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凭证《一战的竣事:一个图形纪录》(The End of The War: A Graphic Record),一战时代,由美国认真战争事务的助理国务卿委托撰写的一份主要讲述中,其卷首写到,第一次天下大战并非以一声巨响竣事,而是以一声呜咽竣事。 

一份幻灯片资料透露了线索。下图显示的这份资料上有 6 个线条,描绘了 1918 年 11 月 11 日上午 11 点,息兵前一分钟和后一分钟,美国前线在摩塞尔河周围的炮火流动。 

左边显示了一系列锯齿状的线条 (「纪录了所有的枪声」),描绘了息兵前一分钟的炮火流动。右边则只有流通的线条 (「所有炮火静音」),描绘的是息兵后一分钟内的炮火流动。11 点 1 分 01 秒左右的两次小波谷是由于庆祝停火而开了两次枪。除了这几声枪响之外,大炮的流动似乎完全住手了,战场上的枪声也突然消逝了。

1918 年 11 月 11 日上午 11 点,在摩塞尔河周围美国前线的炮火流动 《一战的竣事》中写道,这是美国前线炮火流动的最后一次纪录,图像是从美国的声波测距仪发出的。它写道,「声音测距是确定敌人火炮位置和口径的主要手段。」 

当这张照片被刊登在《电力杂志》(Journal of Electricity) 上时,人们对它的评价甚至更为夸张 ——「真正的历史是用电誊写的!」 

《一战的竣事》是凭证第一次天下大战时代发现的众多声学防御方式中的一种创作的。 

在一战最先时,基本上是没有声学防御的看法的。没有一支主要的军队有用地透过敌人发出的声音来追踪它的位置。然而,在一战竣事时,为了应对新的进攻手艺,每一个国家都生长了新的声音定位手艺,而且每一个国家都在无数场所使用了这些方式,因此发生了新的 「声音防御」 模式。

然而,一种新的进攻性武器的泛起并不意味着马上就会有新的防御方式。 

凭证皇家水师自愿军准备役上尉阿尔弗雷德・罗林森的说法,敌人很容易躲在暗处。防守方的枪怎么能击中他们看不见的物体呢?然则他说,谜底实在 「稚子的简朴,也就是说,虽然我们看不见它,但我们能听到它。因此,若是我们要射击的话,既然不能用眼睛瞄准,就必须用耳朵来瞄准。」 不外,他写道,「无论理论何等准确,要将其转化为实践,另有很长的路要走。」 

直到 20 世纪初,人们对空间听觉的研究险些只局限于声音物理学或听觉心理学和听觉心理学。 

在战争时代,空间听觉被重新界说为一种从战略角度明白的战术流动 ——一种可以决议人类甚至国家生计的器械。听觉空间感知曾经隶属于视觉空间感知,最近被明白为一种主要的手艺,「听觉气力」 突然被映射到民族国家的气力上。 

考察声音:声音成像、听力碟片和 Baillaud 抛物面 

第一次天下大战中使用的第一个声音定位器,很洪水平上依赖于 「看到声音」 的想法。 

有些是基于视觉手艺,并将光学科学衍生的原理转移到声学领域。 

1916 年,法国陆军的一名中尉设计了一种 viseur acoustic (「声学面罩」),这是一种由镜子和指南针组成的手持装备。士兵使用这种仪器,将自己的脸瞄准镜子的中央,这样他就能同样清晰地看到自己的耳朵。指南针也许就能给作声音的偏向。

而英国则举行了听力碟片的实验,这项手艺是基于这样一种想法,当碟片朝向声源时,音像就会在与声音相反的一侧在碟片的中央形成。 

这个想法是行使声学类比光学上的帕松光斑实现的,帕松光斑是基于光的颠簸性子,使亮点泛起在圆形物体的阴影中央。 

虽然像声学面罩和听力碟片这样的手艺既不是稀奇有用也不是切实可行的,但在战争中泛起的最持久的声防御手艺之一 ——Baillaud 抛物面 —— 也是基于视觉手艺。 

历史上曾经有一些声学反射器的例子,然则第一个专门为军事用途设计的抛物面声学反射器是在 1915 年由 René Baillaud 发现的,它的形状类似盘子或者碗。Baillaud 是图卢兹天文台的天文学家,他以牛顿望远镜为原型设计了自己的装置。他的设计基于一个条件,即抛物面必须具有相同的反射特征,无论它们反射的是光照样声音。 

René Baillaud (左) 和一名法国士兵 (右) 在巴黎天文台的屋顶上操作一个木制的 Baillaud 抛物面的照片。泉源:Baillaud 1980, 144

在 Baillaud 的回忆录中,一系列的照片展示了声学抛物面经由约莫一年的麋集实验的生长。我们发现了尺寸越来越大的仪器,直径从 60 公分到 3 公尺不等,形状各异,而且抛物面看起来不太像凹形盘子,而更像深碗。它们结构差异,其中一个由四个抛物面堆叠成两排,因此原本在最大焦点处聆听的一名操作职员酿成了两名,两人划分坐在仪器的两头,并用手轮转动仪器。 

我们还发现了自动航迹绘图器的引入,这是一种追踪操作职员运动的成像手艺,进而发生飞机轨迹的可视纪录。 

多方位声音定位:四喇叭声音定位器 

第一次天下大战时代,军用飞时机发出几种声音:螺旋桨的旋转声、发念头的声音,以及由空气和飞机机体之间摩擦引起的振动声。然而,最响亮、最容易识其余声音是所谓的飞机 「排气音」。 

种种飞机的排气音局限在 80 赫兹到 130 赫兹之间,虽然这个音调在飞机运动时有所转变,但它总是一个低频的声音。 

为了反映飞机的低频声音,各个国家军队都开发了喇叭声音定位器,用能反映低频声音的大圆锥形喇叭取代了火炮测距装置中的小喇叭。 

凭证剑桥大学心理学教授、20 世纪初英国防空实验组主任 A. V. Hill 先容,英国陆军研制的第一种喇叭声音定位器只有一对大喇叭,其直径约 40 英寸。1917 年,该装置首次用作伦敦防空防御的一部门,它只能确定敌机的水平方位。险些立刻开发的第二种型号定位器有两对喇叭,有时被称为 「四喇叭」 声音定位器。一对喇叭用于确定飞机的高度,而另一对喇叭用于确定它的水平方位 (方位角)。 

「多方位」 喇叭定位器需要两名监听员,即 「双耳」 的聆听模式。 

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每个监听员都透过一个只毗邻一组喇叭的类似听诊器的双耳听筒。一名监听员只听飞机的高度,而另一名则听飞机的水平方位。因此,用监听员的综合听觉来追踪飞机,这是透过两小我私人的耳朵的声级来确定的,这个历程被称为 「笼罩声音」。 

四喇叭声音定位器是一种重型、劳动麋集型的装备,运输和使用都需要支出相当大的起劲。此外,透过喇叭声定位器听声音险些总是在任何实验室都无法复制的晦气条件下举行的。军事操作员险些总是在漆黑中事情,这原本就是一项艰难的义务,他们经常在恶劣的天气和杂乱恐怖的战斗环境中聆听。 

听说士兵们在战斗中容易瞬间失聪;士兵们回忆说,「看到士兵的耳朵在流血。」 

使用声音定位器时,听力损伤和听者疲劳是常见的。不仅听者在不熟悉和不能预知的环境中从事难题而艰辛的流动,而且险些可以确定他有殒命的风险。 

在这种情形下,「增强监听」 是一个极端的命题。 

监听员的耳朵训练:声学测角仪 

鉴于在这种极端条件下监听的不稳固性子,军事监听员接受了普遍的培训,以培育他们的定向聆听手艺。关于声学测角仪(一种法国装备)的军事手册包罗有关 「声音考察者的培训」 和 「监听员的耳朵培训」 的段落。 

这些段落详细形貌了军事监听员必须举行的种种耳朵训练演习才气获得操作声学测角仪的资格——喇叭声音定位器。 

声学测角仪听力演习分五个阶段举行。在第一阶段,监听员聆听约莫 100 公尺外的牢靠声源。助手透过数数、拍手或吹喇叭来提供声音。随后助手移动到另一个点,而监听员则需要将仪重视新瞄准他。第一个演习用于镌汰不能靠的监听员。若是监听员的 「声学目的」 偏离太多,它将不被允许进入第二阶段。 

在第二阶段,助手模拟移动的声源,在距离监听员约莫 150 到 200 公尺处以约莫每秒 1 公尺的速率行走时发生延续的声音。监听员试图透过不停地将测角仪重新瞄准助手来追踪声音。一位站在监听员和助手之间的教官随意吹口哨。在这些点上,助手住手移动,监听员的声学瞄准将获得验证。 

在第三和第四阶段,监听员追踪现实飞机的声音,首先追踪其水平方位,然后追踪其高度。在第五阶段,也是最后阶段,两名监听员同时追踪一架飞机,一名监听员监听飞机的水平方位,另一名监听飞机的高度。决议监听员 「应该天天系统地接受培训」,天天的听力演习 「绝对不能或缺」。若是监听员不天天演习,他会 「很快就会失去定位飞机的效率」。 

Perrin 遥测仪

Perrin 遥测仪早期模子的照片,带有两个声音定位器。 

一战中机械上最庞大的声音定位仪之一是佩兰远距测距仪 (télésitemètre Perrin),它以法国物理学家尚・巴蒂斯特・佩兰 (Jean Baptiste Perrin) 的名字命名。 

其原理是锥形喇叭所能到达的声音放大量一定受到喇叭尺寸和长度的限制。为了增添声音定位器的放大功率而不是其尺寸,Perrin 设计了一个吸收器,该吸收器将数十个基本喇叭群集在六边形蜂窝状巢穴中。这些 「喇叭」 透过一套管子毗邻到中央喇叭,两名监听员划分透太过外长度的管子举行双耳收听。这个被称为 「myriaphones」 的多喇叭组合将使装备能够网络大量声能,而仪器自己可以保持相对较小,因此在运动战的靠山下是可行的。 

凭证 A.V. Hill,许多人以为 Perrin 遥测仪比喇叭声音定位器给出了 「更确定的中央位置」,而且使用遥测仪,声音在两只耳朵之间转达的感受似乎 「更显著」。 

听力的新领域 

第一次天下大战时代,泛起了一支军事专家级监听员,他们感知声音位置和偏向的能力成为军事行动中的一项要害资产。 

在法国,军事监听员天天都接受培训,军方以为定向聆听是可以透过听力训练来培育的手艺。在声学防御的靠山下,「好的监听员」 纷歧定是听得好的人。相反,一个好的监听员是能够使用他们的空间听觉来定位和追踪声音泉源的人。 

在战争历程中,声学防御手艺变得加倍庞大,不仅在其日益庞大的设计方面,而且在它们所需的监听类型方面。厥后泛起了互助和协作的监听模式,其中涉及几个监听员以及其他团队。他们协同事情来感知和注释声学流动。尤其是在战争后期,在声学防御环境中举行监听是整体起劲的效果。 

险些每一种防御性监听行为都涉及一系列庞大的程式,需要专业知识、多位监听员和其他考察员之间的互助以及职员团队之间的相同。通过这种方式,监听酿成了一个涣散在许多人之间的历程,每小我私人都被分配到 「监听行为」 的差异部门。 

同时,监听行为自己也从小我私人在一样平常环境中举行的单一、延续、连贯的行为重新设置为一组由审计职员在极端战争条件下举行的系统化、离散的行为。 

由于军事监听员的作用是监听并不停讲述他的发现,因此进一步将监听重新设置为资料网络行为。 

军事监听员通常不会像声学感测器那样注释声音的寄义,而他的角色基本上是考察和讲述物理声学资料。 

从这个意义上说,军事监听本质上是一项机械义务,预示著现代形式的机械监听。 

人类监听员透过制订功效性和高度合理化的监听模式来执行机械今天执行的功效:声音研究学者 Jonathan Sterne 称之为 「听觉手艺」 的军事化形式。 

透过声学防御,监听同样被重新设置为感知、考察或视觉绘制声能,而不是仅仅 「听到」 声音。 

在一些声学防御方式中,声音的视觉示意以及与声学流动相关的盘算取代了听觉,例如确定风和温度等大气条件对特定日期声音流传的影响。 

换句话说,在声学防御中,声音 「听起来」 的方式并不总是很主要。相反,在许多情形下,声音的物理行为才是听力方程式中最主要的部门。 

若是声音不只是可以听到的器械,而是可以被感知的器械,或者现实上是被考察到的,那么它的界说也必须改变。 

在战争最先时,声音通常被明白为 「某些振动运动对听觉神经发生的影响」,这一界说被希尔引用为尺度。然而,这一界说并不总是适用于声学防御,由于正如一位军事向导人所写的那样,有时有需要思量声音,「而不思量耳朵最终能探测到的声音」。因此,希尔建议对声音的一个更适当的界说应该是 「一种物质的振动运动,这种运动是听觉器官所响应的。」 

虽然这与关于声音的成熟想法是一致的,但声学防御手艺使我们能够以一种有形的方式体验声音,就像 「物质的振动运动」 一样。 

声学防御同样使 「声音流传」 的看法详细化。成千上万的人,包罗军事监听员,以及许多生涯在空中轰炸威胁下的平民,他们面临的不是可见的声音,而面临的声音的流传路径。声学防御使声音移动的想法变得合理,而且透过将声音定位用于目的的移动,人们可以重新界说历史自己。 

 

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