声学名人I 魏荣爵先生——中国声学专业的开创者

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引言

 

12月14日,2025声学创新发展大会在南京举行,会议上还进行了“魏荣爵奖”的颁奖仪式。该奖项以我国近代声学奠基人之一的魏荣爵先生命名,他与马大猷先生被声学界称为“北马南魏”。该奖项自2018年首次颁发以来,已获得学术界、产业界等多领域的认可。但魏荣爵先生却十分“低调”,他的生平与成就可能有很多声学从业者都没有听说过。今天,就让我们一同走近这位声学巨匠,了解他的传奇科研人生,以及他对我国声学事业做出的杰出贡献!

 

一、名门之后的“跨界”求索

主要身份:声学家,中国科学院院士、中国声学学会副理事长、南京大学声学研究所所长

核心贡献:提出“魏氏理论”(国际公认的突破性成果)建立中国首个声学专业;推动实验语言学的研究与发展。

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魏荣爵先生(1916-2010)(图源:百度百科)

 

魏荣爵先生1916年生于湖南邵阳,爷爷是清朝两江总督魏光焘(1837-1916)(建立新疆第一所现代书院博达书院)。从籍贯上来说,他出身湖南隆回金潭魏家,这个家族有个大名人,就是近代“开眼看世界的第一人”魏源(1794-1857,名作《海国图志》)。

 

但是,到了魏荣爵先生出生的时候,家庭已经败落,1933年他考入南京金陵大学物理系,靠当家庭教师和为报社写文章赚取生活费勉强维持学业,于1937年获理学学士学位;毕业那年抗战爆发,他无奈前往南开中学任教;1945年,他以优异的数理和英语成绩获得赴美国留学的机会,进入芝加哥大学学习原子核物理,此时他与杨振宁成为同窗好友,共同受教于著名物理学家费米,并于1947年获物理学硕士学位;后来,在阅读了英国声学大师瑞利(L. Rayleigh)的经典著作后,加上受家庭喜爱戏曲的影响,他转去美国加利福尼亚大学(洛杉矶分校)攻读声学博士学位,师从著名声学家努特森(V. O. Knudsen)教授,并于1950年获博士学位。

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魏荣爵先生在美国(图源:群学君)

 

1951年,魏荣爵先生响应周总理号召举家回国,前往南京大学担任教授,讲授核物理、电磁学、数理方法、声学等课程;1952年院系调整后,他被任命为南京大学物理系系主任;1954年,鉴于国家建设对于声学人才的紧迫需求,他在南京大学创建了我国第一个声学专业,建成了国内第一个消声实验室和混响实验室;1963年,经教育部批准,他又创建了南京大学声学研究室,即现在南京大学声学研究所的前身。在做南京大学物理系主任的33年间(1952-1984年),为国家输送了大批声学人材,桃李满天下。

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1957年建成国内第一个消声室(图源:南京大学校友网)

 

魏荣爵先生是我国声学事业的重要开拓者之一,研究水平世界领先,在国际著名杂志Phys.Rev.Lett.,Phys.Rev.,Phys.Lett.,J_Acoust.Soc.Am.等刊物上发表论文200余篇,在大气声学 、物理声学以及在孤立子与声学混沌等非线性声学研究方面频频取得卓著成果,获得国际声学界的广泛重视与好评。

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南开中学院士墙(三排右二为魏荣爵)(图源:南开中学)

 

二、“魏氏理论”——攻克国际“水雾难题”

魏荣爵先生核心的学术贡献当属“声波在水雾中传播特性的研究”。这一研究的科研成果于1989年获国家自然科学二等奖,相关论文被美国《应用物理大百科全书》(Encyclopedia of Applied Physics)采用,成为该领域的经典参考文献。

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魏荣爵先生关于水雾中声波传播特性的研究(图源:中国知网)

 

在20世纪50年代初,国际上关于声波在水雾中的传播特性尚无定论,尤其是低频声波的反常吸收现象一直困扰着学界。当时,德国物理学家奥斯瓦茨奇茨(Oswatitsch)提出了一个理论,但无法完美解释实验数据。魏荣爵先生在研究过程中敏锐地意识到,这可能与分子热运动有关。他引入了分子热弛豫吸收理论,成功解释了低频声波在水雾中传播时能量耗散的原因,并推导出了普适的水雾吸声音谱公式。之后,通过进一步的理论和实验工作,将规律延伸到更低的频率范围,形成“魏氏理论”。

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传统观点VS魏氏理论(图源:辉声学)

 

为了验证这一理论,魏荣爵先生带领研究团队自行研制了专门的实验装置。他设计了一套精密的阻抗管系统,利用金属作为点光源,配合光电倍增管和吸引水雾的管子,精确测定了不同湿度和雾滴大小下的声衰减数据,为测定水雾参量提供了新的技术。

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声学教研组自行研制的声衰减测量仪(图源:南京大学声学所)

(创意人魏荣爵(右)与设计者吴文虬(左)、制造者胡祝三)

 

三、语噪声谱测量——推动实验语言学研究

魏荣爵先生受家庭影响酷爱京剧,早年甚至正儿八经拜过师、学过武生。在工作中他将这种对艺术的热爱转化为了独特的科研视角。

 

魏荣爵先生认为,不同语种的特征会表现在语噪声谱上。他在1956 年首先建议用语噪声测量汉语的平均频谱,召集声学教研室的全体师生集中在一起进行训练 、开展测试。为有效开展测试,他设计并成功研制了我国第一台“可见语言仪”设备,能够将人的发音过程直观地用图像显示出来,为识别发音提供了一种新方法。这一发明引起了语言学家的极大关注,证明了声学手段可以用于分析复杂的汉语发音特征,从而进行发音人辨别,有效推动了我国实验语言学的发展。与此同时,结合生产和国防部门的需要,他还指导学生研究了噪声对汉语语言通信的掩蔽影响,应用计算机在噪声背景中提取语言信息,为国家安防提供了有效工具。

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魏荣爵先生晚年在家中唱戏(图源:群学君)

 

四、因材施教,精神传承——桃李满天下

魏荣爵先生不仅是科学家,还是一位卓越的教育家。出国留学前,魏荣爵先生在南开中学任教时,1941年的那一班级,连老师在内一共不到35人,但走出来了5位中科院院士。回国后,在南京大学任教60余年,培养了包括朱光亚(“两弹一星”元勋)、可信(材料学家)等在内的8名中科院院士。

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重庆南开中学1941级毕业班全体师生合影

(一排左四为魏荣爵,图源:南开中学)

 

据闻,魏荣爵先生在南开中学任教时,还发生过这么一个有趣的事:南开中学1941 年的毕业生中有一位名叫谢邦敏的,喜文厌理,在毕业考试时物理试卷交了白卷,想到自己可能因此耽误毕业心中十分郁闷,索性在试卷上即兴写了一首词“晓号悠扬枕上闻,余魂迷入考场门。平时放荡几折齿,几度迷茫欲断魂。题未算,意已昏,下周再把电磁温。今朝纵是交白卷,柳原非理组人”。魏荣爵先生在批阅这份评卷时并未恼怒,而是跟着在试卷上赋诗一首“卷虽白卷,词却好词。人各有志,给六十分”,使其顺利毕业。放现在,这绝对神仙老师了吧!这位名叫谢邦敏的同学最后顺利考入西南联大法律专 业,新中国成立后曾任北京第一刑庭庭长。

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魏荣爵先生的治学名言(图源:中国物理学报)

 

为弘扬魏荣爵先生致力科研与教育的崇高精神,激励更多年轻人投身声学研究事业,魏荣爵先生的亲属、南京大学物理学院师生校友以及社会热心企业和个人,于2016年在其诞辰一百周年之际共同发起设立了魏荣爵基金会,用于持续支持声学人才培养和科学研究;并于2018年组织了首届“魏荣爵奖”颁奖仪式,奖励在声学教育、科研中表现突出的科研工作者。这一奖项年评选一次,每次奖励两人,由中国声学学会组织安排。

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魏荣爵基金及奖项标识(图源:百度百科)

 

 

 

结语

 

魏荣爵先生不仅是中国声学学科的开创者之一,更是一位富有理想的爱国科学家,在他近80岁高龄时仍奔赴在科研一线,将一生献给了祖国的声学事业。魏荣爵先生的精神时刻激励我们,不断开拓创新,建设科技中国,创造美好未来!

 

 

2026年4月1日 18:21
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