水下也需要擴聲？

　　初聽到“水下擴聲”的概念，很多人可能一臉懵懂：光聽說海浪聲輪船汽笛聲，扯遠一點還有魚兒、潛水艇的“聲吶”。腦海中可能還會聯想到那“陽光、沙灘、海浪、仙人掌，還有一位老船長??”的歌聲。

　　言歸正傳，水底下需要擴聲嗎？實際用處是什么呢？游泳池里面要裝喇叭嗎？吳敏霞、孫楊、傅園慧他們比賽時候不堵耳朵呀？

　　有以上這樣一些“不專業”的疑問，主要還源于“水下擴聲”是一門非常窄眾的學科。但盡管如此，并不妨礙這也是一門非常重要的學科。

　　從大處來說，在習總書記“關心海洋，認識海洋，經略海洋”戰略構想，實施“建設海洋強國”戰略背景下，發展海洋科學是當前的重要發展目標之一。

　　從剛剛開始學習地理知識我們就了解：地球是藍色的，地球表面的十分之七都是海洋。現在資源消耗越來越大，轉而向海洋索取是必然的。因此，未知的海洋資源開發也是人類未來的方向，水下聲學應用會越來越廣闊，其重要性也將愈加突出。

　　孫衛東老師表示：“水下聲學的應用在軍事、漁業、勘探、體育等領域都有很大的空間。在聲吶、通訊、水下考古、水下勘探、水下安保、海洋漁業、水下救援、潛水作業、花樣游泳比賽等方面，均已經有了廣泛的應用。”

　　“水下擴聲在軍事方面如反潛的聲音預設播放裝置，可對敵方埋伏的水下反潛進行聲音干擾；水下擴聲不止是可聞聲，還有對魚類的超聲擴聲，在海洋漁業捕撈中，對魚類定期播放特定聲音的同時進行喂食，使之形成條件反射后可在成熟時進行捕撈；在水下作業的勘探、救援、潛水教學中用于通信；在花樣游泳比賽中為運動員提供精準的音樂節奏，以使水下運動員動作準確一致。”他對此進一步補充。

水下如何擴聲？

　　我們平常往往容易忽略一個常識，那就是：聲音在空氣中傳播速度是340米/秒，而在水中則約是1,500米/秒。也就是說，聲音不但可以在水下傳播，而且其傳播速度比在空氣中要快得多，低頻在水下的傳播距離高達幾百公里。

　　聲音在水下的傳播固然沒有問題，那么，是如何實現的呢？

　　“通過特制的水下揚聲器播放一般可聞聲，在水下可直接聽到；而聲納、超聲的水下應用需要特殊的收發裝置。”據孫老師介紹，水下擴聲系統由水下揚聲器、功放及音源組成。音源沒有特殊要求，功放也可以是常規功放，只是水下揚聲器不是一般的紙盆喇叭，它是由電聲換能器和發聲板組成的。

　　“電聲換能器能夠推動剛性材料振動，而由特殊材料制成的發聲板不但能夠發聲，還需要能夠承受水下的高壓強，它對箱體沒有特別要求，可以是任何形狀。”孫老師分析說。

　　說起水下擴聲，據孫老師介紹，有一個“小體積大能量”的器件功不可沒，那就是電聲換能器。

　　基于水下揚聲器的電聲換能器它具有致動和傳感功能，它可以把聲音信號轉化為微米級的機械振動傳輸給一個新的發聲介質。它的體積可有一個一號電池的大小，把它粘在各種形狀、不同大小的任何硬質物體上，如：玻璃、木質、石材、金屬、石膏板、復合板等，使它們都成為特別的揚聲器。電聲換能器具有防火、防水、耐高壓、高溫、全指向性、聲場均勻、性能可靠、安裝便捷等特點。它可廣泛應用在裝飾、吧臺、劇院座椅、舞廳地板、頂棚、墻壁、家具、浴盆、桑拿房、汽車等任何鋼性物體上。把它粘在各種形式的玻璃體上實現玻璃發聲；把它裝在桑拿房的玻璃窗或屋頂及座椅上，使客人有新奇的感受；把它裝在商場專賣店的櫥窗和展板及廣告牌上，展板和櫥窗就變成了傳播信息的新發聲體，它能使在其面前走過的人駐足尋找聲音的來源，在滿足人們好奇心的同時加深了對廣告和商品的印象。這種獨具特色的廣告手法，以最具攻擊性的行銷方式增強了廣告和商鋪的作用。

　　電聲換能器在廣州和香港科技展上也受到了業界的關注。在平板揚聲器擴聲中聲反饋的抑制方以有了非凡的效果，在酒店、商場的大面積玻璃窗放音、博物館及展館的玻璃罩放音、石膏板大面積頂棚的背景廣播無喇叭暗裝播放、超市產品推廣的定向廣播、以及酒吧、洗浴界等方面的特別應用，都是音響工程跨界發展的新領域。

　　在體感音樂及醫學理療方面的應用還沒有被挖掘，如在促進受傷骨骼愈合、聾啞人振動傳導體感聲、觀賞魚及池養魚的成長促進等方面都會成為今后開發的亮點。

　　當然，目前國內在水下聲學方面的發展與國外還有較大的差距，在理論、材料、應用等方面都需要進一步開發和提升。很直接的對比就是，目前國產水下揚聲器就與國外產品在工藝、功率方面有著較大的差距。

水下擴聲的前景

　　盡管有差距，但水下擴聲在近些年還是取得了長足的進步，在全國各地也都有了很多應用。孫老師本人也主持和參與了很多的水下擴聲的應用項目，如：2008年國家航天中心的10×24m航天員水下失重訓練池、2009年國家體育館水立方的水上天鵝湖演出、2011年廣州亞運會、盤古七星酒店泳池、上海長風海洋世界、北京威斯汀酒店、北京天龍源溫泉兩千平米海浪表演池、北京希爾頓逸林酒店等。值得一提的是，以上這些項目中都使用了國產水下揚聲器。目前，進口水下揚聲器因為其超大功率的優勢，也被國內很多泳池項目使用。如國家某部委泳池、南京國賓館、常州賓館等。

　　孫衛東老師更是給水下擴聲在泳池的應用賦予了詩意的想象空間，他所提出的“音樂水世界，水下聽鳥鳴”的理念，給了泳池工程新的亮點和生機，被行業所稱道。

　　伴隨著水下擴聲技術的發展突破，其應用領域逐步擴大，甚至已經不僅僅體現在水下擴聲本身，在剛結束的中國智能建筑展上，孫老師展示的一款定向喇叭使聽到光束聲場的聽眾驚奇不已。

　　總之，水下擴聲是一門非常有前途的特殊學科，其產業容量有很多需要深度開發和大力發展的空間，其應用的廣度和深度必將是行業有識之士大展宏圖的新方向。

　　“讓我們在生命活動的立體空間里，全方位的聆聽美妙的聲音，傳遞科技的多維信息，感受沒有傳統喇叭的音響，共同開創電聲的新時代。”

　　囿于我們編輯對于“水下擴聲”領域知識的匱乏，本文在組織內容方面可能有力有未逮之處。如果說本文對您在這一領域的認識有所加強和啟發，我們將十分高興，那完全是孫老師在這一領域超過40年的從業經驗所致！

[自問自答]：吳敏霞、孫楊、傅園慧他們比賽時候不堵耳朵呀？

　　回復眾說紛紜，有的說會用耳塞，有的說不用，都不十分令人信服。

　　但是有個回答很有趣：《為什么很多游泳運動員入場的時候都喜歡聽耳機？》

　　為了滿足人類的好奇心和證明“菲人類”的真實性，游泳健將菲爾普斯聲名鵲起之后共接受了40次興奮劑檢查。然而，這些瓶瓶罐罐在睿智的學者眼中，只是偽裝，真正令菲爾普斯癲狂的興奮劑是他比賽前都會聽的音樂——德國萊比錫馬普學院的人類認知和腦科學專家斯蒂芬．考爾思克博士經過研究得出這個結論。

　　這個結論基于的事實是：某種節奏的音樂可以提高運動員的呼吸頻率以及血紅蛋白攜帶氧的數量，盡管循環過程中產生額外氧氣所持續的時間沒有定論。菲爾普斯在賽前聽的音樂就是有人出于提高成績，而專門為他量身定做的一個音樂播放器。

　　更關鍵的是“提高血液氧攜帶比例的任何方法”在2008年修訂的《世界反興奮劑條例》M1款中是被明文禁止的，由此引伸出菲爾普斯所用的提高成績的手段是違法的。因此有人呼吁：通過聽音樂來提高成績的方法是違法的，菲爾普斯破的紀錄都是假的，8枚金牌也應該順延給銀牌的選手。

　　意大利帕維亞大學還通過在兒童身上的實驗實證了音樂提高成績的真實性，他們也在努力將音樂療法歸入興奮劑的框架，并向世界反興奮劑組織提出了異議，要求判他的成績無效。

　　問題在于被科學家視為毒藥的某種音樂可以歸為提高血液氧攜帶量的方式之一，但是音樂未被列入禁藥范圍之列。我們仍然可以按照常理推測，世界反興奮劑組織不會為了配合個別學者標新立異的觀點而做出舉世震驚的改判。

　　運動心理學家認為：“很顯然菲爾普斯能夠游出如此快速度的原因不在于他6英尺7英寸的臂展，也不是他那雙有力的膝蓋和腳踝，更不是他魔鬼般的心臟。他能夠如此瘋狂地獲得金牌的真正根源在于那獨特的隨身聽。”這可能言過其實了，但不管將來音樂會不會被當作興奮劑禁止，它在將菲爾普斯塑造成神的過程中很可能扮演了重要角色。

　　至今成迷的是菲爾普斯究竟聽了哪些歌，不過可以肯定，歌單中不會有那首《TooSlow》。有心的人，大概知道怎么戰勝他了吧！