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屠娟教授主讲“声学学科的历史、发展与现状”
“诚计划”第94期
发布于:2024-04-16
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   2024年4月3日(周三)晚7:30-9:00,南京大学校友终身学习辅助计划"诚计划"第94期《声学学科的历史、发展与现状》在南京大学"暾学堂"开讲。本次邀请到的主讲嘉宾是南京大学物理学院教授、博士生导师、科学与工程系系主任屠娟。

听觉,是动物世界中最重要的生存感官之一,而语音,是人类区别于动物的重要标志。相比于人类,动物能够听到更高频率的声波,超越了人类的可听声范围。而对超出可听声范围的超声和次声的研究,开启了人类对声学的探索。

在本次直播课程中,屠娟教授首先追述了中西方古代声学研究的历史,细数了中西方声学研究理论的发展沿革,并简要介绍了声学研究历史上的重要理论和伟大贡献。我国声学研究可以追溯到西周,早期研究主要关注于乐器制作和音律乐理。西方经典声学研究与我国不同,实验物理学家们更擅长于使用教具对简单的物理现象进行证实。

屠娟教授对声音的分类、声学环境、声学的学科特点等进行了讲解,并对"电力声"的相似性进行了对比,分别就线性声学中理想流体中的声波、声波的辐射、管道和腔体中的声波、房间声场、固体中的声学,以及非线性声学中的冲击波、声空化、声悬浮和声喷泉效应等进行了介绍。

谈及声学应用与前沿发展,屠娟特别了指出超声医学检查和超声医学治疗的特点和优势。超声检查具有可连续动态观察,可辨血流方向速度、便携低价、无电磁辐射等诸多优势,尤其适合于特殊患者(如孕妇)优先采用;而超声治疗也已经在肿瘤治疗、碎石、止血和与现代中医的结合等方面展现了优势。

讲座的最后,屠娟教授展示了当今在声学器件研究方面的新探索,并以生动的形式展现了语音降噪的困难和语音增强处理系统的复杂程度,继而指出了我国声学研究的巨大前景,以及目前所面临的人才缺口,对声学研究的后来者提出了特别的期待。

在主题讲座结束后的直播互动环节,屠娟教授就"在我国的声学研究领域当中,有哪些研究目前已经处于世界领先水平"和"针对医学超声领域的未来发展,哪些研究方向或技术突破最具潜力?"进行了解答。屠教授指出,我国对医疗器械的国产和自主化极为看重,尽管在高端医疗市场上,进口的检测超声设备仍然占据很大部分,但是自90年代起,我国的治疗超声设备一直处于全球领先地位,这一点不仅由包含南大人的研究团队最先提出,且一直处于全球领先地位。针对医学超声的未来发展,屠娟教授也指出了极具研究潜力的方向:一个是对医学检测超声所谓"禁区"的突破,即实现对肺部,和骨骼内部的诊断;一个是医学治疗超声在脑部和神经调控方面的应用,在这一部分,超声具有超越于电和磁的独特优势,能够精准聚焦且安全性相对较高,极具研究价值。


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供稿:铁锴

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