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两百多年前，意大利生活着一位斜杠青年，拉扎罗·斯帕兰札尼（Lazzaro Spallanzani）。他既是一位合格的神职人员，也是一名优秀的好奇学者，大自然的一切他都想搞个明白。

探索过程中，斯帕兰札尼发现了一个很好玩的现象：鸟类大都离不开光，哪怕是惯于在黑夜中活动的猫头鹰，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来去自由。

斯帕兰札尼做了好多实验来证明自己的观点，发现蝙蝠是靠耳朵定位的。无论怎么折腾它的眼睛都无所谓，只有堵住耳朵才能把它变成瞎子。

耳朵是听觉器官，负责接受声波。蝙蝠可以通过高频率的超声波的折返情况，判断周围有没有障碍物。那超声波是如何发出的？这个问题很复杂，一直过了一百年才被解决。

皮埃尔·居里（Pierre Curie），帅哥的天才学者。恐怕唯一比他更优秀的只有他的老婆——居里夫人。

有一阵子，他对晶体产生了兴趣，找来金属丝、锡箔纸、石英等，变着法子进行实验。发现了一种非常神奇的现象：对晶体施加一个压力，可以让晶体内的电荷产生移动，对晶体施加一股电流，可以让晶体产生震荡。这就是压电效应。

这个发现意味着电能和机械能可以互相转化。如今随处可见的电子打火机正是利用这一原理，压电效应的发现也使得超声波利用成为可能。

索尔维会议，红框内为爱因斯坦和朗之万，图片来源于网络

1906年，皮埃尔·居里因车祸去世，居里夫人陷入巨大的悲痛之中。保罗·朗之万（Paul Langevin）作为她的学生和好友，便经常安慰开导她。一来二去，二人就成了八卦小报上的绯闻主角。

这段关系给他们造成了巨大的麻烦，第一次世界大战才转移了人们的注意力。在这场战争中，潜水艇第一次登场。它们可以潜伏在水面之下，轻易摧毁一艘军舰。也让朗之万想到了皮埃尔·居里的研究。借助压电效应，他发明了世界上第一台主动性声呐。

早期声呐设备，图片来源：《The History of US》

声呐使超声波从一种单纯的现象变成了工具。在那之后，又有人发现了超声波的其他用途，比如，检查坦克的装甲是否存在裂隙。也有人觉得，怎么说来说去都是关于战争的呢，就不能用超声波做点利民的事儿吗。

这个人，叫做约翰·怀尔德（John Wild）。

怀尔德是个不折不扣的科学怪人。他先后拿下了自然科学学士、文学硕士、医学博士等一系列学位，好像要把全世界的书读完。

第二次世界大战期间，怀尔德应征入伍成为了一名军医。纳粹德国为了让英国屈服，对伦敦进行了疯狂地轰炸。数以万计的人死亡，受伤的就更不计其数了。

期间，怀尔德遇到众多腹部受伤的患者感染后肠道梗阻，胀痛难忍，可是始终找不到好的治疗手段和设备探测患者腹部，帮助他们缓解痛苦。一直到1949年，他移居美国之后才得到一点灵感。

说来也巧，在一次聚会上他遇到一位工程师，恰好正在为空军基地调试一种声呐设备。怀尔德一听就很感兴趣，声呐可以检查潜艇，能不能查探患者的腹腔呢？

于是，二人约了个时间，怀尔德带着肠壁样本进入基地进行试验，结果显示，声呐设备果然可以反应人体组织。

当然，事情不是灵光一闪那么简单。当时用的声呐设备，不仅体积大，而且分辨率低，检查潜艇尚可，医生们需要更多、更准确的数据，检查人体就有点力所不逮。

为此，怀尔德在自己的家里，领着一群研究生开始了研究，终于在1951年制作出一台原型机。

B超原型机，图片来源：《Application of Echo-Ranging Techniques to the Determination of Structure of Biological Tissues》

这台设备和军方用的声呐有两个区别：分辨率更高，而且可以发出多束声波。每一束声波遇到人体组织后都可能折回，而折回的快慢、多寡，取决于组织的形态。

只要对折回的声波进行分析，就能得到一张二维的人体图象。因为是二维的，所以称之为B型超声图像。

总结

如今，超声机已经成为最常见的医疗设备。除了B超之外，还有多普勒超声、M型超声。利用它们，医生可以检查患者的甲状腺是否存在肿大、乳腺里有没有肿瘤、肝脏上的脂肪是不是太多了。

可以说，B超每年都挽救了数之不清的生命。而这一切，都要感谢众多前辈学者。

自制声纳设备（视频）：

https://mp.weixin.qq.com/s/eXMiMDAb7KlEgPAk9i1S1Q