做声学的同行都在用什么书之：英文教材百年简史

weixin

笔者差不多两年前发过一篇文章：做声学的同行都在用什么书/教材？原为知乎上自问自答的一个回答，同时也有一些同行在知乎上面作答。前几天看到Acoustics Today上面发了一篇美国教授Steven Garrett的文章《One-Hundred Years of English-Language Acoustics Textbooks》讲了在美国过去的一百年，声学教科书的一些历史。感觉很有意思，这篇文章会把其中的一部分内容拿出来跟大家分享。

Lord Rayleigh

在过去的85年里，美国主要用到的教材有两本：Morse 的《Vibration and Sound》(1948) Kinsler、Frey 的《Fundamentals of Acoustics》(1962)。但是溯源到最开始，还是诺贝尔奖得主瑞利 (Rayleigh) 的The Theory of Sound（笔者：以及另一位奠基人Helmholtz），出版于1877年。本书第一卷写于作者从风湿热中恢复时期，主要关注于振动系统的通用定理以及相应的数学描述。因为当时作者在尼罗河上的船屋中，所以没有太多参考文献——Excuse me？！果然是大佬，放到今天连个journal 都发不出去。然后，想起前几天看到LinkedIn 上有人吐槽文章三番五次修改还是无法过审-_-

扯远了，言归正传。这本书的第二卷由于作者回到了正常生活，所以增加了很多参考文献，尤其是已经发表了的实验结果，主要关注流体中的声音。

瑞利从一个实验者的角度出发写的这本书，然而这个角度却并没有在之后的教材中得以延续。1868年，瑞利就建了自己的实验室，开了英国大学实验室的先例。当1879年瑞利成为继麦斯威尔 (Maxwell) 之后第二任卡文迪许教授 (Cavendish Professor) 时，学校播了1500英镑（相当于现在的300万美元）用于实验课，其中就包括了声学。

Philip Morse

后瑞利时期的第一本最具影响力的教材就是Philip Morse 的第二版《Vibration and Sound》(1948)，也是和Kinsler、Frey 的《Fundamentals of Acoustics》这本书的模板。第三版书有了新的名字，也就是搞声学人相对熟悉的《Theoretical Acoustics》。这本书当年是麻省理工MIT物理和通信工程专业的教材，Morse 教授亲自教学，每章后面都有书后习题。这本书需要有比较好的数学基础，我当年在啃移动声源的时候比较吃力。

1981年这本书再版的时候，Morse 教授在前言中写道：“这本书和1960年版比，不再那么受欢迎了。”

Kinsler and Frey

Morse 的书欢迎度打折，就是因为这二位的《Fundamentals of Acoustics》。有意思的是，该书第一版出版于1950年，被JASA (The Journal of the Acoustical Society of America) 的编辑发到了Morse 手上，其为当时声学教材之父。然而被Morse 拒绝了， 他说：我自己给我自己的书审稿，恐怕不妥吧。

实际上，大部分《Fundamentals of Acoustics》的内容都是从第二版的《Vibration and Sound》搬运过来的，有几个章末习题更是完全照抄。看来现在的换个变量名一文多发也是有参考文献的……第二版中有些修改，比如把单位从厘米/克/秒 (CGS) 改成米/千克/秒 (MKS)。变量名字也有变化，比如频率改成f，把矢量和复变量用黑体表示。同时又加上了一些应用，比如扬声器、麦克风、语音、听力、建筑声学等，我觉得这些更偏应用的章节还是很有意义的。后面几版，又加了水声、非线性声学、激波等等。

从1960-2020这六十年，这四版《Fundamentals of Acoustics》主导了美国理工科的声学教育。

Steven Garrett

也就是《Understanding Acoustics：An Experimentalist’s View of Sound and  Vibration》的作者。这本书本来要由Rudnick 和UCLA 的儿子来写。但是Rudnick 当时已年过七十，所以由他的关门弟子Garrett 主笔。Rudnick 课题组非常敬仰瑞利及其提出的近似法。

我的理解是，瑞利和Rudnick 这些人会从物理或者说跟数学家的角度相比，更现实的角度出发去理解和求解物理问题，采用更简单的近似方法，只要能达到最终要求并且和精确解大差不差，就可以以这种更便捷的方式解决问题。放到现在就是从工程的角度出发，黑猫白猫逮着耗子就是好猫。看来瑞利公爵的实验室不是吃素的，把他变成了实战家。有人把瑞利的精神总结下来：

The dance between math and physics can be a thing of beauty but not if you force the feet of math to trample on the toes of physics

“物理和数学之间的舞蹈，在数学被强制踩物理脚趾头之前都是美的。”

作者在这篇文章里面举了一些例子，对比他这本书和之前的教材。本人没看过《Understanding Acoustics》这本书，前边的教材也只看过一点点Morse 的那本，所以没法评说。

Garrett在结尾中说到，《Fundamentals of Acoustics》这本书就像是Listerine 漱口水，没人喜欢它的味道但是一天还要用两遍。但是他不否认，Morse 和Kinsler and Frey 的两本书带领很多人走到了声学领域。从我们这些后世声学从业者的角度，Garrett 和其他出版教材的大牛们同样功不可没。

其他声学书籍推荐，大家可查阅公众号之前发布的文章《推荐41本经典声学书籍让您全面透彻地了解声音》。

参考：

1. Acoustics Today

2. JavaLab

来源：子鱼说声学微信公众号（ID：ZiYuAcoustics），文：子鱼，编辑：贰沐 子鱼。