知名人物 陈通人物简介
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知名人物 陈通人物简介
·陈通
陈通，声学家，评价室内音质的一种扩散指数的提出者之一。在环境声学方面，曾对点声源辐射球面声波在两种界面上的反射问题提出了声波波动方程式时间域的一种解法。在音乐声学方面，对传统编钟、拉弦乐器、笙和笛等的研究为中国民族乐器的声学理论奠定了物理基础。
陈通，1928年9月25日生于江苏省镇江市。小时候家住上海，父亲在铁路部门作会计工作。“七七事变” 抗日战争爆发后，他父亲随工作单位撤到内地，母亲带领子女到当时北平的外祖父家。陈通先后在北平汇文小学和汇文中学读书。进入中学后就对自然科学产生了浓厚的兴趣，立志为将来从事这方面的工作而努力，放学后他经常到学校的图书馆阅读有关自然科学的各种课外读物，直到图书馆闭馆才回家。1946年秋，陈通到天津北洋大学电机系电信组学习。在大学学习期间正值第三次国内革命战争时期，共产党领导下的学生运动在全国不断开展。这伟大的历史转变时刻不能不对陈通产生影响，使他毅然参加到 “沈崇事件”、“反饥饿” 等游行的行列中去。
1950年，陈通大学毕业后留校工作，当叶培大教授的助教。叶教授学识渊博，治学严谨，对陈通有很大的帮助。在治学中，叶教授非常重视物理概念，就是数学推导的结果也要搞清其中的物理实质。叶教授经常提出一些问题让陈通思考，并要求陈通在辅导课上对学生讲清楚，这使陈通得到了很好的锻炼，对他以后的教学和科学研究工作大有裨益。1952年，为了对金门、马祖岛广播，需要研制远程大功率扬声器。在当时的技术条件下制造这种扬声器有一定的困难。陈通参与了该扬声器的设计工作。这是他首次涉及声学领域，从此便与声学结下了情缘。1953年，国内开始大规模的教育改革，陈通以极大的热忱投入到教改工作中去，并筹备开设新的课程 “电声学与广播工程”。1955年，由于院校调整，陈通调到当时成立的北京邮电学院工作。
1957年，陈通到苏联莫斯科电信学院作访问学者，随B. B. 富杜耶夫 (Фурдуев) 教授作教学和科研工作。富杜耶夫是前苏联电声学的权威，但平易近人，他的学者风范对陈通有较大的影响。为了更多地接触实际，陈通还到前苏联建筑科学院、国家广播电台和电影技术研究所去参加一些有关声学方面的工作。陈通对自己有较高的要求，回国时他没有领取回国的旅费，而是用自己积攒起来的生活费结余购买火车票，并将余款交给了国家。
“文化大革命” 开始后，学校停课。陈通和学生走遍北京的延庆县和河北正定县的乡村，在技术上帮助建设和改进农村有线广播网，并培训广播站的技术人员。在那动乱的年代里，能够到农村和农民相处，为他们服务，使他感到莫大的欣慰。学校复课后，由于专业设置的改变，他改行从事集成电路的研制和教学工作，并为北京半导体厂做出具有当时国内先进水平的晶体管数字式自动化测试设备。但这毕竟不是他的声学夙愿。1979年，陈通到中国科学院声学研究所工作。1982年，他光荣地加入了中国共产党。
青铜钟象征着一种文化，许多国家都有对本国钟的研究工作。陈通还是国内外知名的研究钟的声学专家，美国的北伊利诺大学和印第安纳州立大学在1990年相继邀请他为访问教授，对比研究中西方钟的声学问题。日本学者曾专程来访，进行有关钟的学术交流。韩国钟很有特色，在钟顶上铸有较大的铜管。陈通两次应邀到韩国考查并在理论上共同探讨韩国钟的声学特点。
陈通多年来积极从事学会工作，他历任中国声学学会秘书长和理事长，第二届西太平洋地区声学委员会秘书长，中国科学??术协会第五届全国委员会委员。陈通还一直热心于国内外的学术交流，多次应邀在国际学术会议上作邀请报告和担任国际咨询委员会委员。在北京他成功地组织了国际噪声控制工程协会1987年会议和联合国教科文组织所属国际声学委员会1992年学术会议。这些会议都受到了国际声学界的好评。
电声学方面的工作
20世纪50年代，国际声学界掀起了一股探索房间 (包括剧院和厅堂) 音质除混响时间以外的第二评价参数热。混响是房间内声源停止后，声音由于声波在房间内多次反射或散射而延续的现象。混响时间是声音能量由原始值衰变到其百万分之一所需的时间。混响时间自W. C. 赛宾 (Sabine) 于1922年提出以来??直是设计和评价厅堂音质的重要参数。音质好的房间应有适合房间用途的最佳混响时间。但是，房间音质是个很复杂的问题，只有混响时间作为参数是不够的。当时探索其他参数的途径主要有两个方向。一个方向是基于混响过程的细节; 另一方向是着眼于房间内声场的扩散。声场在完全扩散的情形下，室内各点从各方面到过的声音能量相等。音质好的房间应有好的声场扩散程度。按照定义，声场扩散需要用方向性极强的传声器扫掠各个方向的方法来测量。这传声器必须是特制的，体积大，在容积不很大的房间内对声场有相当大的影响。陈通在苏联期间和富杜耶夫提出体积小的普通方向性传声器测量和评价声场方向性扩散的方法。这种方法用随机噪声作为声源在室内产生稳定的随机性声场。用有方向性的传声器在观察点上旋转并将其电输出在记录仪的极坐标纸上画出与方位角同步变化的曲线。采用同样方法在消声室 (没有反射声的实验室) 内得出所用传声器的电输出随方位角变化的曲线。如果房间内声场是完全扩散的，在房间内测量得到的曲线应是圆。他们将衡量声场扩散程度的扩散指数D定义为
式中 A——极坐标图中房间测量的曲线与圆之间的面积;
A1——消声室内测量的曲线与圆之间的面积。
在理论分析上，陈通将房间内一点的声场用勒让德函数组成的级数展开和传声器的方向性用傅里叶级数表示，从而得出场中影响扩散指数的因素。这种方法和评价准则特别适用于广播电台中的播音室和录音室，为前社会主义国家广播组织采用并在会员国之间推广。对一这方法，英国C·吉尔福特 (Gilford) 在其所著 “Acoustics for radio and television studios”书中写道： “富杜耶夫和陈通的扩散指数吸引人之处在于经得起理论分析的??验。他们用双方向性和单方向性的传声器得到了令人感兴趣的有关扩散指数的结果”。
环境声学方面的工作
中国科学院组织的课题 “京津渤区域环境综合研究” 于1986年获国家科学进步奖二等奖。陈通是获奖者之一。
鉴于现代计算机技术的发展，在环境声学的研究中，陈通??重于脉冲声的应用，用于噪声源的识别、材料吸声特性和声传播的研究。这些工作在理论上涉及声学中的一个较基础性的问题，亦即点声源辐射球面声波在两种媒质界面上的反射问题。这问题有两种处理方法。一是声源信号有一定的频率、以正弦或余弦随时间变化，它在时间上是无界的，在稳定状态下研究问题，这是频率域的方法; 另一是时间域的方法，声源信号为任意时间函数，研究瞬变的现象。球面声波的反射需要解声波波动方程式。许多工作都是在频率域内的研究，直接在时间域的工作非常少，陈通对此给出声波波动方程式时间域的一种解的方法，得出任意阻抗界面和多孔性材料界面情形下的解。这个解由于是实函数和有界的积分，有利于实际计算。
音乐声学方面的工作
以前，国内很少有我国民族乐器的声学研究。为了填补这方面的空白，陈通开展了一些主要的民族弦乐器、管乐器和打击乐器的声学研究。
中国传统的编钟具有一钟发两个音的特性，这是我国2000多年前劳动人民杰出的创造。陈通在理论上证明了编钟上存在两个系统的振动，这是一钟二音的物理基础，从而也解开了世界独有的双音乐钟的奥秘。他将编钟模型化为椭圆截锥壳体进行理论分析，给出钟上两个系统振动的物理规律。钟的两个音在钟铸成后需要调音以得到所需的音高。从古编钟的实物上陈通惊奇地发现调音竟是沿着节线 (振动为零的地方) 将附近的钟内壁削薄，虽然古人并不知道节线。从现代的观点来看，这是最合理的在??个钟上将两个音都调准的方法。陈通计算了钟振动的频率并分析钟形状的影响。古人做钟的知识符合现代的科学原理。他测量和分析了整套战国时期的编钟， 得出整套编钟发音频率的规律： 一套编钟内各钟发音的频率可归结为与钟口宽度的a次方成反比的关系，且1<a<2。陈通还和他的研究生用有限元计算的方法对磬做了研究。
声音的特性常用频谱来表示，它表示声音中不同频率成分的大小。通过理论和实验分析，陈通确定了二胡、京胡这类拉弦乐器的声音频谱应由5个明显的频谱峰组成。如果频率由低到高算起，前3个峰比后2个大得多，是影响琴音质的主要因素。频率最低的峰是由于琴上皮膜和琴筒内空气的共振。对于京胡，共振时琴筒的有效长度非常接近于筒内声波波长的1/4。由此可根据琴筒的长度计算共振即频谱峰的频率。对于二胡，这频谱峰的频率较低。陈通给出了琴筒共振系统的理论分析和计算。频率最高的两个频谱峰分别是琴上两根弦 (由琴马到拉弓处) 的振动所引起的。振动频率主要决定于这段弦的长度。中国的这类乐器有这样明确的声频谱且主要频谱峰的频率和琴尺寸间有直接的关系，这是西方拉弦乐器所没有的。陈通等人还通过对琴体振动模态和声频谱的分析给出了拨弦乐器琵琶和阮的基本声学特性。
笙是西方乐器中没有类同的管乐器。陈通在理论上研究了笙管中簧片在吹笙气流和管内声波作用下的发声机理，得出了笙发声的条件： ①笙管的等效长度应是声波波长的1/4～1/2; ②吹笙气流的压强应大于一定的阈值，最低吹气压强正比于簧片缝隙宽度和簧片的劲度并与簧片的面积成反比; ③发声的频率高于簧片本身的共振频率，取决于笙管的等效长度、簧片逢隙和气流流量。他还分析了声波在笙管内传播对声频谱的作用，为笙的制作和性能的改进提供了声学的依据。与西方乐器相比，中国笛的特点是有笛膜，陈通阐明了笛膜能增强笛声中高频率声音的作用。对于形状复杂的管乐器，陈通提出用多段圆锥管来模拟的理论和方法。他用来计算唢呐发声频率和管内声波传播的特性，得到与测量的声频相符合的结果。这种方法可作为计算机辅助设计，设计管乐器最佳的管形状和音孔的位置。
陈通在音乐声学方面的研究为中国民族乐器的声学理论奠定了物理基础。
简 历
1928年9月25日 出生于江苏省镇江市。
1946—1950年 在天津北洋大学学习。
1950—1951年 任天津北洋大学助教。
1951—1955年 任天津大学助教、讲师。
1955—1979年 任北京邮电学院讲师、副教授。
1957—1959年 任苏联莫斯科电信学院访问学者。
1979—1996年 任中国科学院声学研究所研究员。
1980—1988年 任中国科学院声学研究副所长。
1994—1998年 任中国声学学会理事长。
主 要 论 著
1 陈通. 声场的方向性分布和测量. 声学学报，1964 (1)： 1—5
2 陈通，刘泽民. 电声与广播工程. 北京： 人民邮电出版社，1965
3 陈通，郑大瑞. 古编钟的声学特性. 声学学报，1980 (3)： 161—171
4 陈通，郑大瑞. 椭圆截锥的弯曲振动和编钟. 声学学报，1983 (3)：129—134
5 陈通，郑敏华，蔡秀兰. 声脉冲在多孔性媒质界面上的反射. 声学学报，1984 (6)： 359—471
6 Chen Tong，Zheng Darui. Acoustical properties of chime bells. ChineseJournal of Acoustics，1985 (1)： 1—9
7 Chen Tong. Transient analysis of spherical wave reflection by plane boundary. Proc. 12th ICA，1986，J1—9
8 Chen Tong. Study on the reflection from sound absorber by impulse method. Inter-noise，1986，389—394
9 陈通，郑大瑞. 永乐大钟的声学特性. 声学学报，1987 (3)： 161—166
10 陈通，蔡秀兰. 普救寺莺莺塔回声现象分析. 声学学报，1988 (6)：462—466
11 Chen Tong，Wang Zhongyan. Acoustical properties of qing. ChineseJournal of Acoustics，1984 (4)：289—294
12 陈通，郑敏华，蔡秀兰. 京胡的声学. 声学学报，1990 (4)： 279—286
13 陈通，郑敏华，蔡秀兰. 二胡的声学特性. 声学学报，1991 (1)： 73—76
14 陈通，郑敏华，蔡秀兰. 京胡和二胡的共鸣器. 声学学报，1992 (2)：147—154
15 Chen Tong. Chime bells in ancient China. Proc. 14th ICA，1992： J1—2
16 陈通，郑敏华，蔡秀兰. 阮的声学特性. 声学学报，1994 (5)：339—342
17 Chen Tong. Acoustic problems related to Korean bells. Proc. 5th WPRAC，1994 (1)： 80—87
18 陈通，郑敏华，蔡秀兰. 琵琶的声学特性. 声学学报，1995 (1)：60—65
19 陈通，蔡秀兰. 唢呐的声频谱和音管的计算. 声学学报，1996 (6)：893—897
20 陈通. 管壁上缝隙对管内声波传播的影响. 声学学报，1996 (3)：236—240
21 陈通. 笙的声学. 声学学报，1996 (4)： 324—331
22 陈通. 中国民族乐器的声学. 物理学进展，1996 (3)： 566—576
23 陈通. 凹圆柱面内的波和回音壁. 声学学报，1997 (1)： 33—41
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