封面人物▏杨士莪走了，他为中国水声装的“耳朵”现在有多强？

2024年3月19日，中国水声工程学科奠基人杨士莪院士走完了他93年的人生路。半年后，中央宣传部追授他“时代楷模”称号。消息传回哈尔滨工程大学，那间他站了一辈子讲台的教室里，学生们自发摆放的白菊，整整三天没有断过。

杨士莪的故事，得从1950年说起。那年他从清华大学物理系肄业，报名参军，到大连第一海军学校任教。两年后，哈尔滨工程大学的前身——中国人民解放军军事工程学院筹建，他来到这片黑土地，一扎就是一辈子。

那时候，水声学在国内是一片空白。1957年，杨士莪被派往苏联科学院声学研究所进修。原本以为能学到尖端技术，现实却给了他当头一棒——研究所四个研究室，有两个对中国研究生不开放，一个是声呐，另一个是研究舰船噪声的，都是国防核心领域。这段经历让他刻骨铭心：“真正尖端的东西，你想从国外学，想从国外买，你是做不到的。这种东西你只能自己干，这就是一个国家，一个民族的骨气。”

回国后，杨士莪白手起家。没有教材，自己编；没有设备，自己造。他带着团队用算盘计算数据，在荒郊野外搭建实验装置，硬生生创建了我国第一个理工结合、配套完整的水声工程专业。从“东风五号”洲际导弹落点水声测量系统，到“蛟龙号”载人潜水器的定位系统，再到我国首个“重力式低噪声水洞”，这些里程碑式的成果背后，都有他的身影。

1994年，63岁的杨士莪作为考察队队长和首席科学家，带队完成了由我国科学家首次独立指挥和实施的大型深海水声综合考察任务，迈出了中国水声从浅海向深海跨越的第一步。在南海，赤道附近的太阳几乎垂直照射，甲板温度超过70摄氏度，年过花甲的他坚持在海上实验。等考察队员入睡后，他还要检查设备安全，研究后续方案。

更让人动容的是，杨士莪九十高龄时仍坚持站着给本科生上课。学生们心疼他，搬来椅子，他每次都笑着挪开：“从我开始做老师起，就习惯站着讲。这样多好！我讲得自在，大家看得真切。”2021年，他把毕生积蓄200万元捐给学校，设立奖学金资助水声工程学子。

老先生留下的不止是学术遗产，更是一个国家“听海”的能力。而这份能力，正在今天以惊人的速度进化。

讲水声技术之前，先回答一个朴素的问题：为什么在水下，我们得靠“听”而不是“看”？答案很简单——电磁波在水里几乎寸步难行。阳光只能穿透海面以下几十米，无线电波在海水中衰减极快，卫星更无法穿透深海。唯独声波，能在水中传播数千公里，速度比在空气中快大约四倍。所以，人类在水下“看”世界，靠的是耳朵。

这就是水声学的基本逻辑：用声波去感知水下世界。

我们常说的声呐，原理其实不复杂。它分两种：主动声呐，像蝙蝠一样自己发射声波，然后听回声，通过回波的时间、强弱来判断目标的位置和性质；被动声呐，自己不发声，只默默地“听”周围的声音——舰船的螺旋桨噪声、海洋生物的叫声、海底地震的震动，都能被捕捉和分析。

但说起来简单，做起来难。水下环境极其复杂：声波会随距离衰减，会受到海水温度、盐度、压力的影响而改变传播路径，还会被海底、海面多次反射。杨士莪当年研究《水下噪声原理》，就是要把这些规律一条条摸清楚。没有这些基础理论，再先进的设备也如同盲人摸象。

原理是骨架，真正让水声技术“活”起来的，是那些能把微弱声波转化成电信号、再从海量噪声中提取出有用信息的硬件和算法。从杨士莪那个年代用算盘计算数据，到今天用超级计算机模拟千万公里外的声场，这条路走了近七十年。

就在今年8月8日，一场对水声领域意义重大的活动在哈尔滨工程大学举行——中国声学学会2026年水声学分会学术交流会召开，同时，“科创中国”水声科技服务团年度启动仪式也同步进行。这个服务团依托中国科协“科创中国”工作体系，汇聚了哈尔滨工程大学、汉江国家实验室、中国海洋大学、中科院声学所等顶尖科研平台的专家，专业方向覆盖深海水声通信、水下探测、寒区特种装备、浅海工程适配等核心领域。

在2025年海南本地化运营的基础上，服务团今年正式联动海南、山东、黑龙江三省，构建跨区域协同创新模式。未来，他们将针对南海深海装备定位通信、黄渤海浅海渔业监测、寒区水声装备转化等差异化产业痛点开展专项服务。

这背后折射出的，是中国水声技术从“从无到有”到“从有到强”的跨越。具体有多强？几个例子可以说明。

深海定位精度达到亚米级。我国自主研发的深海高精度定位系统，已能帮助“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟精准着陆，定位精度达到亚米级。“海铃计划”深海中微子望远镜团队在实海测试中，验证了多信息融合的深海多节点定位技术，预期实现多节点10厘米级的定位精度——这相当于在万米深的海底，找到一枚硬币。

海底观测网全面运行。我国南海海底科学观测网已于2025年全面稳定运行。科研团队在远程能源馈送与高速通信接驳、广域跨频水声组网、全海深剖面实时观测等方向取得关键技术突破。目前，该网络持续产出高精度原位观测数据，已在海底生态过程、台风演化、地震监测及深海资源勘探中发挥关键作用。

智能浮标打通“天—海—地—底”信息链路。我国自主研发的全球首个深海多柱型高稳性大剖面综合智能观测浮标，可以观测从水面以上一万米高空到水面下一千米深海的环境参数。它搭载水听器、声学成像设备，向上通过北斗卫星将数据实时传回岸站，向下通过水声通信连接周边水下设备，实现了“水上大气剖面—海气界面通量—水下动力生态剖面”的长期同步观测。

数字声呐与智能算法突飞猛进。新一代数字声呐阵列的探测距离较早期产品提升数倍，智能算法能自动识别鲸鱼叫声和潜艇噪声的区别。水声技术全国重点实验室2026年度的基金项目指南中，明确聚焦矢量水听器低频高灵敏度小型化、低功耗多场感知、水下移动平台矢量声纳探测等前沿方向，每一项都瞄准实际应用中的“硬骨头”。

回想当年杨士莪带队喝漂着油花的压舱水做实验，如今年轻科研人员用国产软件在电脑上就能模拟千万公里外的声场。这种对比，本身就是技术进步最生动的注脚。

杨士莪院士生前常说一句话：“国家需要什么，我就研究什么。”这句话，也是中国水声技术未来走向的最好注解。未来的水声技术，正在朝着三个方向加速演进。

智能化。AI正在让水声传感器变“聪明”。过去，水下采集的数据往往存在误差，需要回传到岸上才能发现和校正；现在，AI算法可以在观测现场就完成数据融合、质量控制、误差修正，大大提升了数据准确性和可靠性。2025年，生态环境部印发了《国家生态环境监测网络数智化转型方案》，明确提出了海洋监测网络数智化转型的方向。2026年两会及政府工作报告进一步强调“人工智能+”行动，明确支持海洋装备智能化升级。

网络化。未来的水下世界，将不再是一个个孤立的设备，而是一张覆盖深蓝的“听觉网络”。南海海底科学观测网的全面运行已经迈出了第一步。下一步，更多的海底观测节点将被部署，形成从近海到深远海、从浅层到全海深的立体观测体系。这些节点通过水声通信彼此连接，数据实时回传，让科学家在办公室里就能“听”到海底的每一丝动静。

无人化。自主水下航行器（AUV）和无人水下潜航器（UUV）正在成为深海探索的主力。它们不需要载人，没有生命风险，可以长时间潜伏在海底执行侦察、监测、勘探等任务。我国“十五五”规划建议已将“水下无人集群系统”列为重大专项。从“蛟龙号”到“奋斗者号”，再到正在研发的新一代无人潜航器，中国正在构建从载人到无人、从单艇到集群的完整深海装备体系。

这些技术走到一起，将催生一个前所未有的场景：海底观测网实时监控地震和海啸，水声通信网络让潜艇和无人机实现“水下物联网”，无人潜航器集群在深海矿区协同作业，智能浮标阵列日夜守护着万里海疆的生态安全。

“听海”，不再只是国防需求，更是资源竞争、生态保护、灾害预警和科学探索的关键支撑。

从黑土地到南海，从一张白纸到全球领先，水声技术的故事，就是一代代科研人“为国听海”的接力。杨士莪院士种下的“耳朵”，正在长成一张覆盖深蓝的“听觉网络”。大海深处的秘密，还有太多等待我们去倾听。

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