假如聲納早發(fā)明一年

1912年4月4日深夜，一艘滿載著1523名乘客的豪華郵輪“泰坦尼克號(hào)”，在從英國(guó)到美國(guó)的處女航中，由于無(wú)法探測(cè)到隱沒在水下的冰山，結(jié)果被冰山撞開6道裂縫，最后沉沒在大西洋2.5英里深的水下，除705人死里逃生外，其他人全部罹難。

沒想到這起世界上最大的海難卻促成了一項(xiàng)水下探測(cè)技術(shù)——聲納的發(fā)明。可惜這是在事故發(fā)生一年后的事，否則這起海難就可以完全避免了。

所謂聲納（SONAR），是由聲音、導(dǎo)航和測(cè)距3個(gè)英文單詞的縮寫組合而成，是指利用聲波在水中探測(cè)目標(biāo)及其狀態(tài)的一種儀器或技術(shù)。對(duì)目標(biāo)的探測(cè)，在陸上可以依靠雷達(dá)，它利用電磁波遇到物體會(huì)反射回來(lái)的“回聲定位”原理，可以探測(cè)千里以外的物體。但電磁波在水中跟空氣中大不一樣，它的能量很快會(huì)被水吸收，無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播。于是，研究人員把目光轉(zhuǎn)向聲學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)水對(duì)聲波的吸收很小，聲波在水中可以傳得很遠(yuǎn)。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，在茫茫大海的深處，竟存在著一個(gè)特殊的“聲道”：在此通道里，聲波能傳播數(shù)千千米而無(wú)明顯減弱，其傳播速度大約每秒1500米。有人做過(guò)這樣一個(gè)試驗(yàn)：在澳洲南部投下一顆深水炸彈，爆炸產(chǎn)生的聲波順著這個(gè)通道，繞過(guò)好望角，又折向赤道，經(jīng)過(guò)3小時(shí)43分鐘以后，竟被北美洲百慕大群島的監(jiān)聽站聽到了，傳導(dǎo)全程共19200千米，在海洋中環(huán)繞了地球半圈。于是，聲納很快成為水中探測(cè)目標(biāo)、傳遞信息的重要工具。

按照工作方式的不同，聲納可分為主動(dòng)聲納和被動(dòng)聲納兩類。前者本身能發(fā)射聲波，當(dāng)聲波遇到物體便反射回來(lái)，再經(jīng)過(guò)聲電轉(zhuǎn)換和放大處理，最后顯示在熒光屏上。根據(jù)聲波發(fā)射的方向、往返的時(shí)間，可以計(jì)算出被測(cè)物體的方位和距離。這種聲納可用來(lái)偵察潛艇和海底障礙物。被動(dòng)聲納本身不能發(fā)射聲波，只能接收別的物體在水中發(fā)出的聲波，它可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)潛艇的馬達(dá)聲或探測(cè)其他會(huì)發(fā)聲的物體。

聲納最早出現(xiàn)于第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期。當(dāng)時(shí)德國(guó)利用其新發(fā)明的潛水艇擊沉了協(xié)約國(guó)的大量軍艦和商船，迫使協(xié)約國(guó)不得不立即投入大量人力物力，進(jìn)行水下探測(cè)方法和探測(cè)設(shè)備的研究。法國(guó)著名物理學(xué)家郎之萬(wàn)，在俄國(guó)一位工程師的協(xié)助下，利用他發(fā)明的石英——鋼夾心型超聲換能器和初露頭角的電子管放大器，研制成功世界第一臺(tái)將水聲技術(shù)和電子技術(shù)相結(jié)合的聲納。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，聲納系統(tǒng)愈來(lái)愈精密準(zhǔn)確，分辨能力愈來(lái)愈強(qiáng)，就是在海洋深處的一塊小小的鐵板，也難逃它的慧眼。當(dāng)前，一些國(guó)家正在致力于研究大型綜合聲納和快速全景掃描聲納，為的是使聲納的作用距離更遠(yuǎn)，精密度更高，更有效地運(yùn)用于軍事、通訊、勘探和漁業(yè)等諸多領(lǐng)域。