摘要: 古时候，在火炮产生以前，坚固的城墙是战争中重要的防御工具。进攻者为了能够攻进城去，往往是挖掘地道，从城墙下穿过，透城而人。对防御者来说，及时发现敌人在什么地方挖地道自然就成为十分重要的问题了。我国古代著名的哲学家墨子在他的名著《墨经》中叙述了关于如何守城的方法...
古时候，在火炮产生以前，坚固的城墙是战争中重要的防御工具。进攻者为了能够攻进城去，往往是挖掘地道，从城墙下穿过，透城而人。对防御者来说，及时发现敌人在什么地方挖地道自然就成为十分重要的问题了。我国古代著名的哲学家墨子在他的名著《墨经》中叙述了关于如何守城的方法： “令陶者（制造陶器的工匠）为罂（口小腹大的坛子），容四十斗以上……置井中，使聪耳者伏罂而听之，审知（我出）穴（敌人所挖地道）之所在，凿内（从里边挖掘）迎之。” 在沈括的《梦溪笔谈》中也曾记载：古代行军时，士兵宿营野外，都要头枕用牛皮做成的箭筒，贴耳睡眠，这样可以监听远处敌人的动静。
在上面的例子里，声波是因为挖掘地道产生的振动传播出来而形成的。振动中，质点运动的速度和方向都随着时间的变化而发生变化，但振动的传播速度即波速在同种媒质中是不变的。空气传声是我们最常见的传声现象。我们平时说话就是通过空气来传播的，声波在空气中传播的速度并不是很快，它的速度大约为340米/秒。声音还可以在其他的液体、气体和固体中传播，但在不同的媒质中传播的速度有所不同。
在瑞士日内瓦城的东北有一个湖泊，在这个湖上，1827年人们曾进行了一次测定声音在水中传播速度的实验。实验中，人们把船划到湖中，两船相距13847米，甲船上的实验员向水中放下一口钟，船上准备了一些火药，在敲钟的同时把船上的火药点燃。乙船上的实验员向水中放下一个听音器，用于听取由水中传来的钟声。实验中，测得在看到火药闪光后约10秒钟后听到钟声。通过这一实验，可以计算出声音在水中的传播速度。由于光在空气中的传播速度约为300000千米/秒，因此，火光由甲船上传播到乙船上实验员的眼中所用的时间可以忽略不计。这样一来，以上测得的10秒钟就是钟声经过水中传播到乙船所用的时间。可以用以下的公式来进行计算：
\(声音在水中传播的速度=距离÷传播时间 =13847÷10≈1400（米/秒）\)
由此可见，声波在水中的传播速度要远远大于在空气中的传播速度。实际上，声波在固体中的传播速度更快、距离更远。声音在钢铁中的传播速度可达5000米/秒，比在空气中的速度快十多倍，而且，声波在土地、钢铁等物质的传播过程中，其散射、衰减的能量较少，传播的距离也比在空气中传播的距离远得多。
这就是墨子为什么要让士兵通过埋在地里的坛子听声音的原因了。因为敌人在城外挖掘地道的声音会很快地通过土地传播到城内。将耳朵贴在钢轨上，可以听到很远处的火车车轮撞击铁轨的声音，也是这个道理。在过去的战争年代中，侦察员常常伏在地上用耳朵贴紧地面的方法监听敌人马队、车辆行动的声音。
