书城自然科学古代发明与发现
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第48章 大瓮

影片《地道战》中有一个有趣的镜头:日军和汉奸在碉堡内为了防备八路军、民兵把地道挖到碉堡下,趴在一个大瓮上听地下的动静。这个能够放大地下声音的大瓮,就是中国古代人发明的一种原始共鸣器。

在古代的战争环境下,中国人发明出了各种各样的共鸣器,为侦察敌情提供了重要的工具。在古籍《墨子·备穴》中,记载了中国战国时期墨家运用共鸣器侦察敌情的方法。当时,中国各诸侯国都是用坚固的城墙作为本国的防御工事。因此,进攻的敌人由于攻不破城墙,就只好采用挖地道的办法。当时的人们为了保护自己的国家,侦察进攻的敌人有没有挖地道,就发明了共鸣器。这种共鸣器即是一只容量大约为80升的陶瓮,瓮口蒙上皮革。这便是世界上最古老但深含着科学道理的一种简单共鸣器。使用时,人们把这个共鸣器放进一个距城墙不远的深坑里,选一个听觉灵敏的人伏在瓮口上静听。如果遇有敌人在挖地道,瓮里则会发出“嗡嗡”声,而且可以根据瓮里发出的声音大小、粗细、长短等现象,判断出敌人所在的方位和距离,以便及早采取有力的反击措施。

利用声音的共鸣现象所发明的这种简单易行的声音放大器,被中国历代军队所沿用。唐、宋、元、明时期,各朝代的人都对共鸣器在当时军事上的重要作用作了许多记载。曾公亮还把《墨子》一书中所提到的用皮革制作的瓮叫做“听瓮”,把用“听瓮”直接放在地上听动静的方法叫做“地听”。据史料记载,中国明朝时期的民族英雄戚继光,就曾用大量的“听瓮”来抗击倭寇,谨防倭寇偷袭。

唐朝的《神机制敌太白阴经》第五卷和宋朝曾公亮所著的《武经总要》第六卷《警备篇》中,都描述了一种比“听瓮”更为简便的共鸣器。这种共鸣器是用皮囊做成,叫做“空胡鹿”,让耳朵灵敏的战士在晚上睡觉时作枕头使用。如果遇有敌人偷袭,即使在30里之外,也可“东西南北皆响闻”,这真是一物二用,反映了中国古代劳动人民杰出的智慧。宋朝时期的著名科学家沈括,也在《梦溪笔谈》一书中写到了一种当时用牛革制成的箭袋,这种箭袋不但在白天的时候可以用来装弓箭,而且在晚上的时候还可以当作枕头使用,并能够听到方圆一里之内的敌人的动静。而且沈括还在书中对各种共鸣器的作用作出了物理解释。他在书中这样写道:“取其中虚”,“盖虚能纳声也”。他的这个物理解释与现在科学家的认识是一致的。直到现代,在情况多变的战争环境中,有时仍使用着这些古老但简便易行的共鸣器。更值得一提的是,中国古代劳动人民发明的这些用于军事上的共鸣器,即是现代医疗设备中的听诊器的先驱。

此外,中国古代劳动人民利用瓮这种简单的器具不但发明出了使微弱的声音放大的方法。而且又反向思维,创造出了利用瓮把巨大的声音吸收变小的方法。中国古籍《物理小识》一书中,就记载有中国古代的铸造假币的人,为了不被别人发现,就藏在地下室中制造。但造币的时候会发出巨大的声响,因此这些人就发明出了用瓮制造房屋,把瓮口朝着屋内的方法。这样,发出的声响就会很快地被瓮所吸收。由此,中国人又首先发明出了隔音室。

中国古代的劳动人民运用瓮这一简单器具,发现了能把声音放大或缩小的方法,在今天看来,仍令人赞叹不已。