙的厚度是均一的。如果兩臺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,則表明前后生產(chǎn)的紙張厚度不勻。應用這樣一種簡(jiǎn)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于控制照相干板藥膜的厚度上。人們一般認為,干板的藥膜經(jīng)過(guò)放射線(xiàn)照射后會(huì )感光和變黑。汪德昭想,當放射線(xiàn)弱到一定程度而且掃描時(shí)間很短時(shí),情況應當有所不同——不會(huì )感光卻能測出藥膜厚度來(lái)。于是他做了多次實(shí)驗,證明在弱放射性下干板藥膜不會(huì )感光,照出的照片仍然有效。這項試驗打破了人們的舊觀(guān)念。

測出二硫化碳液體吸收超聲波準確數據

郎之萬(wàn)是世界上第一個(gè)用壓電晶體和當時(shí)剛剛發(fā)明不久的無(wú)線(xiàn)電高頻線(xiàn)路相結合而產(chǎn)生穩定的大功率超聲波的人。超聲波在工業(yè)生產(chǎn)中可用于清洗、粉碎、探傷等,有著(zhù)廣泛的應用前景,所以各國科學(xué)家都很關(guān)心超聲波在液體中能量被吸收的規律。當時(shí),人們不僅按照斯托克斯-基爾霍夫(Stokes-kirchhoff)的超聲吸收機理,算出了吸收系數的理論值,而且實(shí)際測定了多種化學(xué)物質(zhì)的溶液(水、酸、堿、鹽)吸收系數,結果二硫化碳的吸收系數的理論值與實(shí)驗值相差較大,不同作者的實(shí)驗值也很不相同。1946年,汪德昭利用在郎之萬(wàn)實(shí)驗室的有利條件,對二硫化碳的吸收系數進(jìn)行了測定。他采取各種措施排除干擾,采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(shí),αa/N2=4.500×10-17。這個(gè)數值被超聲工作者認同和采用。

研究影響

培訓骨干,組建機構

汪德昭于1956年底回國后,開(kāi)始在中國科學(xué)院原子能研究所從事有關(guān)材料的研究。1958年初夏,汪德昭被派往蘇聯(lián)進(jìn)行水聲學(xué)考察,以便組建并開(kāi)展我國國防水聲學(xué)研究。當時(shí),發(fā)展國防水聲學(xué),建立起中國的水下萬(wàn)里長(cháng)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(diǎn),汪德昭毅然接受任務(wù),挑起重擔。

從莫斯科考察歸來(lái),汪德昭調任中國科學(xué)院電子學(xué)研究所副所長(cháng)兼七室主任,這個(gè)研究室就是國防水聲研究室。這時(shí),汪德昭并沒(méi)有挑選水聲學(xué)的前沿課題,去追求自己在學(xué)術(shù)上的新建樹(shù),而是甘當“工作母機”,去遴選和培養國防水聲學(xué)研究的骨干力量。為了解決人員來(lái)源問(wèn)題,經(jīng)過(guò)周恩來(lái)總理批準,從重點(diǎn)高等院校抽調了100名還差半年或一年畢業(yè)的優(yōu)秀在校大學(xué)生,提前畢業(yè)分配到中國科學(xué)院,參加水聲學(xué)研究工作,通過(guò)實(shí)踐邊干邊學(xué)。汪德昭親自為這些學(xué)生上課,組織人員編寫(xiě)和翻譯教材,并帶領(lǐng)年輕人一點(diǎn)一點(diǎn)地研制實(shí)驗設備。經(jīng)過(guò)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(lèi)領(lǐng)域的前沿;當年被人稱(chēng)為“青苗”的100人中,有相當數量的人員具有國際學(xué)術(shù)聲譽(yù)。

經(jīng)過(guò)幾年的籌備和充實(shí),1964年7月1日,以水聲學(xué)為重點(diǎn),包含聲學(xué)各分支學(xué)科的綜合性聲學(xué)研究所——中國科學(xué)院聲學(xué)研究所正式成立,汪德昭擔任所長(cháng)。在此之前,在他的籌劃下,已在我國先后建立起南海、東海和北海3個(gè)水聲科學(xué)研究站。

“文化大革命”中,聲學(xué)研究所曾經(jīng)三次改變隸屬關(guān)系。1967年劃歸國防科委領(lǐng)導,1969年劃歸海軍司令部七院領(lǐng)導,1970年10月,聲學(xué)研究所被拆散,水聲部分劃歸國家海洋局,其余超聲和電聲部分劃歸中國科學(xué)院物理研究所。1977年8月,汪德昭給鄧小平寫(xiě)信,建議立即恢復聲學(xué)研究所。鄧小平采納了他的建議,1979年1月,聲學(xué)研究所恢復,汪德昭繼續擔任所長(cháng),直到1984年。

參與中蘇聯(lián)合水聲學(xué)考察

根據中蘇兩國政府和科學(xué)院的協(xié)議,中蘇兩國的水聲學(xué)專(zhuān)家于1960年1月至3月,在我國南海聯(lián)合進(jìn)行了水聲學(xué)考察。汪德昭自始至終領(lǐng)導和參與了考察中的水聲學(xué)實(shí)驗。為了全面掌握考察進(jìn)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(xiě)“科學(xué)考察活動(dòng)日志”,主要內容是摘記每天執行的實(shí)驗項目、內容、情況、參加人員等。通過(guò)日志的積累和統計,為這次考察活動(dòng)提供了寶貴的記錄。

汪德昭注意利用一切機會(huì )培養青年人。考察期間,他組織蘇聯(lián)方面專(zhuān)家給青年講課,以后又組織大家把講課內容加以整理,編寫(xiě)成一本講義,供學(xué)習參考之用。

由于中蘇關(guān)系破裂,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,并要把上萬(wàn)米的水聲考察數據記錄(電影膠片)帶回蘇聯(lián)。在這突如其來(lái)的事件面前,汪德昭冷靜沉著(zhù),處變不驚,經(jīng)過(guò)研究請示,他派人先期回到北京將資料加以復制,而后把原片按協(xié)議交給了蘇方。事后,他又組織青年科技人員參加考察花了半年時(shí)間,把這些資料整理完畢,編寫(xiě)成8本水聲學(xué)的考察報告——我國第一批水聲學(xué)研究報告。

根據聯(lián)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,并提出對敵作戰時(shí),我方潛艇應采取的措施,供海軍參考。

提出了我國水聲學(xué)研究的指導思想

水聲學(xué)是研究水中聲波的產(chǎn)生、傳播、接收和計量等問(wèn)題及其應用的一門(mén)學(xué)科。水中聲波的速度依傳播介質(zhì)的性質(zhì)和狀態(tài)(如溫度、鹽度、壓力)的不同而不同。人們可以通過(guò)設置在水下的聲波傳感器——被動(dòng)式聲納探測到潛艇航行時(shí)發(fā)出的聲音,并辨別其所在的方向和距離,也可以用聲納探測魚(yú)群或其他水下發(fā)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(xiàn)長(cháng)達18000多公里;同時(shí),海況又比較特殊,無(wú)論是南海、黃海、東海還是渤海,沿岸水深一般不超過(guò)200米,大陸架一般寬達幾十公里。針對我國海洋的實(shí)際情況,為了真正建立起反潛預警體系,汪德昭經(jīng)過(guò)實(shí)地考察和深思熟慮,于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(kāi)展近海、淺海的水聲特征的研究,而后再研究遠海、深海的水聲特征。實(shí)踐證明,汪德昭提出的這個(gè)指導思想是行之有效的。幾十年來(lái),在他的指導下,我國許多淺海聲場(chǎng)研究在國際上處于領(lǐng)先地位。

水聲學(xué)基礎研究碩果累累

汪德昭是一位實(shí)驗物理學(xué)家,擅長(cháng)動(dòng)手做實(shí)驗;同時(shí)又是一位非常重視基礎研究和應用基礎研究的科學(xué)家。他深知,沒(méi)有雄厚的基礎研究做后盾,是不可能更好地為聲納現代化服務(wù)的。聲波的傳播受海洋條件的影響很大,不進(jìn)行大量的水聲物理的理論和實(shí)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(xué)研究所在水聲學(xué)基礎研究中取得了很多創(chuàng )造性的成果。其中主要有:

(1)在簡(jiǎn)正波聲場(chǎng)理論研究的基礎上,嚴格證明了簡(jiǎn)正波-射線(xiàn)表達式之間的變換關(guān)系,并導出了簡(jiǎn)正波-射線(xiàn)混合公式,受到了國際水聲學(xué)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(chǎng)直觀(guān)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征提供了依據。

(2)在聲場(chǎng)的時(shí)空實(shí)驗方面,確定了聲場(chǎng)時(shí)間和空間的相干范圍,證實(shí)了淺海聲場(chǎng)的橫向相關(guān)性在一定范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(guān)達600米的數據,為遠場(chǎng)被動(dòng)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(chǎng)中,海底的聲學(xué)性質(zhì)是一個(gè)關(guān)鍵性的影響因素。經(jīng)對高聲速海底的小掠角反射損失進(jìn)行理論分析,得出了反射損失的頻率關(guān)系,主要歸因于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(xiě)提供了理論基礎。

(4)在海洋中,水溫隨深度增加而下降。但到一定深度以后,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(huì )聚焦在一起,會(huì )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(guān)深海聲場(chǎng)研究中的一個(gè)重要課題。1978年,時(shí)年73歲的汪德昭,率領(lǐng)大批科技人員親自登艦,在南海進(jìn)行了我國第一次深海水聲實(shí)驗,他的學(xué)生張仁和發(fā)展了一種新的廣義相積分近似,提出了“反轉點(diǎn)會(huì )聚區”的概念,解決了反轉點(diǎn)會(huì )聚區聲場(chǎng)計算問(wèn)題。同時(shí),這一實(shí)驗與理論預言相符,證實(shí)了我國南海深海中存在著(zhù)很強的反轉點(diǎn)會(huì )聚區。

除此之外,他們還在淺海聲場(chǎng)研究、低噪聲信道、海洋內波對聲場(chǎng)起伏的影響,以及遠程混響模型等方面,取得了很大的成績(jì)。同時(shí),他們對南海、東海、北海等3個(gè)主要海區的水聲傳播規律也積累了大量海上實(shí)驗數據,許多數據、規律被國內有關(guān)單位在設計和研制新型水聲設備時(shí)采用;也為海軍聲納的使用提供了依據。不少著(zhù)名國際水聲學(xué)家表示,中國的水聲研究可能僅次于美國,比前蘇聯(lián)還強。美國高爾德(Gould)公司國際電子部的總裁曾公開(kāi)表示,淺海聲場(chǎng)方面最有發(fā)言權的是中國。

為聲納現代化服務(wù)

早在二次大戰時(shí)期,汪德昭就隨同郎之萬(wàn)一起,為法國的海軍研制過(guò)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(guò)貢獻。回國以后,汪德昭一面指導青年人開(kāi)展水聲學(xué)的基礎理論研究,一面繼續組織力量,開(kāi)展有關(guān)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發(fā)展有兩個(gè)特點(diǎn):一是將迅速發(fā)展的參量信號模型等統計信號處理技術(shù)用于聲納信號處理,以提高聲納對復雜環(huán)境的適應能力。二是將大規模集成電路和微處理機用于聲納,使聲納信號處理設備向智能化、通用化和積木化方向發(fā)展。汪德昭及時(shí)抓住了這些特點(diǎn),70年代末,他自費從法國帶回了微處理機,并很快改變了聲納信號處理設備,使聲學(xué)研究所以信號處理設備為核心的聲納新技術(shù)研究進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。

水聲換能器

及材料的研究

同時(shí),他還狠抓了水聲換能器及材料的研究。由汪德昭直接領(lǐng)導的換能器研究室,研制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(dòng)達到寬頻帶工作,在國際上處于領(lǐng)先地位。

由于做了這些工作,聲學(xué)研究所對國防建設和國民經(jīng)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(guān)和數字與波束定向技術(shù)已被國內普遍采用。正是這些新技術(shù),誕生了我國第一臺近岸水下預警聲納,結束了敵方潛艇在我國近海海域招搖而過(guò)的局面。此外,20號魚(yú)雷聲制導系統、魚(yú)雷靶場(chǎng)跟蹤系統、505潛用綜合聲納等,都在相應的崗位上發(fā)揮了各自的作用。在經(jīng)濟建設方面,利用水聲自適應技術(shù),很快就研制出了一種十分靈敏而別致的報警設備。利用聲納技術(shù)研制出的761型波束漁探儀,不僅能搜索、跟蹤魚(yú)群,而且能在顯示器上直觀(guān)地指出魚(yú)群的方位、距離和魚(yú)群大小。滬漁387號漁輪在試用作業(yè)中,利用該漁探儀測到了2000米遠處的大魚(yú)群,結果一次網(wǎng)魚(yú)212噸。QPY-1型淺地層剖面儀用于勘察水下地層結構,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(xué)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(huì )評價(jià)

“對人類(lèi)進(jìn)步盡自己的義務(wù)”的科學(xué)家

1931年,郎之萬(wàn)到中國講學(xué),在北京講演中曾談到:“一個(gè)真正的科學(xué)家,不應把自己關(guān)在象牙塔中。他負有社會(huì )責任,應對人類(lèi)進(jìn)步盡自己的義務(wù)。”這幾句富有哲理的話(huà),對汪德昭影響至深,成了他的座右銘。

腳踏實(shí)地,一絲不茍

汪德昭把自己半個(gè)多世紀從事科研工作的經(jīng)驗,歸納為“標新立異,腳踏實(shí)地;一絲不茍,自己動(dòng)手”這樣幾句話(huà)。所謂標新立異,指的是研究工作一定要有創(chuàng )造性,不論是理論、實(shí)驗、技術(shù)、方法還是工具,都應當有創(chuàng )造性。

汪德昭一生中發(fā)表的論著(zhù)不算多,但他做的每一項實(shí)驗,都比前人有所創(chuàng )新,因而每一篇論文都有自己的特點(diǎn)。前些年,他發(fā)現有的科技人員只追求論文的數量,做了一點(diǎn)兒工作,卻可以寫(xiě)出3篇、4篇甚至5篇文章。他對此深為不安,馬上發(fā)表了8點(diǎn)意見(jiàn),指出科學(xué)家應對社會(huì )負責任,寫(xiě)學(xué)術(shù)論文應當強調創(chuàng )造性,而不能玩弄數學(xué)游戲,對一篇科學(xué)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(chuàng )造性,但在實(shí)際工作中,卻非常強調腳踏實(shí)地,嚴肅認真,一絲不茍。他在審查研究生的論文時(shí),不但要看選題、立論、實(shí)驗、方法,就是對論文的遣詞造句,乃至標點(diǎn)符號,都要認真推敲、修改。

汪德昭還特別重視實(shí)驗技術(shù),要求科研人員學(xué)會(huì )自己動(dòng)手。1982年7月,在聲學(xué)研究所研究生座談會(huì )的發(fā)言中,他對研究生們講的第一條意見(jiàn),就是要求大家必須重視實(shí)驗技術(shù),培養自己動(dòng)手的能力。對于這一點(diǎn),汪德昭深有體會(huì )。1948年,他曾為法國原子能委員會(huì )設計研制了可以測量1000個(gè)電子的電荷的高靈敏度靜電計,以及微量天平,得到國外著(zhù)名科學(xué)家較高的評價(jià)。其中,高靈敏度靜電計被命名為“居里-汪氏型”。1941年,I.居里(Curie)使用的一臺德國造的靜電計壞了,因戰爭無(wú)法再買(mǎi)新的,影響到研究工作,請汪德昭幫助修理。雖然汪德昭并沒(méi)有修理過(guò)靜電計,但經(jīng)過(guò)細心琢磨,用1個(gè)月的時(shí)間,終于設法把直徑僅1微米、肉眼幾乎看不見(jiàn)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(jìn)行。自此,汪德昭修理儀器的聲名大噪,不少科學(xué)家都來(lái)求他幫助修理當時(shí)戰爭狀態(tài)下無(wú)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(shù)部長(cháng)H.居里安(Curien)來(lái)華代表法國政府向汪德昭授勛時(shí),在賀詞中還提到了這件事,盛贊汪德昭具有一雙巧手,并說(shuō):“汪是當時(shí)全法國能做這項工作的唯一的人”。

汪德昭是我國一位杰出的科學(xué)家,他對我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是對我國國防水聲科學(xué)研究的貢獻,將永遠鐫刻在中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史上。

主要論著(zhù)

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(qián)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(xué)學(xué)報,1981,4:209—217.

29 汪德昭,尚爾昌合著(zhù).水聲學(xué)(現代物理學(xué)叢書(shū)).北京:科學(xué)出版社,198L

30 汪德昭主編.英漢聲學(xué)詞匯.北京:科學(xué)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,黃曾旸,汪德昭.用極點(diǎn)方法識別水下目標.物理學(xué)報,1984,33:546.

34 汪德昭,趙克勇,關(guān)定華.法漢水聲學(xué)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.光纖偏振型聲傳感器.儀器儀表學(xué)報,1988,9:1—8.

個(gè)人生活

1937年,抗日戰爭爆發(fā),汪德昭此時(shí)遠在巴黎,無(wú)法直接抗擊日本侵略者,便不遺余力地支持法國人民的反法西斯斗爭。他知道,這也是對抗戰中的祖國和人民的支持。[1]

1940年法國戰敗,德國法西斯占領(lǐng)了法國,抓走了汪德昭的老師、“世界反法西斯同盟”委員會(huì )主席郎之萬(wàn),投入巴黎的桑德監獄,只是懾于輿論,未敢對郎之萬(wàn)下毒手。維希傀儡政府也宣布取消郎之萬(wàn)的法國科學(xué)院院士的資格。這時(shí),汪德昭卻偏偏把自己的論文寄給郎之萬(wàn)簽署意見(jiàn),而后在法國科學(xué)院院報上發(fā)表(這份院報規定只發(fā)表有院士推薦的文章);他還邀請當時(shí)同在巴黎的錢(qián)三強也把論文寄給郎之萬(wàn)審閱,以擴大正義的聲勢。[1]

郎之萬(wàn)入獄后,汪德昭時(shí)時(shí)惦記著(zhù)郎之萬(wàn),每逢節日,他總是想方設法給郎之萬(wàn)帶去各種小禮物;有一年郎之萬(wàn)過(guò)生日,汪德昭還特意送去一尊中國的“老壽星”。郎之萬(wàn)1942年1月9日寫(xiě)信對汪德昭說(shuō):“……你所給予我的真誠友誼和珍貴物品,正在幫助我度過(guò)這漫長(cháng)的流放生活,特別是你的友誼是我永遠可以依靠的。……”[1]