解讀水下的秘密

編者按：

對于一個(gè)國家而言，科技是軟實(shí)力。國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)行業(yè)科研水平最高標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn)，也是一個(gè)國家科研水平最高標(biāo)準(zhǔn)的體現(xiàn)。我國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)前沿探索和解決國家重大需求方面發(fā)揮了非常重要的作用，我們會對部分重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行介紹，讓讀者走近科學(xué)大師，感觸科技前沿，提高科學(xué)文化素質(zhì)。

在我們生活的地球上，海洋面積約占地球表面積的三分之二。在覆蓋面積如此廣闊的水下，如何探測深海海情，是一個(gè)世界難題。

眾所周知，光在水中的穿透能力很有限，即使在最清澈的海水中，人們也只能看到十幾米到幾十米內(nèi)的物體。電磁波在水中同樣衰減太快，即使用大功率的低頻電磁波，也只能傳播幾十米。

而相比于光和電磁波，聲波在水中的衰減程度則小得多，在深海聲道中爆炸一個(gè)幾公斤的炸彈，在兩萬千米外還可以收到聲音信號，低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層，并且得到地層中的信息。

因此，在水中進(jìn)行測量和觀察時(shí)，聲波是無線傳遞信息最有效的載體。水聲技術(shù)利用聲波實(shí)現(xiàn)水下探測、通信、定位等功能，相當(dāng)于水下裝備的眼睛、耳朵、嘴巴，是海洋資源勘探開發(fā)、海軍艦船探測定位、水下兵器跟蹤導(dǎo)引的必備技術(shù)，在軍事、生物、地理、科考等領(lǐng)域作用巨大。

正是在這樣的背景下，1993年，依托于哈爾濱工程大學(xué)，水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承載著探索海洋深處秘密的使命被批復(fù)建設(shè)。2023年，它完成首批重組，科研實(shí)力不斷壯大。

水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一直圍繞國家在水聲技術(shù)領(lǐng)域的重大需求，針對制約水聲技術(shù)的重大基礎(chǔ)問題和關(guān)鍵技術(shù)難題，探索水聲技術(shù)的新原理、新方法，在聲吶系統(tǒng)環(huán)境、水聲信號處理、水聲發(fā)射與接收新技術(shù)、矢量聲吶技術(shù)四個(gè)方向開展研究工作。

水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室擁有國內(nèi)先進(jìn)的試驗(yàn)平臺，包括低頻消聲水池、水聲信道模擬水池、全頻段非消聲水池、重力式低噪聲水洞等。這些設(shè)施為科研人員提供了一個(gè)理想的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使他們能夠在模擬真實(shí)海洋環(huán)境中進(jìn)行各種水聲實(shí)驗(yàn)。在這里，科研人員不斷探索水聲技術(shù)的新原理和新方法，解決水下探測和反探測的難題，推動水聲技術(shù)向更深層次的科學(xué)探索邁進(jìn)。

在水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展史上，有一個(gè)杰出的科學(xué)家——楊士莪院士。楊士莪院士以深厚的學(xué)術(shù)造詣和遠(yuǎn)見卓識，為中國水聲技術(shù)的發(fā)展作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。1960年，楊士莪創(chuàng)建了我國第一個(gè)理工結(jié)合的綜合性水聲工程專業(yè)，填補(bǔ)了我國在這一領(lǐng)域的空白。

1970年至1980年，楊士莪作為水聲測量系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人，領(lǐng)導(dǎo)完成洲際導(dǎo)彈“落點(diǎn)水聲測量系統(tǒng)”的研制工作，為國家海洋工程技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展提供了經(jīng)驗(yàn)，更為中國自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的“蛟龍”號載人潛水器的定位系統(tǒng)研制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，

1994年4月，楊士莪指揮和實(shí)施的大型深海水聲考察，是中國首次具有戰(zhàn)略意義的水聲科學(xué)綜合考察，堪稱中國水聲界從淺海邁向深海的第一步。此后，90多歲高齡的楊士莪院士仍然身體力行，參加了兩次相關(guān)科研項(xiàng)目的科考。也正是在楊士莪的感召下，一代代水聲人把水聲事業(yè)推上更高臺階，現(xiàn)在，哈爾濱工程大學(xué)水聲工程學(xué)院已經(jīng)成為我國著名的水聲科研基地和人才培養(yǎng)基地。

通過不斷發(fā)展，水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室全面服務(wù)于國家重大科技專項(xiàng)工程。它承擔(dān)了近900項(xiàng)各級各類科研項(xiàng)目，這些項(xiàng)目涵蓋水聲工程學(xué)科的多個(gè)方面，包括聲學(xué)、信息與通信工程、海洋信息科學(xué)與工程等，并獲得了包括國家技術(shù)發(fā)明獎、中國專利獎、中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展獎、海洋工程科學(xué)技術(shù)獎、國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎、國家技術(shù)發(fā)明獎等近30項(xiàng)省部級獎項(xiàng)。特別值得一提的是，實(shí)驗(yàn)室的科研成果已經(jīng)成功應(yīng)用于“蛟龍”號、“深海勇士”號、“奮斗者”號等深海載人潛水器 ，這些成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用極大地推動了我國深海探測技術(shù)的發(fā)展。

經(jīng)過多年的建設(shè)和發(fā)展，水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)已形成一支年齡、職稱、能力層次合理的高素質(zhì)、高水平、相對穩(wěn)定的研究隊(duì)伍，培養(yǎng)了一批又一批的水聲技術(shù)人才，為國家的海洋事業(yè)輸送了大量高水平的科研人才。

在全球化的今天，水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室積極參與國內(nèi)外的學(xué)術(shù)交流，與多個(gè)國家的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)建立了良好的合作關(guān)系。通過主辦國際學(xué)術(shù)會議，如聲學(xué)工程與技術(shù)國際研討會、中國海洋聲學(xué)國際研討會等，水聲技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國際水聲技術(shù)領(lǐng)域的知名度和影響力得到了顯著提升。

在這里，每一次實(shí)驗(yàn)，每一項(xiàng)研究，都是對海洋深處秘密的一次探索，都是對人類科技邊界的一次拓展。讓我們期待中國水聲技術(shù)的發(fā)展帶給我們更多的驚喜和發(fā)現(xiàn)吧！