许晨鲁奖长篇《第四极》连载|第八章：从50米到1109米（3）声学设计师的不眠夜

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原标题：许晨鲁奖长篇《第四极》连载|第八章：从50米到1109米（3）声学设计师的不眠夜

三声学设计师的不眠夜

夜深了，烟波浩淼的南海平静下来，在星光下随着微风缓缓波动着，海试队员们悄悄进入了梦乡……

正在A1 海区连日海试的“和谐”号载人潜水器，终于走出了满意的第一步，回收到了母船后甲板上，安详地俯卧在轨道架上。

然而，有一间舱室里却灯火通明，五、六个脑袋凑在一起，时而在纸上默默地画着草图，时而你言我语地讨论着什么，谁都没有一丝睡意。这是担负水声通讯系统重任的中科院声学所小组。中间那位戴着一副近视眼镜，个子不高，说话慢条斯理的人，就是他们的负责人--- 声学所研究员、载人潜水器水声通讯系统副总设计师朱敏。

虽说通信系统经过不断排除故障，勉强可以使用，但没有从根本上解决问题，时好时坏。指挥部不得不精心测算：何时到达目标地，何时抛载上浮，将潜水器下潜后的每一个动作精确到分钟。第10 次下潜时，“和谐”号比预定返回时间晚了10 分钟，而联系又中断了，整个甲板上的人们心急如焚，却束手无策，只能看着波浪翻涌的大海，一遍遍焦急地搜寻着潜水器的影子，直到发现她的红项子冒出海面的那一刻，才长长地舒了一口气。

水面与水下的通信问题，成了制约海试的最大挑战。如果不彻底攻克这个难关，载人潜水器试验将无法继续进行下去。每当指挥部召开各部门负责人例会时，声学设计师朱敏就成了大家“炮轰”的对象：“这套系统到底行不行啊？说个准话! 在家里试验不是好好的吗，怎么一到海上就不行了呢？”

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“是啊，通信联不上，啥也试不成。”

“这套水声通信系统是可靠的，水池和湖泊试验都正常啊! 我们分析可能是船舶噪音影响通信质量，目前正在积极想办法……”

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生于1971 年6 月的朱敏，浙江青田人，中等个头，整齐的短发，鼻梁上架着一副无框眼镜，温文尔雅，平常就说话声不大，这时被问的急了，更是像被什么堵在嗓子眼里，声音低低地听不清楚。他和他的声学团队肩负着巨大的压力。

如同多数优秀者一样，朱敏经历过成绩卓越的学生时代，小学升初中时，他考了县里前三名；高考时，他是县里的理科冠军。1989 年，他被中国科学技术大学电子工程与信息科学系录取，1994 年7 月毕业，又考入了中国科学院声学研究所。无论是学习还是工作，朱敏从无懈怠，而是真正地沉下心去做研究。他明白学生时代多半是些基础功，而工作中是要根据具体情况来应用知识解决问题的，这就需要不断的实践和学习。从朱维庆等前辈老师身上，朱敏学到了很多东西，取得了不菲的成绩。2000 年10 月，他被评为副研究员，两年后，破格晋升为研究员。

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这时，为推动中国深海运载技术发展，中国科技部启动了7000 米载人深潜器的自行设计、自主集成研制工作。凭借着出色的表现，朱敏协助他的老师朱维庆，投身到打造这项国家重器的光荣任务中去，主要负责载人潜水器声学系统的总体设计和装备使用。

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初次参加海试，这支由朱敏负责的声学系统团队还很青涩，多是毕业没几年的“70”、“80”后硕士生、本科生，被称为“娃娃兵”。当时很多条件不具备，一切都是靠他们自己摸索；加上试验的季节正值台风多发季节，海况很差，试验母船又是一艘30 多年船龄的老船，船体噪声大，50 米海区的海洋背景噪声也大，所以母船与潜水器的通讯就成了大难题。

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面对大家焦急的目光，年轻的朱敏心情十分沉重。这是自从参加工作以来，前所未有的挑战啊! 个人名誉事小，影响了海试那可是不容原谅。他成宿成宿地睡不着觉，眼睛里布满了血丝。恰在此时，怀孕的爱人产期也快到了，可他一点也顾不上，一门心思扑在攻坚克难上面了。

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好在他并没有惊慌失措，也没有怨天尤人，而是沉下心仔细剖析检查了整个系统，并随时与朱维庆老师、声学所领导联系请教。一连十几天，他带领队员白天顶着烈日参加海试，废寝忘食，晚上则挑灯苦战，查问题、改软件、编程序，几乎没有在凌晨1 点前休息过……

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通信，指人与人或人与自然之间，通过某种行为及媒介进行的信息交流与传递。在各种各样的通信方式中，利用“ 电” 来传递消息的通信方法称为电信。这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用。比如无线电、固定电话、移动电话、互联网等等。

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陆地、天空通信主要靠电磁波，但海水是电的导体，电磁波在海水中衰减得很快，这一利器到了水中特别是深海中却没了用武之地。另一种水中通信的宠儿--- 声波，可以在海水中传播很远，因此水声通信技术应运而生。它的工作原理是首先将文字、语音、图像等信息经过编码、调制处理后，将电信号转换为声信号。通过水这一介质，将信息传递到远方的接收换能器，再转换为电信号，还原成声音、文字及图片。

打个形象的比喻，有了水声通信技术，浩瀚无垠深不可测的海洋立即就变得“透明”起来，大洋的各种观测数据可以实时地呈现在面前，这是人类认识深海、研究海洋技术手段的一次重大突破。正因如此，水声通信技术是当今海洋高技术领域最前沿的技术之一。由于它的敏感性以及巨大应用价值，国外长期将之列为禁止向中国出口的高技术产品。

上世纪90 年代初，我国科技部“863 计划”访问团去法国考察，中科院声学所研究员朱维庆随同前往。一次洽谈会上，他向法方提出想了解一下水声通信技术，那位热情有加的法国人突然变了脸色，生硬地拒绝了：“ 对不起，其他什么都可以谈，就是水声通信不能谈!”

这句话严重地伤害了中方科学家的自尊心。

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20 多年过去了，朱维庆等水声研究人员仍难以忘怀，经常在耳边回响。从那时起，他们就暗下决心：一定要把中国的水声通信技术搞上去!

从“ 七五” 时期开始，在国家“863 计划”的支持下，声学所一直持续不断地进行着水声通信核心技术的研发，取得了一系列进展。在“ 八五” 和“ 九五” 期间，他们与沈阳自动化所、中船重工702 所合作研发，针对6000 米无人潜水器等设备，开展了基于多相移键控技术的相干水声通信机关键技术研究。

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2002 年6 月，7000 米载人潜水器正式成为“863 计划”重大专项。搞了大半辈子水声技术的朱维庆，深知水声通信技术对载人潜水器的重要性。经过层层申请和筛选，朱维庆和他的弟子朱敏带领声学团队，承担起了水声通信系统的研制重任。

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这个项目应该走什么样的技术路线？朱维庆第一时间就想到了“ 高速数字水声通信技术” 。这是当今一项代表大深度水声通信的前沿技术，目前世界上只有美国、日本等国开始这方面的研究。它在语音通信的基础上，还可以在大洋深处实现对数据、文字、图像的高速即时传输。

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在朱维庆教授的指导下，由他的得意弟子朱敏带领张东升、杨波等一批年轻人奋力攻关。经过几年的不懈努力，他们设计制造出了完全自主知识产权的水声通信机，能够在不同的水声环境下实现图像、文字、指令等数据的即时传输。安装在7000 米载人潜水器上，经过了陆地、水池，以及太湖、千岛湖等地试验，证明完全可以胜任水下联系。

然而，水声通信系统试验无法完全模拟海上的各种噪声环境，比如海浪噪声、潜水器噪声、母船噪声等等。虽然在它与整个系统装配到一起前，开展了各种环境的试验，但还是无法确保万无一失。现在，这套精心研制的通信系统出师不利，遭遇了海上滑铁卢……

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经过几天的反复调试，水声通信功能仍然不能实现，已经成为制约海试的主要矛盾。8 月22 日上午，“和谐”号再一次下潜，在44.2 米水深处成功坐底。至此，50 米水深试验计划除声学通信外全部完成，达到了试验大纲的要求。海试团队返回三亚基地。领导小组将召开技术咨询专家组会议，总结分析评估海试成果。

这天傍晚，“向阳红09”船在三亚锚地锚泊。现场指挥部和临时党委认识到：水声通信问题没有一个说法，很难通过专家评审，一个个都非常着急。晚饭后，总指挥刘峰、专家组长于教授、船长窦永林等相约来到刘心成房间，商量对策。

水声通信系统就像是潜水器的嘴巴和耳朵。它是维系这个在黑暗海底摸索前行的孩子与母亲之间的纽带。如果不能建好这条纽带，那么试验就很危险。50 米还好说，万一到了300 米、1000 米出现问题，上浮困难又不知发生何事，甚至找不到其所在方位，三位试航员的生命就危在旦夕了!

“这个问题要是解决不了，领导小组是不会同意海试继续下去的。只能打道回府，这等于宣布载人潜水器海试失败。今后能不能再重新启动，就很难说了……”深知载人潜水器来龙去脉的刘峰忧心如焚。

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“是啊! 我们一定要在评审会前拿出个措施来。不然，后果不堪设想。”

这是整个海试阶段遭遇的一次重大危机!

半晌，在场的人们都不说话了，陷入了沉思：倘若试验中止，50 多个单位、众多科学家付出巨大心血为之奋斗了8 年、国家投入巨资的7000 米载人潜水器项目就会付诸东流，更重要的是我国所有载人深潜项目若干年内难以再立项，正处在国家审批阶段的深潜基地项目也会夭折，中华民族“下五洋捉鳖”的梦想将还只能是梦想。

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“绝对不能回去!”刘心成不愧是带过兵的司令员，又是临时党委书记，关键时刻意志十分坚定：“没有达到预期目的就撤了，那就是前功尽弃，半途而废，我们这些人就是历史的罪人。我看只要坚定信心，办法总是能找到的。”

于教授从科学家的角度分析说：“声学所走了一条新路，难免发生问题，闯过去就会海阔天空的。他们认为：50 米水深海区的有效作用距离仅240 米，可能不在母船声学吊阵覆盖扇面范围，因而无法建立水声通信。这是有道理的。”

“不管多么难，也要攻克它! 我建议发动全体队员，各部门，都为水声通信动脑筋。一定要拔掉这个拦路虎!”总指挥刘峰豪气倍增。

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他们决定：由窦永林船长和朱敏研究员以降低母船噪声为主线，立即制订一个1000 米水深海区的试验方案，进行船舶主机不同工作状态下的母船噪声和通信拉距试验。同时，要求中船重工长城有限公司（6971 工厂）尽快提供一部水声电话，在无法实现高速数字通信的情况下，先保证语音通信的畅通......

其实，此前一段时间，全船人员的心已经牵挂在声学系统上面了，纷纷想办法出点子。“向九”船的大副李玉波曾经当过无线电师，有一定电信方面的技能。在VHF 通信效果不畅时，他提出了切实可行的测试方案，并且冒着南国的炎炎烈日，帮助技术人员爬到脚手架上调试安装改良的天线，极大改善了通信功能。以至科研人员们赞许说：“没想到船上藏龙卧虎啊!”

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702 所的工程师杨申申，长了一副瘦高个子，每当海试时，人们总看到他举着一根钢制圆柱，时而左舷时而右舷地奔跑。原来，由于船体较高，容易阻挡无线信号，形成潜水器与母船的通讯死角。为了解决这个问题，杨申申主动请战，迎烈日战海风，高举着接收天线，随着潜水器位置的改变到处转。人们戏称他是“向九”船上的“中国移动”。

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这次轮到窦永林船长显身手了。

凌晨2时，母船从三亚锚地起航，向西沙群岛方向航渡，到达1000米试验海区后立即开展试验：前甲板左舷布放着水声电话吊阵，传感器布入水下30米左右；前甲板右舷布放着单波束测深仪吊阵，传感器布入水中两米左右；船尾拖曳着声学通信主缆，声学吊阵布入水中300米左右；为了降低船舶自噪声，关闭右主机，左主机单车微速航行，航速不超过2.5节。

内行人清楚：这种做法是要冒风险的。“向九”船是1978年建造的远洋科学考察船，那时没有控制船舶噪声的要求，2007年选择载人潜水器母船时也没有采取降噪措施，现在只有通过采取特殊的船舶操纵措施来弥补噪声大的缺陷了。窦永林感觉就像一名赛跑运动员，先捆住他两只胳膊，再别住他一条腿，叫他匀速跑直线，还要争取好成绩，太难了。

在6 个多小时试验中，这位爱写诗的窦船长一直站在驾驶台上，精心指挥船舶各种情况下的机动，积极配合声学部门获得大量测试数据。他深知责任重大，少有闪失就会损害水下设备，甚至影响船舶航行安全，小心翼翼。作为他的直接领导、又是老大哥的刘心成局长走来看望，担心地问：“这样干有把握吗？”

窦永林坚定地回答：“试试吧，不试会后悔的！”

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终于，他以敢于担当的拼搏精神和无比精湛的航行技术，与声学工程师们精诚合作，准确地测量了“向九”船各种情况下的噪音水平，为声学系统的后续改进指明了方向，并最终形成了基于“向阳红09”船模式的声学通信保障方案，为我国载人潜水器海试趟出一条本来没有路的路。后来，现场指挥部将上述船舶操纵方法纳入海试操作规程之一，为进一步海试打通了道路。

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与此同时，朱敏和他的团队在于教授帮助下，针对“向九”船噪音大的实际情况，提出建立摩尔斯（英文Morse code ）电码通信方式的设想。这是一种时通时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号，以及其中不同的涵义。它由美国人艾尔菲德· 维尔于1837 年发明。不是什么新技术，但很实用。

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按照约定，潜水器在水下每间隔一段时间发出一个信号，通过母船声学吊阵接收，在声学控制室和指挥部显示声音信号，就知道水下情况。为了验证摩尔斯电码通信方式的可行性，现场指挥部决定，在完成50 米海区试验后，向九船到1000 米试验区专门进行试验，结果证明这种通信方式可达到2000 米通信距离。

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在指挥部和声学控制室内，每当听到潜器发回的三短声摩尔斯码信号---- 说明一切正常，大家感觉是那么的悦耳动听，这是世界上最美妙的声音了……

此外，另一种方案也在紧锣密鼓实施。8 月21 日，就在朱敏带领声学组与全船配合尽力攻关时，现场指挥部要求紧急提供水声电话的呼吁也发到了北京。科技部海洋处、中科院声学所立即派人到中船集团北京长城无线电厂(6971 厂) 调研；中国船舶重工集团第一时间下达指令：“不惜一切代价，确保如期完成。”立时，整个工厂热火朝天地行动起来。

就这样，潜水器的通讯系统得到了极大改善。摩尔斯码、水声电话(人们习惯称为“6971”)一举成功,高速数字通信也取得进展，遇到问题可以互相转换，等于加了双重保险。朱敏和他的声学组终于可以松口气了。

同时，一直令朱敏牵肠挂肚的另一大事也传来了好消息！8月31日，朱敏的妻子在北京生下了一个健康的女孩，体重5斤6两。而朱敏正随着母船在海上攻关，直到9月2日回到三亚凤凰港时才得知。“向九”船政委杨联春在大喇叭里广播了这一喜讯，这是海试期间增添的第一个宝宝啊，大家纷纷向朱敏表示祝贺。刘心成书记指示厨房煮了一锅红鸡蛋，交给朱敏。当晚，他高兴地带领声学组助手，给每个队员分发了两个喜蛋，全船洋溢着浓浓的喜气……

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毕竟是初为人父，而且得知妻子因严重妊高症反应，不得不提前剖宫产，孩子还放在保温箱里，这让朱敏放心不下。请示指挥部同意，他利用母船靠港补给的空隙，买上机票心急火燎地赶回北京，跑到医院去看望。在病床前，他紧紧握着妻子的手，喃喃说着：“对不起对不起，我不能陪你……”

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深明大义的妻子，扬起苍白的脸，坚强地露出一丝笑意：“没什么，我理解你。试验怎样了？”

“有困难，但会成功的! 这里边也有你和小宝宝的贡献啊!”

“好，我这里有医生、有妈妈，你不用多待了，试验要紧啊!”

朱敏听到这句话，眼圈红了，轻轻地亲了一下妻子的额头。确实，试验要紧! 他在医院只陪了一个晚上，第二天就登机返回了三亚，回到了“向九”船上。

后来，在四年的海试期间，许多年轻的科研人员陆续增添了可爱的孩子。他们为了祖国的“深海蛟龙”成长，没有机会陪伴在妻子身边，心中不免有些愧疚，然而家人却给予了极大的理解和支持。于是，大家亲切地称这些孩子为“海试宝宝”……

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作者简介

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许 晨，男， 59岁，山东德州人，中国作家协会会员，山东省作家协会副主席，《山东文学》杂志社原社长主编、一级作家职称。青岛市政协委员，专业技术拔尖人才。 1989年 7月毕业于解放军艺术学院文学系， 2003年 12月鲁迅文学院高研班结业。出版有《居者有其屋 ---中国住房制度改革纪实》、《人生大舞台 ---样板戏启示录》、《血染的金达莱》、《钢铁铸造的岁月》、《巍巍“泰山”》、《真情大援川》和《再生之门》等十几部长篇报告文学。电视文学剧本《战歌没有消逝》、《鲁氏兄弟》（合作）。作品曾获得《人民日报》文学版一等奖、“冰心散文奖”、山东省“文艺精品工程”奖、电视剧飞天奖提名等多种奖项，并入选山东新文学大系。 2014年 6月至 8月，许晨受国家海洋局、中国大洋协会之邀，随同我国深海潜水器“蛟龙”号前往太平洋科学考察，走进一线，体验生活，经受住了种种考验，积累了丰厚的素材，为写作长篇报告文学《第四极 ----中国载人潜水器“蛟龙”号纪实》奠定了坚实的基础。

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