兩百多年前，意大利生活著一位斜杠青年，拉扎羅·斯帕蘭札尼(Lazzaro Spallanzani)。他既是一位合格的神職人員，也是一名優(yōu)秀的好奇學(xué)者，大自然的一切他都想搞個(gè)明白。

    探索過程中，斯帕蘭札尼發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很好玩的現(xiàn)象：鳥類大都離不開光，哪怕是慣于在黑夜中活動(dòng)的貓頭鷹，也需要微弱光芒的指引;只有蝙蝠好像不需要眼睛，可以在真正的黑暗中來(lái)去自由。

    斯帕蘭札尼做了好多實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)蝙蝠是靠耳朵定位的。無(wú)論怎么折騰它的眼睛都無(wú)所謂，只有堵住耳朵才能把它變成瞎子。

    耳朵是聽覺器官，負(fù)責(zé)接受聲波。蝙蝠可以通過高頻率的超聲波的折返情況，判斷周圍有沒有障礙物。那超聲波是如何發(fā)出的?這個(gè)問題很復(fù)雜，一直過了一百年才被解決。

    緋聞主角

    皮埃爾·居里(Pierre Curie)，帥哥的天才學(xué)者。恐怕唯一比他更優(yōu)秀的只有他的老婆——居里夫人。

    有一陣子，他對(duì)晶體產(chǎn)生了興趣，找來(lái)金屬絲、錫箔紙、石英等，變著法子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)了一種非常神奇的現(xiàn)象：對(duì)晶體施加一個(gè)壓力，可以讓晶體內(nèi)的電荷產(chǎn)生移動(dòng)，對(duì)晶體施加一股電流，可以讓晶體產(chǎn)生震蕩。這就是壓電效應(yīng)。

    這個(gè)發(fā)現(xiàn)意味著電能和機(jī)械能可以互相轉(zhuǎn)化。如今隨處可見的電子打火機(jī)正是利用這一原理，壓電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)也使得超聲波利用成為可能。

    1906年，皮埃爾·居里因車禍去世，居里夫人陷入巨大的悲痛之中。保羅·朗之萬(wàn)(Paul Langevin)作為她的學(xué)生和好友，便經(jīng)常安慰開導(dǎo)她。一來(lái)二去，二人就成了八卦小報(bào)上的緋聞主角。

    這段關(guān)系給他們?cè)斐闪司薮蟮穆闊谝淮问澜绱髴?zhàn)才轉(zhuǎn)移了人們的注意力。在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中，潛水艇第一次登場(chǎng)。它們可以潛伏在水面之下，輕易摧毀一艘軍艦。也讓朗之萬(wàn)想到了皮埃爾·居里的研究。借助壓電效應(yīng)，他發(fā)明了世界上第一臺(tái)主動(dòng)性聲納。

    聲納使超聲波從一種單純的現(xiàn)象變成了工具。在那之后，又有人發(fā)現(xiàn)了超聲波的其他用途，比如，檢查坦克的裝甲是否存在裂隙。也有人覺得，怎么說(shuō)來(lái)說(shuō)去都是關(guān)于戰(zhàn)爭(zhēng)的呢，就不能用超聲波做點(diǎn)利民的事兒?jiǎn)帷?/p>

    這個(gè)人，叫做約翰·懷爾德(John Wild)。

    科學(xué)怪人

    懷爾德是個(gè)不折不扣的科學(xué)怪人。他先后拿下了自然科學(xué)學(xué)士、文學(xué)碩士、醫(yī)學(xué)博士等一系列學(xué)位，好像要把全世界的書讀完。

    第二次世界大戰(zhàn)期間，懷爾德應(yīng)征入伍成為了一名軍醫(yī)。納粹德國(guó)為了讓英國(guó)屈服，對(duì)倫敦進(jìn)行了瘋狂地轟炸。數(shù)以萬(wàn)計(jì)的人死亡，受傷的就更不計(jì)其數(shù)了。

    期間，懷爾德遇到眾多腹部受傷的患者感染后腸道梗阻，脹痛難忍，可是始終找不到好的治療手段和設(shè)備探測(cè)患者腹部，幫助他們緩解痛苦。一直到1949年，他移居美國(guó)之后才得到一點(diǎn)靈感。

    說(shuō)來(lái)也巧，在一次聚會(huì)上他遇到一位工程師，恰好正在為空軍基地調(diào)試一種聲納設(shè)備。懷爾德一聽就很感興趣，聲納可以檢查潛艇，能不能查探患者的腹腔呢?

    于是，二人約了個(gè)時(shí)間，懷爾德帶著腸壁樣本進(jìn)入基地進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示，聲納設(shè)備果然可以反應(yīng)人體組織。

    當(dāng)然，事情不是靈光一閃那么簡(jiǎn)單。當(dāng)時(shí)用的聲納設(shè)備，不僅體積大，而且分辨率低，檢查潛艇尚可，醫(yī)生們需要更多、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，檢查人體就有點(diǎn)力所不逮。

    為此，懷爾德在自己的家里，領(lǐng)著一群研究生開始了研究，終于在1951年制作出一臺(tái)原型機(jī)。

    這臺(tái)設(shè)備和軍方用的聲納有兩個(gè)區(qū)別：分辨率更高，而且可以發(fā)出多束聲波。每一束聲波遇到人體組織后都可能折回，而折回的快慢、多寡，取決于組織的形態(tài)。

    只要對(duì)折回的聲波進(jìn)行分析，就能得到一張二維的人體圖象。因?yàn)槭嵌S的，所以稱之為B型超聲圖像。

    總結(jié)

    如今，超聲機(jī)已經(jīng)成為最常見的醫(yī)療設(shè)備。除了B超之外，還有多普勒超聲、M型超聲。利用它們，醫(yī)生可以檢查患者的甲狀腺是否存在腫大、乳腺里有沒有腫瘤、肝臟上的脂肪是不是太多了。

    可以說(shuō)，B超每年都挽救了數(shù)之不清的生命。而這一切，都要感謝眾多前輩學(xué)者。