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第48章 声纳的发明

青出于蓝而胜于蓝。

——荀子

声纳是一种利用声波在水下测定目标距离和运动速度的仪器。它的发明,凝聚着几代科学家的心血。

早在1490年,意大利著名画家、科学家达·芬奇就注意到了声音在水中的传播。

有一次,达·芬奇来到海边写生。完成一幅画后,好奇的他忽然产生了一个念头:水里面到底有没有什么声音?于是,他取来一根管子,将管子的一端插到水中,管子的另一端放在耳朵旁。结果听到了“咕噜咕噜”的声音。经过仔细的辨认,他发现这是远方的船航行时螺旋桨击水发出的声响。达·芬奇的这根管子可以算是声纳最古老的祖先了。

3个多世纪后,瑞士物理学家柯拉顿和德国数学家斯特模,对声音在水中的传播进行了深入的探讨。在这以后,许多科学家也进行了这方面的研究。经过反复实验,他们比较精确地测出声音在水中的传播速度为1528米/秒,比在空气中的传播快4倍多。此外,科学家们还发现,声音在水中传播,遇到海洋中的物体或海底时,声音会被反射回来,此时也被“吞掉”一些声波。不同频率的声波,被吸收和反射的程度也不相同。超声波能量集中,可朝一个方向传播,反射回来的声波比较强烈。

这个时期,正值潜水艇在海里称王称霸的时期,人们对于潜水艇的神出鬼没正感到束手无策。自然而然地,科学家们想到:利用超声波在水中的传播特性,不就可以测出潜艇所在的方位、距离了吗?

可是,要实现超声波在水中的发射和接收谈何容易!一时,研制潜水艇“克星”的工作搁浅了。

1880年,英国科学家彼埃尔·居里成功地制造出换能器,实现了电、声信号的转换。这样,通过换能器,可将电波变成声波,并向海里发射;声波遇到物体后,又反射回来,换能器接收到声波,并把它变成电波,显示出来。根据超声波发出到接收所需的时间,就可以测出发射地点与物体之间的距离。

就这样,世界上第一代声纳诞生了。后来,科学家们在第一代声纳的基础上,做了许多改进,发明了“主动式”和“被动式”两大类声纳。

任何发明与创造都是在前人的基础上取得的。我们要想有所创新,就必须在前人研究的基础上进行进一步的研究、改进,增添一些自己独到的、新的东西,或者深化前人的认识,或把前人做出来的东西进一步改进、完善。正如牛顿所言:“如果说我比别人看得远些,那是因为我站在了巨人的肩上。”