院士吴硕贤的“斜杠”人生:建筑技术科学领域唯一院士,每日写诗坚持三年

吴硕贤

建筑技术科学专家。中科院院士、华南理工大学教授。1947年5月生于福建泉州。1970年清华大学土木建筑系建筑学专业毕业,1981年、1984年先后获清华大学硕士、博士学位。现任华南理工大学建筑技术科学研究所所长,曾兼任中国建筑学会建筑物理分会副理事长,建筑声学专业委员会主任委员。长期从事建筑与环境声学研究。系统提出城市交通噪声预报、仿真及防噪规划的理论与方法,阐明声学虚边界原理,推导出混响场车流噪声简洁公式,较好地解决国际上20多年未解决的问题。完成首例将建筑辅助设计软件与声学软件链接以分析室内音质的工作。此外,还提出厅堂响度评价新指标和计算公式等。

在吴硕贤的世界里,一切事物都可以用诗表达。

从季节气候到风景自然,从儿时故乡求学工作,到绿色建筑,声学听觉,从书法音乐,到鼠牛虎兔十二生肖,从小蛮腰、港珠澳大桥,到红楼佳人……万事万物皆入其诗。四言五言、七言杂言,律诗绝句,不一而足。

吴硕贤爱写诗,文学功底深厚,他更是中国建筑技术科学领域首位也是唯一一位中科院院士。他身上有很多“第一”:中国建筑界与声学界培养的第一位博士;中国城市交通噪声预报、仿真及防噪规划领域第一人;第一个阐明声学虚边界原理,解决了一个国际难题;提出一个新学科——光景学,用一种全新的角度来研究人居光环境。

建筑环境声学,相对边缘和冷门。吴硕贤却坚守40余年,做出了卓越贡献。其团队承担过包括人民大会堂、广州大剧院、广州白云国际会议中心、广东粤剧院等近百项工程的声学研究与设计任务,填补了建筑声学领域多个空白。

建筑声学院士吴硕贤接受南都采访。

吴硕贤希望,有更多人认识到听觉关怀的重要性,更多人加入建筑环境声学的研究队伍。

文理兼修

从儿时文学梦到清华园学霸

“平仄仄,仄平平,格律严亲一点明。唐宋诗词元散曲,众香国里吮花精。”“停设备,撤专家,蜜月期终关系差。始立攀登科技志,徜徉数理咀英华。 ”

11月3日早上6点,吴硕贤照例在朋友圈更新他的每日一诗:红楼工作已多年,昔日谁曾住此间?四壁无言唯静默,人如流水屋如岩。

如果不出差,72岁的吴硕贤仍会每日到华工建筑红楼办公室。现在,带着四位博士的他,实验室的相关课题也仍在推进中。

自2016年9月10日起,70岁的吴硕贤有了第一部苹果手机,学生帮他开通了微信。此后每日清晨,他便作诗一首发表于朋友圈,日日不落,至今已坚持三年多。

最近这些诗结集出版,书名《恒吟集》。与1995年他出版的《偶吟集》是对照与延续,当时由著名文学家茅盾先生题写书名,叶圣陶先生作序。

1947年,吴硕贤出生于福建诏安的书香世家,父亲吴秋山任教高校古典文学,是诗人、散文家兼书法家,与郁达夫是莫逆之交。母亲亦是中学语文教师。

年轻时的吴硕贤。

自幼受家学熏陶,吴硕贤熟习古典文学诗词格律,学习书法写作。数十年间,诗词书法一直是他业余的第一爱好。“写了近2000首。”

小时候,吴硕贤的理想就是成为作家或诗人。

读到初中时,当时中央号召青少年向科学进军。自此,吴硕贤开始立志攀登科学高峰,报效祖国,求学志向和兴趣逐渐转向数理化。

吴硕贤是学霸,文理兼修,从小学到高中毕业一直是班上第一。1965年,他以六科总分569分的成绩名列福建理科总分第一,也是当年全国高考的最高分。

吴硕贤的目标是清华大学,一开始专业没想好。时任福建省建设厅的建筑工程师舅舅建议,清华建筑系很好,梁思成很有名。是年,吴硕贤进入清华大学建筑学专业。

“谁知好景无常……分配匆匆,学业草收场。”吴硕贤在词中写到。“文革”袭来,学业飘摇。“我们这几届大学生终归没有接受完整、系统的本科教育。”

解决国际难题

最早关注交通噪声预报及防噪规划

“昔时书院山林立,为求学问须宁谧。岳麓秀湘西,庐山白鹿栖。思维流意绪,要在聆心语。若避噪声侵,思程自远深。”

1970年,大学毕业的吴硕贤被分配到西安铁路局基建处工作。1974年又调到南昌铁路局,先后在第二工程段和福州设计所工作,承担过桥梁隧道的施工建设,几经辗转才正式归队,回到他的建筑设计领域。

“我是干一行,爱一行。”这期间吴硕贤系统地自学了结构工程和建筑学专业课程,包括结构力学、钢筋混凝土结构、测量学等。他的数理基础好,并不吃力。

1978年,教育部恢复研究生招生。31岁的吴硕贤面临人生又一重要抉择。

硕士答辩。

当时,妻子即将临盆,老工程师笑他,“研究生招得很少,你却敢去考?‘癞蛤蟆想吃天鹅肉’”。吴硕贤做好了被嘲笑的打算,但他想尽人事听天命。

他考上了。成为“文革”后首批研究生。因数理好,吴硕贤从初试的建筑历史方向,转入建筑声学。1981年硕士毕业后,他又被系里选留攻读博士,师从吴良镛院士、张昌龄教授、马大猷院士。

吴硕贤与老师马大猷院士(左一)在一起。

“人居声环境非常重要,2016年,在全国环保投诉中,噪声投诉占了43.7%,经常是排第一位的。”在建筑声学领域,吴硕贤最早的研究方向是城市交通噪声。

早在上世纪80年代初,他的博士论文在国内首次关注“道路交通噪声的预报、计算机模拟及其在城市防噪规划中的应用”。

当时,为了解车流对建筑和街道的影响,要知道车辆声音的强度,吴硕贤只能用“笨办法”。他租来不同类型的汽车,拉到北京郊区沙河机场,测量不同车辆在不同车速下的最大声压级,再据此反推出车辆的声功率。

学院唯一的计算机,被吴硕贤盯上。他自学计算机编程,设计出用计算机模拟车流噪声、用计算公式预报噪声等高效便捷的研究方式。“当时获得大量一手数据,后来被很多人引用。”

他也成为我国建筑界与声学界自己培养的第一位博士生。其博士论文系统提出城市交通噪声预报、仿真及防噪规划的理论与方法,在该研究领域做出了开拓性工作。

此后,吴硕贤又首次阐明声学虚边界原理(虚墙法),较好地解决了国际上20多年未能解决的难题。

填补多个空白

带领团队改进人民大会堂音质

“常人偏重视知觉,不识听闻位更前。荷马史诗凭口授,周风雅颂藉声传。卜辞未刻存音乐,殷契无痕赖语音。往昔分期疑有误,文明岂止五千年。”

走进一个场所,吴硕贤的第一反应,不是“看”,而是“听”。40多年的职业习惯,使他有双敏感的耳朵。拍拍手、“吼嘿”两声,基本就能判断所处建筑的声场。于他,看声音的脉冲响应数据,就像老练的医生看肺部X光片。

吴硕贤的座右铭是,半世追求谋致用,平生研究贵坚持。

1984年博士毕业后,吴硕贤到浙江大学任教,直到1998年调任华南理工大学建筑学院工作。这一时期,国内建筑产业热潮汹涌,建筑行业愈发吃香走俏。吴硕贤却坚持较冷门的建筑声学方向,不为所动。

他曾对媒体回忆了那段经历:“那时候,我还比较清贫。如果我放弃学术研究,去做建筑设计,收入肯定丰厚,但要当院士可能就泡汤了。我利用那段时间在学术上进行积累,在国际刊物上发表了很多重要论文,我是一个坐得下冷板凳的人,比较有定力。”

“国内搞建筑声学的人太少了,过去我国建筑设计,过多关注视觉要求和外观设计,追求‘视觉冲击’,我们对人的听觉关怀一直都很欠缺。”

在国外,仅以英国为例,其从事建筑环境声学相关的研究与咨询单位达280多家,而我国13亿人口,研究建筑声学的机构,吴硕贤称,“屈指可数,寥寥无几。”

他举了厅堂建筑史上一个极端的案例。上世纪60年代,美国林肯中心音乐厅建成时,因为音质欠佳,结果拆掉重建,直至音质满意为止。

吴硕贤带领年轻科研人员做研究。

“我们很多宾馆虽然是五星级,但它的隔声很差,隔壁房间看电视,这边也能听得见。这怎么行?互相干扰。”他认为,提高建筑品质,改善人居环境,和人们实现美好生活息息相关,建筑声学非常重要。

就连平时给中小学生做科普,吴硕贤也会不厌其烦地介绍听觉关怀的重要性。

他反复强调,宁静方能致远。而对于专门听音的场所,声学设计则更为重要。室内声学、厅堂音质、声景观等,正是吴硕贤后来在建筑声学领域的主攻方向。

一个好的厅堂声音是怎样的?

吴硕贤向南都记者解释,衡量厅堂声学条件,一般有四大指标:一是要有适当响度,太响太弱都不行;二是混响时间。“厅堂听音与旷野听音不同,除了直达声,还有各个界面的反射声,混响时间太长会听不清楚,太短则声音较干。”要保证一定清晰度也要有一定丰满度;三是声音空间感。“要有被音乐包围的感觉,就要通过双耳互相关系数体现”。四是,高中低各频率要平衡。

建筑声学专家的声学设计,则通过对建筑体量、建筑体型、建筑界面材料等进行设计与控制,以期实现声学目标。

在这一领域,吴硕贤完成了首例将建筑辅助设计软件与声学软件链接以分析室内音质的工作。此外,他还提出厅堂响度评价新指标和计算公式。

在华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室声学实验室里,一座“石盖子”缓缓打开,露出广州大剧院歌剧厅1/20的几何缩尺模型:1804张红色座椅,“品”字形红舞台,“双手环抱”的3层坐席……细节逼真。

广州大剧院正式启用前一年多,吴硕贤领衔的团队对其进行了声学缩尺模型实验和现场测试,“为了让广州大剧院‘听起来很完美’,确保每个位置都能听到高保真声效”。

吴硕贤团队还承担了包括北京人民大会堂、广州友谊剧院、广州白云国际会议中心、广东粤剧院等100余项工程的声学研究与设计任务,填补建筑声学多个空白。

在人民大会堂音质改进中,团队率先使用三维计算机仿真软件进行计算。

“通过多年的研究,我们能做到,模型实验物理参量的预测,跟将来建成后的物理参量测量高度接近”。

广州大剧院被评为“世界十大歌剧院”,是亚洲国家剧院中唯一入选的剧院。白云国际会议中心在首届世界建筑节上摘取公共类建筑的最高荣誉,成为我国参评建筑中唯一一个获奖项目。

但也许少人知道,这背后也有吴硕贤及团队在建筑声学上的功劳与付出。

坚守与创新

在国际上首提“光景”概念

“耕耘何必求收获,只问穷求索。忽闻获奖报佳音,天下自有公道在人心。人生渐老年迟暮,犹迈攀登步。问君能有几多欢,恰似菊丛秋季满庭妍。”

获得2016年度广东省科学技术奖突出贡献奖后,吴硕贤写下这首《虞美人·闻获广东省突出贡献奖有感》。

泡书房也是吴硕贤的习惯之一。

至今,在一个相对冷门的研究领域坚持长达40多年,会寂寞吗?

吴硕贤认真地回答,“建筑声学算是相对冷门的专业,但是非常重要,必须坚守。如果你再不坚守,那就更没有人做了,不仅要坚守而且要不断呼吁、不断科普。”

如同对诗词书法的一生热爱,吴硕贤说:不论专业或业余,要做好一件事,一是兴趣,能陶醉于其中,享受乐趣,而不过多受功利或其他动机驱使;二是有要么不做,要做就努力做到最好的志向和由此产生的恒心与韧性。

作为“建筑环境声学边缘领域的开拓者”,吴硕贤还曾入选“新中国影响广东100位贡献人物”。

2005年,吴硕贤当选中国科学院院士,是中国建筑技术科学领域首位中国科学院院士。

更让他开心的在后头,2007年科技部批准在华工建设中国建筑学领域唯一的“亚热带建筑科学国家重点实验室”,吴硕贤任首任主任。

在他的带领及团队传承下,这里成为建筑声学领域的研究重地。“实验室在研究可听声方面,是国内最好的,也已达到国际先进乃至领先的水平。”

实验室首次建立中国人头传输函数HRTF数据库,在国际上率先实现三维视听一体化的座位选择系统:具有不同听觉主观偏好的观众,可事先根据对各座位区音质的试听,选择购票的座位。

目前该系统已在厦门国际会议中心音乐厅以及在费拉拉歌剧院实现。未来去广州大剧院听歌剧,或也有望提前“听音选座”。

实验室与星海音乐学院合作,经过混响室法和消声室法的对比验证,30余种重要的民族乐器声音频谱、声功率、声能辐射指向特性的系统测量总体完成,形成较系统的民族音乐干信号资料库和民族音乐厅堂音质理论和优选指标。

这些数据指标,已应用到广州友谊剧院改造以及广东粤剧院等工程设计上,香港西九龙演艺中心剧院,也将之列为设计的重要参考。

吴硕贤还从事建筑设计理论研究,开展建筑环境评价方法体系、人的行为模式和使用后评价研究,初步建立了建成环境主观评价理论体系,相关项目获广东科学技术一等奖,在国内产生广泛影响。“过去我们的建筑程序是不完整的,立项设计、施工建设、投入使用,缺少立项前策划及使用后反馈评估,我们把它补充为一个完整科学的程序。现在建设部也很重视,正在推进中”。

这两年,吴硕贤在《光景学发凡》论文中在国际上首次提出“光景”的概念,并倡议开展“光景学”学科研究。最近他在重新修订《建筑声学设计原理》第二版。

生活中,吴硕贤也不太喜喧哗,更喜安静,他的更多表达和情绪似乎都在诗里了。

他在诗中写,“忆人生,千里路。紧要关头,往往无多步。面对亡羊歧路处,慎择明思,莫使良机误。识才能,培兴趣。贵在坚持,乐习朝同暮。有志夺魁终不负,天道酬勤,此理当无误”。

吴硕贤书法作品。

当下,吴硕贤很关心建筑声学的传承。“希望有更多人能认识到听觉关怀的重要性,有更多人加入到建筑声学领域的研究队伍。”

傍晚5点多,采访结束,吴硕贤走出建筑红楼,骑着单车,儒雅地从我们身边划过一条弧线。

/高光时刻 /

上世纪90年代初,车流噪声对建筑影响的算法,尚停留在“理想化”的自由场内。吴硕贤首次阐明声学虚边界原理(虚墙法),推导出混响场车流噪声简洁公式,较好地解决了国际上20多年未能解决的难题。

出品:南都采编指挥中心统筹:南都人物新闻工作室采写:南都记者 贺蓓摄影:南都记者 陈辉(资料图)视频:南都记者 李琳动画:叶秋艳 曾俊豪