声音之耳

 声反射镜 

Sound Mirror / Acoustic Mirror

什么是声反射镜？

声反射镜是用于反射和集中声波的装置。工作原理和光学上反射聚焦类似，常见的抛物/球面声反射镜从远距离拾取声音，反射集中声音到焦点上，人们在其焦点放置耳机进行监听。通过转动声反射镜，使其正对远处各方向传来的声波，便能检测各远处的声源。

在第一、二次世界大战之间，声反射镜被用作军用防空部队的早期警报装置，通过监听发动机的声音来检测进入的敌机。 1927-30年间，声反射镜是英国国家防线系统的一部分，南部海岸线建造了众多不用种类造型的声镜。据说在敌机出现在视线前的十五分钟，声镜就可以通过声音监测到敌机发动机发出的声音，进行报警。但之后由于飞机速度的增快，加速了现代雷达系统的发展。最终，由于chain home雷达的诞生，声镜被淘汰出战争科技的舞台。如今，这些大型混凝土声镜仍有不少散落在田间。

△ Photo by Crown, Conundrum37, Sam Velghe, adrianwynn, Jelltex, Noémie Goudal

其中，最为著名的一支是位于英国的Dungeness声反射镜，俗称“听的耳朵”，由三个大型混凝土反射器组成：一个是长约5m高70m长的弯曲壁，而另外两个为盘状结构，直径约4-5米。放置在反射器焦点处的麦克风使得人们能够检测远离英吉利海峡的飞机的声音。

△ Photo by World of Tim, Lawrence Mayes, Ben Jones, Renee & Dave, ink-live.com

百年前的可穿戴设备

在雷达广泛应用前，除了这些大型混凝土声镜，历史上也曾有很多小型可随身穿戴的声音定位器。

Professor Mayer's topophone (1880)

▲ 声学定位器的诞生可上溯到19世纪后期，甚至在飞机发明之前。 这种设备最早出现在1880年的“科学美国人”杂志上。图中是由A. M. Mayer于1879年发明的声学定位器，用于帮助佩戴者确定任何声音的来源。

German sound locator (1917)

▲ 这张奇妙的照片上是两名来自德国炮兵团的军官。眼耳并用，只需转动头部，就可定位敌机方位。

A Czech four-horn acoustic locator (1920s)

▲ 图中是一次失败的尝试。捷克军队在20年代研发了四角声学定位器，勺形反射器将声音引导到大直径管中。之后此仪器在荷兰军队中进行测试，结论是“含有本质性缺陷"...

The height-locating half of the Czech four-horn acoustic locator

The Dutch personal parabola (1930s)

▲ 在20世纪30年代，荷兰人设立了一个“空中观察服务”，检测外国飞机的入侵。 这个美丽的个人声音定位器由两个铝制的大勺组成。但是人类头部的大小有些不同，无法严丝合缝的佩戴到不同的人的头上。为了解决这一问题，在人耳和大铝勺之间有一个可充气膨胀的耳垫。通过对耳垫的充气来调节距离。图中的小伙子表情看起来有点痛苦，估计被挤得够呛。不过庆幸的是，这个仪器起码小批量的投产了。

Dutch personal horns (1930s)

Jean Auscher's maritime acoustic locator (1960)

▲ 这个是由法国人Jean Auscher发明的，用于在小型船舶上发生雷达故障的情况下作为声导航设备。 首次1960年布鲁塞尔发明家博览会上，然而也是最后一次。因为这个发明毫无新意，19世纪就被人获取了专利。又是一个失败的尝试。

Perrin acoustic locator

▲ 相比于前几个失败产物，这个仪器就华丽多了。是由法国诺贝尔物理奖获得者Jean-Baptiste Perrin所发明。四组六角形接收器上分别又承载着36个小六角形凹槽。

German RRH acoustic locator (1940s)

▲ 这个更令人印象深刻的装置被称为Ringtrichterrichtungshoerer（或RRH），字面翻译为“漏斗方向听证者”，或更准确地说：“环喇叭声学方向检测器”。 RRH主要用于第二次世界大战的防空探照灯电池，用于夜间目标探照灯的初始瞄准，大概是因为它比雷达组更便宜，更容易制造。 后来在战争中，他们被雷达组取代。

The Japanese war-tubas

▲ 来自日军的“战争号角”，这些是声喇叭听音装置的变型。图中正在阅兵的是天皇裕仁。

Chinese poster: early 1930s

▲ 30年代中国的一张海报，集合了上述几种不同仪器，画风喜人。

文中资料参考：http://www.douglas-self.com/MUSEUM/COMMS/ear/ear.htm 

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