南大声学
关于声学 发展简史 学科方向 师资队伍 人才培养 科学研究 发展目标
| 关于声学 |
声学既是一门经典学科,又是一门“常为新”的学科。从经典声学到现代声学,声学始终是最具生命力的学科之一,表现为其内涵不断深化、外延不断扩大。现代声学是一门跨层次的基础性学科,研究从微观到宏观、从次声(长波)到特超声(短波)的一切形式的线性与非线性声(机械)波现象。同时,现代声学具有极强的交叉性与延伸性,它与现代科学技术的大部分学科发生了交叉,形成了一系列诸如医学超声学、生物声学、海洋声学、环境声学等新型独特的交叉学科方向,在现代科学技术中起着举足轻重的作用。现代声学更是一门具有广泛应用性的学科,对当代科学技术的发展、社会经济的进步、国防事业的现代化、以及人民物质与精神生活的改善与提高中发挥着极其重要、甚至不可替代的作用。
因此,声学学科已经大大超越了物理学的经典范畴,而成为包括信息、电子、机械、海洋、生命、能源等学科在内的充满活力的多学科交叉学科。随着与当代电子与信息科学技术的不断融合,以及声学研究手段的不断进步,声学无疑是廿一世纪最具发展潜力的学科之一,并将迎来其更辉煌的篇章。
发展简史
南京大学声学学科(简称“南大声学”)始建于建国初期,是中国最早的综合性声学科研与教学实体。1954年,魏荣爵教授在南京大学物理学系创办声学专业、并建立声学教研室。1978年,经教育部批准,成立南京大学声学研究所。1984年,该学科(包括声学研究所)整体归入新成立的南京大学信息物理学系——即如今的电子科学与工程系。1989年,经专家论证,国家计委、国家科委和国家教委(现教育部)在南京大学声学研究所基础之上筹建世界银行贷款资助建设的国家级声学实验室;1990年该实验室被批准为国家教委开放实验室;1995年通过国家验收,正式建成“近代声学”国家重点实验室。
南大声学为我国首批国家重点学科(1988年),首批博士点。在2001年新一轮国家重点学科的评审中,南大声学又以领先的学科方向、强大的师资阵容、雄厚的科研实力、以及出色的办学水平再一次跻身国家重点学科行列。作为南京大学重点建设的品牌特色学科之一,声学学科先后得到包括“211工程”和“985工程”等在内的学科建设经费的重点投入。
如今的南大声学已经是国内一流、国际上享有很高声誉的声学科学研究与人才培养基地。
学科方向
南大声学以南京大学声学研究所和近代声学国家重点实验室作为其强大的科研后盾,学科研究方向比较齐全,涵盖了声学的大多数前沿研究领域,既涉及基础研究,又涉及应用研究和技术开发。目前,设六个主要学科方向,分属声学研究所的五个研究室。多数学科方向还包括若干子方向,如下图所示:
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【物理声学】
物理声学是声学的基础研究方向。目前,该方向有如下研究子方向。(1)非线性声学:非线性振动动力学,振动激励下流体和颗粒介质中的非线性波动,周期与复杂介质(结构)中的非线性声波,声波非线性界面效应,声孤子及其混沌。(2)强声学:含泡液体等多相介质中的声传播,声空化现象,声致发光现象,等等。(3)空气声学与声凝聚:雾状气体、含微粒物质气体中声的传播,声与物质的相互作用,声致凝聚、结晶效应,等等。
【光声学】
【超声学】
该方向研究超声波的基本理论及其在电子、通讯、工业、交通等领域的应用,设如下两个子方向。(1)超声电子学:超声在固体以及复合介质中的传播理论,声表面波现象,复合超声换能器设计,声表面波通讯器件及其在通讯领域的应用,微机械声学传动和传感器件及其应用。(2)检测声学:超声在非均匀媒质、板状、层状或柱状媒质中的传播特征,超声导波技术,兰姆波传感技术,超声工业无损检测与评价,人工声带隙材料及其应用。
【生物医学超声学】
该方向是超声学与生物学、医学等学科相结合而形成的交叉学科方向,是超声学、生物医学工程学的前沿研究方向之一。主要研究领域包括:(1)医学超声工程:医学超声信号处理的理论与技术,新型超声电子诊断器械与设备以及超声手术器械;(2)非线性超声及其医学成像:生物媒质中的非线性声学效应和声传播特征,非线性超声参量成像,高频超声成像,超声造影剂,超声影像处理技术;(2)超声生物医学效应:超声对人体组织和生物大分子的物理、生物与化学效应,高强度聚焦超声及其医疗应用,生物组织的超声处理,超声安全与超声剂量学。
【音频声学】
音频声学研究可听声范围内的一切声学问题,主要有如下若干个子方向。(2)环境与建筑声学:噪声与振动控制原理,有源消声技术与有源抗噪声耳罩,噪声评价与治理;房间声场及其计算,建筑物与厅堂声学效果设计,隔声技术,声隐形技术;(3)电声学与音响工程:扬声器和扩声系统,计算机电声系统辅助测量与设计,音箱设计专家系统和电声测量专家系统,数字音频技术。
【声信号处理】
该方向设有两个子方向。(1)语音信号处理:强噪声背景下信息提取的听觉模型、语音识别和混合盲信号分离,自适应语音消噪,语音特征二值量化和话者识别,语音人工神经网络处理;(2)非线性声信号处理:混沌声信号处理及其应用,语音的非线性动力学与非线性(混沌)预测模型及其应用,声混沌编码及其在安全通讯中的应用。
师资队伍
南大声学拥有一支结构合理的学科师资队伍,拥有在职正教授18人(其中博士生导师14人),副教授和高级工程师15人。资深教师中,包括我国声学事业开拓者之一、南大声学之父、中国科学院院士魏荣爵教授,我国著名声学家、国际光声学权威、中国科学院院士张淑仪教授,以及吴文虬、水永安、龚秀芬、沙家正、冯若、王耀俊等一批国内外知名的专家学者。中青年教师队伍中,包括“长江学者奖励计划”特聘教授李太保和王新龙博士、“国家杰出青年科学基金”获得者王新龙和程建春教授、教育部“跨世纪优秀人才”陈伟中教授等一批在国内外学术界初显锋芒的中青年学者。此外,包括中国科学院院士张仁和研究员、中国科学院声学所所长田静研究员等6位国内外知名的声学学者受聘为该学科的兼职教授。
人才培养
该学科是我国首批博士点之一,设有目前国内唯一的声学本科专业。除了基础教学机构与设施之外,另设有声学教研室,声学本科专业教学实验室,和10套左右用于研究生教学的声学专门化实验系统。迄今,形成了完善的从本科生、硕士研究生到博士研究生和博士后的各级人才培养体系,成为我国最主要的声学专业人才培养基地。每年招收全日制声学专业本科生40左右,硕士、博士研究生30名左右,进站博士后多人。
科学研究
南大声学的总体学术水平长期名列国内前茅,在国际上也享有很高的学术声誉,若干学科方向处于国际先进水平。近年来,承担攀登项目子项目2项、“八五”攻关项目子课题1项、国家基础研究重大项目(“973”)子项目1项,国家杰出青年科学基金2项,国家自然科学基金重点项目4项、面上基金项目30余项,国家教委博士点基金项目7项、江苏省自然科学基金和其它部委项目30项左右、横向合作项目40多项。曾获得包括国家自然科学二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,其它国家级和省部级奖励多项。1996年以来,主办了第14届国际非线性声学会议和第9届国际光声光热学会议、以及3次声学和超声学国际学术前沿讨论会,在国际学术会议上作特邀报告共8次,发表包括Phys.
Rev. Lett.、J. Acoust. Soc. Am.和Appl.
Phys. Lett.等高级SCI学术刊物在内的论文100篇以上、其它学术刊物和会议论文数百篇,通过部省级以上成果鉴定18项,编著及出版专著八本。在科研成果转化方面取得了很大成就,超声生物样品快速处理仪、电声系统设计等技术成果获得了较好的社会经济效益,而表面波通讯器件技术所产生的间接经济效益已逾数千万元。
发展目标
在新世纪里,南大声学将努力优化学科内部结构,合理调整学科方向,扭转当前基础研究与应用研究的学科比重不均衡的局面。具体体现为,继续保持并努力加强以物理声学、非线性声学为代表的基础学科方向的学术水平,争创世界一流佳绩;直接面向国民经济建设主战场,加强应用声学方向的科研成果转化力度;加强声学与电子、信息、生命、海洋、建筑、环境等学科的交叉,重点建设和扶持若干交叉学科方向,形成新的学科亮点;扩大高层次人才培养的规模,提高人才培养的质量,为我国的社会主义现代化建设输送更多高质量的声学、声信息科学与技术、声学工程的专门人才。通过这些努力,使南大声学成为学科方向齐全、发展均衡、实力雄厚的国际一流声学研究和人才培养基地。