張仁和， 1936年11月5日出生於重慶，聲學家，中國科學院學部委員（院士），中國科學院聲學研究所研究員、博士生導師，聲場與聲信息國家重點實驗室學術委員會主任。
1958年張仁和從北京大學畢業後進入中國科學院電子研究所工作；1959年調到中國科學院聲學研究所在海南建立的南海研究站工作；1978年至1980年擔任中國科學院聲學研究所一室副主任；1980年至1995年擔任中國科學院東海研究站一室主任；1983年晉升為研究員；1990年至2000年擔任聲場與聲信息國家重點實驗室主任，之後擔任學術委員會主任；1991年當選為中國科學院學部委員（院士）；2002年獲得何梁何利基金科學與技術進步獎；2010年獲得“全國優秀科技工作者”稱號。
張仁和長期從事水聲物理與套用基礎研究。
基本介紹
- 中文名：張仁和
- 外文名：Ren-he Zhang
- 國籍：中國
- 出生地：重慶
- 出生日期：1936年11月5日
- 職業：教育科研工作者
- 畢業院校：北京大學
- 主要成就：1991年當選為中國科學院學部委員（院士）
- 代表作品：《大科學家講科學 奇妙的聲音世界》
人物經歷,主要成就,科研成就,人才培養,榮譽表彰,社會任職,人物評價,
人物經歷
1954年9月，張仁和從重慶南開中學畢業，考入北京大學物理系。
1958年11月，張仁和接到通知，提前從北京大學畢業，調到中國科學院電子所第七研究室，擔任研實員（至1959年），在汪德昭教授指導下開展水聲學研究。
1959年，張仁和調至中國科學院聲學研究所在海南建立的南海研究站工作（至1978年）。
1963年，張仁和晉升為助理研究員。
1978年，張仁和調回中國科學院聲學研究所工作，並擔任第一研究室副主任（至1980年）、並晉升為副研究員。
1980年，張仁和調至位於上海的中國科學院東海研究站，擔任一室主任（至1995年）。
1983年，張仁和晉升為研究員。
1990年，張仁和回到位於北京的中國科學院聲學研究所，擔任聲場與聲信息國家重點實驗室主任（至2000年）。
1991年，張仁和當選為中國科學院數理學部學部委員（院士）。
2000年，張仁和擔任聲場與聲信息國家重點實驗室學術委員會主任。
主要成就
科研成就
- 科研綜述
張仁和對淺海與深海水聲物理規律作了系統研究，在國際上領先發表了簡正波衰減與群速的普遍表式，闡明了淺海聲速結構與邊界條件對聲場影響的規律，給出了清晰的簡正波物理圖像，已成為射線－簡正波理論的基本公式最先發現負躍層淺海中信號波形的多途結構，給出了簡明的計算公式，能準確地預報波形結構從理論上預言了“在一定距離範圍內，淺海聲場的空間相關隨距離增大而增強，遠距離低頻聲場具有很強的空間相干性”，經海上實驗已得到證明，領先獲得最大間距達600m、最遠距離達130km的空間相干實驗結果在大洋遠程聲傳播研究中取得重要成果，並套用於水下探測與定位。
1959年張仁和同幾十位“拔青苗”（提前畢業大學生）的年輕人來到南海研究站，從最基本的理論與實驗方法學起，開始了中國最早的水聲研究工作。1962年完成了30萬字的“聲波在海洋中傳播的理論”講義，給幾十名年輕科技人員進行了一年的講課與討論，在講義中已初步建立起淺海聲場簡正波理論的基本框架。
張仁和於1965年與1975年先後在《聲學學報》與《物理學報》上發表了《負梯度淺海中的簡正波聲場》與《淺海表面聲道中的簡正波聲場》兩篇論文，給出了計算淺海簡正波衰減與群速的簡明公式，闡明了海水聲速結構與海面及海底邊界條件對聲場影響的規律，給出了淺海簡正波傳播的清晰物理圖像。由於國防建設的需要，“文革”期間張仁和也未停止其研究工作，1974年他在理論上推斷：“在一定距離範圍內，淺海聲場的空間相干性隨距離增大而增強（傳統的看法認為空間相干性隨距離增大而減弱），遠距離低頻聲場具有很強的空間相干性”。
1974年至1976年，張仁和北上至青島組織大規模的淺海聲學實驗，設計並研製出定深爆炸聲源，進行了淺海遠程聲傳播與聲場相干性的研究，獲得了最遠距離達130千米、最大間距達600米的空間相干實驗結果，證實了上述理論推斷。這些結果為採用大尺度接收基陣實現水下遠程探測提供了物理基礎。1981年公開發表了聲場空間相干性的理論與實驗結果，同時期西德人僅得到最遠距離50千米、最大間距80米的實驗結果。在此期間，他還在實驗上發現了“負躍層淺海中信號波形的多途結構”，解釋了其形成原因，給出了計算多途結構的簡明公式。
1978年，張仁和開始研究深海中的聲場，提出水下聲道中三類反轉點會聚區的概念和理論，克服了反轉點聲場發散的困難，在當時條件下解決了反轉點附近聲場的計算與預報問題。1978年與1983年組織了兩次大規模的南海深海水聲實驗，驗證了水下聲道中反轉點會聚區的理論，理論與實驗還證明“在不存在水下聲道的情況下，海底反射聲波也能夠形成反轉點會聚區”，他在中國國內學報上發表的有關論文被美國全文翻譯成英文出版。
20世紀80年代，張仁和開展了“海洋聲場數值預報”與“淺海混響理論”研究。在當時還缺乏高性能計算機的情況下，張仁和採取“完善聲場理論、改進聲場算法”的思路，提出了廣義相積分近似方法，發展了一整套闡明海洋聲場平均規律（包括平均聲傳播損失、混響強度衰減和海洋環境噪聲的空間相關與垂直方向性等）的理論，基於這一理論，用PC機就能對海洋平均聲場進行實時數值預報，研製成的“聲場數值預報儀”已推廣套用。他和金國亮1984年發表的“淺海平均混響強度的簡正波理論”是淺海混響方面的重要工作，1992年出版的北約水下反潛中心的研究報告將這一理論作為混響強度計算的基本方法。
20世紀90年代，張仁和通過與俄羅斯科學院合作開展了大洋聲學研究，在1990年，1991年與1995年進行了三次太平洋遠程聲傳播實驗，傳播距離超過1500千米。他所發展的大洋遠程聲場計算方法速度快、精度高，美國同行看到他在國際學術刊物上發表的論文後，認為“張是用200台PC機並行計算得到的”。在淺海聲學方面，張仁和領導的科研集體與美國科學家合作，於1996年與2001年進行了中、美聯合淺海聲學實驗。1997年與2002年分別在北京與成都召開了淺海聲學國際會議，張仁和擔任會議主席。
- 學術論著
截至2016年4月，張仁和在中國國內外會議和刊物上發表論文140餘篇。
張仁和. 平面輻射器的聲場[J]. 物理學報, 1964(3):227-232.
張仁和. 水下聲道中的平滑平均聲場[J]. 聲學學報(中文版), 1979(2):16-22.
張仁和. 海面與海水介質起伏對不同路徑相干性的影響[J]. 聲學學報, 1979(2):23-27.
張仁和. 水下聲道中的反轉點會聚區(Ⅰ)簡正波理論[J]. 聲學學報, 1980(1):30-44.
張仁和, 肖金泉, 龔敏. 淺海中單個簡正波的分析[J]. 聲學學報, 1980(2):3-15.
張仁和. 負躍層淺海中信號波形的多速結構[J]. 海洋學報：中文版, 1981, 03(1):57-69.
張仁和, 張雙榮, 肖金泉, et al. 淺海遠程聲場的空間相關性與時間穩定性[J]. 聲學學報, 1981(1):11-21.
張仁和, 龔敏, 張雙榮, 肖金泉, & 王孟新. (1982). MULTIPATH STRUCTURES OF SIGNAL WAVEFORMS IN SHALLOW WATER WITH THERMOCLINE. Acta Oceanologica Sinica, (2), 1.
張仁和, 朱柏賢. 指向性輻射器的簡正波聲場[J]. 物理學報, 1983, 32(4):490-496.
張仁和, 周堅力. 淺海平均聲場的數值預報方法[J]. 聲學學報：中文版, 1983(1):38-46.
張仁和, 金國亮. 淺海平均混響強度的簡正波理論[J]. 聲學學報, 1984(1):14-22.
Renhe Z . The Sound Intensities Near the Conjugate Turning Points in an Underwater Sound Channel[J]. 1987.
Zhang R , Zhu B . Normal mode sound field of a directional radiator[J]. Journal of Sound and Vibration, 1987, 119(2):207-213.
張仁和. 反轉點附近聲場的漸近理論[J]. 聲學學報：中文版, 1988(2):23-32.
Zhang R , Lu Z . Attenuation and group velocity of normal mode in shallow water[J]. Journal of Sound and Vibration, 1989, 128(1):121-130.
張仁和, 盧征峰. 淺海中簡正波的衰減與群速[J]. 聲學學報：中文版, 1989(6):429-437.
Renhe Z , Qin W . Complex eigenvalues and group velocities of normal modes in shallow water with a lossy bottom[J]. Chinese Journal of Acoustics, 1991(4):329-340.
張仁和, 朱柏賢. 海面噪聲的空間相關與垂直方向性理論[J]. 聲學學報, 1992(4):270-277.
Renhe Z , Yi H E . A theory on spatial correlation and vertical directivity of surface-generated ambient noise in the sea[J]. 聲學學報：英文版, 1992(1):31-40.
Zhang R , He Y , Zhu B , et al. A ray-model theory on spatial correlation and vertical directivity of surface-generated ambient noise in shallow water[J]. Journal of the Acoustical Society of America, 1993, 94(3).
Zhang R , Zhu Y . Multipath structures of pulse signals in shallow water with a thermocline[J]. The Journal of the Acoustical Society of America, 1993, 93(4).
Renhe Z , Yi H E , Hong L . WKBZ mode approach to sound propagation in horizontally stratified oceans[J]. Acta Acustica, 1994.
Renhe Z , Wenhua L I , Xinfang Q , et al. Numerical simulations and experiment of reverberation loss in shallow water[J]. 聲學學報：英文版, 1994, 95(4):289-299.
張仁和. 中國海洋聲學研究進展[J]. 物理, 1994, 23(9):513-518.
張仁和, 何怡. 大洋遠程聲傳播理論及其套用[J]. 自然科學進展：國家重點實驗室通訊, 1994(6):670-676.
張仁和, 何怡, 劉紅. 水平不變海洋聲道中的WKBZ簡正波方法[J]. 聲學學報, 1994(1):1-12.
Renhe Z , Futang W , Wenliang H , et al. Frequency correlation and group time delay of ambient noise and ship radiated noise in the sea[J]. Acta Acustica, 1995.
Zhang R . Theory and experiment of pulse propagation in shallow water[J]. Journal of the Acoustical Society of America, 1995, 97(5):3368.
Zhang, R., Liu, H., & He, Y. WKBZ Adiabatic Mode Approach to Sound Propagation in Gradually Range-Dependent Channels[J]. In Chinese Science Abstracts Series A,1995 3(14): 30-31.
張仁和. 淺海聲場的平滑平均理論、數值預報與海底參數反演[J]. 物理學進展, 1996(Z1).
Zhang R , Li F , Luo W . Effects of Source Position and Frequency on Geoacoustic Inversion[J]. Journal of Computational Acoustics, 1998, 06(01n02):245-255.
Zhang R , Li F , Luo W . A multifrequency inversion method for geoacoustic parameters[J]. Journal of the Acoustical Society of America, 1998, 103(5):2933-2933.
張仁和, 李風華. 淺海聲傳播的波束位移射線簡正波理論[J]. 中國科學(A輯), 1999, 29(3):241-251.
Zhang R , Li F . Sound vertical coherence in shallow water with a thermocline[J]. Journal of the Acoustical Society of America, 1999, 105(2):1312-1312.
Zhang R , Li F . Beam-displacement ray-mode theory of sound propagation in shallow water[J]. Science in China, Series A (Mathematics, Physics, Astronomy), 1999, 42(7):739-749.
Zhang R , Li F . Recent Progresses on Shallow Water Reverbervation[M]// Theoretical And Computational Acoustics 2001. 2002.
Zhang R , Li Z , Yan J , et al. Broad-band matched-field source localization in the east China Sea[J]. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2004, 29(4):1049-1054.
Zhang, R , Peng, Z, Li, Z, Liu, M. The recent progress of shallow water acoustics in China [J]. In ICA. 2004, 4: 875-882.
張仁和, 倪明. 光纖水聽器的原理與套用[J]. 物理, 2004, 33(07):0-0.
張仁和, 黃曉砥. 聲源與接收器運動的脈衝簡正波傳播[J]. 聲學技術, 2004, 23(z1):1-3.
張仁和. 水聲物理、信號處理與海洋環境緊密結合是水聲技術發展的趨勢[J]. 套用聲學, 2006, 25(6):325-327.
Zhang R , Li F . Longitudinal Correlation Improvement with Model-based Technique.[J]. 2008.
Zhang R , Li Z , Peng Z , et al. Overview of shallow water acoustics in the State Key Laboratory of Acoustics[J]. AIP Conference Proceedings, 2012.
- 科研成果獎勵
截至2016年4月，張仁和先後獲國家自然科學二等獎（1982年）1項，國防科技進步一等獎和二等獎各1項，中國科學院自然科學一等獎1項以及中國科學院傑出科技成就獎1項。
人才培養
- 教育思想
張仁和認為：想像力、好奇心、興趣和自學能力，比知識更重要。“努力學習、勇於探索、培養創新意識，這三點是非常重要的。”
張仁和認為：做人、做事、做學問的過程中，有幾種關係必須要明確：長期積累與一時突破之間的關係；理論、實驗和仿真之間的關係；團隊精神與個人創造之間的關係；國家需求與個人興趣之間的關係。張仁和院士指出：“科學研究的突破是長期積累的結果。在物理學、聲學、信息科學等各個領域，都離不開實驗，實驗是理論的重要來源。做科學研究，對信息科學等套用性基礎研究，必須要將團隊精神與個人創造相結合，同時還要將國家需求與個人興趣相結合。”
- 指導學生
截至2016年4月，張仁和共招收培養了40餘名博士生，接受過10餘名博士後。
- 團隊建設
在張仁和擔任聲場聲信息國家重點實驗室主任、學術委員會主任期間，該實驗室在1991、1994、2000和2005年連續四次參加國家級評估，皆被評為優秀實驗室。2006、2007年，張仁和所領導的研究團隊先後獲得了國家主管部門的預先研究先進集體和首批國家科技創新團隊榮譽稱號。
榮譽表彰
| 時間 | 榮譽表彰 |
|---|---|
1991年 | 中國科學院學部委員（院士） |
1995年 | “國家重點實驗室計畫先進個人”稱號 |
1998—1999年度 | 第六屆饒毓泰物理獎 |
2002年 | 何梁何利基金科學與技術進步獎 |
2010年12月6日 | “全國優秀科技工作者”稱號 |
光華科技基金一等獎 | |
竺可楨野外科學工作獎 |
社會任職
| 時間 | 擔任職務 |
|---|---|
1995年—2004年 | 國際聲學委員會（IcA）委員 |
1997年—2000年 | 西太平洋地區聲學委員會（WESTPA）副主席 |
1998年—2000年 | 中國聲學學會理事長 |
2000年 | 西太平洋地區聲學委員會（WESTPA）第一副主席 |
中國海洋學會理事 | |
中國海洋物理學會常務理事 | |
北京大學、清華大學客座教授 |
人物評價
張仁和在水聲物理與套用基礎研究方面取得了多項成果，在水聲理論與技術方面做出了系統性、創新性的傑出貢獻，是中國具有重要國際影響的水聲學科領域的優秀學術帶頭人。他在水聲理論與實驗研究方面取得的成果對中國聲納設計與使用有重要意義，他還在培養高級科技人才方面作出了傑出貢獻。（中國科學院聲學研究所評）
