冷战时期为追踪敌方潜艇的水下监听网络无意中发现鲸鱼可能正跨越整个海洋歌唱

弓头鲸一家在平静的蓝色海水中一起游泳，母亲关心着小鲸。图片来源：Adobe Stock

（神秘的地球uux.cn）据《麻省理工学院新闻阅读器》（大卫·罗斯滕伯格）：20世纪50年代，在经历了二战期间德国潜艇的无情攻击后，美国海军投入大量资源用于远程探测和追踪潜艇。冷战时期这项努力中，海军研究办公室创建了声纳监听系统（SOSUS），这是一套复杂的水听器阵列，固定在海底，并通过电缆连接到全球沿海设立的秘密监听站。

通过SOSUS系统，海军能够听到许多信息：潜艇的种类、螺旋桨数量、常规还是核动力，有时甚至能准确掌握品牌和型号。

但他们也听到了许多其他声音——那些对他们来说不太感兴趣的声音。低沉的轰鸣、咕哝、嚎叫、尖叫、咔嗒声、呻吟。他们经常听到单调重复的超低频音调，这些音调从他们秘密目录中找到的任何机器都没有。他们想知道，究竟是什么造就了这些？

大卫·罗斯伯格是《鲸鱼音乐》一书的作者，本文改编自该书。

最终，海军意识到这些神秘呼声的来源并非普通机器，而是鲸鱼。他们多年来一直将这些知识保密。在海军看来，这些声音都只是“生物声”，是自然产生的，没有战略意义。水手们接受过识别这些武器的训练，以免惊慌，误以为远方海面传来了敌方的秘密声音。直到几十年后苏联突然解体，冷战结束，五角大楼外的人才有机会听到这些录音。

科学家们一旦掌握了这些设备，就能听到各种声音，并且能够非常精确地定位。例如，地质学家可以突然定位水下火山，深入了解海底如何随着熔岩从地壳下涌出而不断形成。生物学家终于有了方法，可以通过鲸鱼等鲸类千英里歌声属性的变化来追踪它们的运动。这些东西究竟能被多精确定位，是这项技术仍属机密的一个方面。但对于一个必须在以不透明著称的水下世界中运行的系统来说，这个系统出乎意料地准确。

克里斯·克拉克是生物声学领域的先驱科学家，目前在康奈尔大学K. Lisa Yang保护生物声学中心工作。在美丽的鸟类学实验室深处——一个庆祝鸟类和所有鸟类事物的场所——有一群科学家主要在伊萨卡郊外研究鲸鱼，距离最近的海域只有几百英里。在黑暗的房间里，他们仔细研究大量数据，不断寻找可能为他们数十年来采集的声音带来意义和目的的相似与差异。

克拉克不太确定是谁主意将SOSUS数据开放给鲸类研究界：“我根本没要求过。这发生在1991年春天，第一任布什政府期间。艾尔·戈尔、山姆·纳恩和特德·肯尼迪推动了一项双重用途倡议，将军事资产用于民用科学和环境用途。我不知道他们哪里会有这个想法。”

突然间，克拉克接到了海军研究办公室一位名叫丹尼斯·康隆的人员的电话，他请他来诺福克查看他们的数据。在此之前，他对军事文化的了解不多。克拉克回忆道：“我感到非常惊讶。”“就像奇爱博士，秘密战争指挥室，是真的！我收到消息说我们将召开特别会议讨论双重用途，我看到我的名字在议程上，突然发现自己也在节目中，必须做个关于如果能获得这些信息我会做的演讲。我什么都没准备，就起身讲故事。”

而克拉克懂得讲故事。像许多科学家一样，他有比以往任何时候都多的故事——分析故事，也有推测，这些想法他从未有机会跟进，因为他忙于筹集资金，无法维持实验室运转。克拉克发言时，揭示了他科学著作中未曾提及的一面。这里有一位真正喜欢想象鲸鱼是什么感觉的人：“从弓头鲸的视角来看，在北极春季浮冰下迁徙时，视野被缩减到几百英尺，听觉就是一切。”

“它听起来像货运列车，像狼嚎，像婴儿哭泣。”

除了座头鲸外，弓头鲸是唯一会唱歌的鲸鱼——虽然歌声比座头鲸简单，但依然是歌。“听起来像有人在拉大提琴。呃，嗯......呃——嗯......你听着这首歌，会觉得也许背景里有冰磨声，因为他们把冰的声音融入了歌曲里！这并不奇怪，因为冰有40种不同的声音;它听起来像一列货运列车，像狼嚎，像婴儿哭泣。所以，从自然物理力量，比如冰层的生长和拉伸，一直到穿越这片冰下极其复杂的水下世界的动物们，形成了一系列声音的连续体。”

他解释了自己的理论：旅行的鲸鱼聚集在一起，仅仅是通过倾听。“声音交流是你前后和身边的战友们——请原谅，海军上将——通过他们穿越冰原的方式。你会听到“嗯嗯”，然后10或20秒后，嗯嗯嗯，接着几分钟，再过几分钟，中间有空隙。我们都通过声音相连。”

克拉克称这样一群流动的鲸鱼为“声学群体”，即通过声音自我维系的动物群。他们的音乐，如同工作歌曲或灵歌，维持着文化的延续：“想象一下，作为一只弓头兔，在24小时的黑暗中，穿越冰原，而我的文化传说告诉我，我的祖父曾被困住，差点丧命。这不像跨越公海，而是冰层下的冰冻海洋，通过将声音反射回冰面，鲸鱼可能重建出水下世界的影像。”

海军对此印象深刻。几周后，克拉克被召回华盛顿，被任命为该双用途计划的首席海洋哺乳动物科学家。“我告诉他们，'等等，你们已经知道这些东西了。你制作了磁带，训练海军人员区分'生物'和潜艇，为每个海洋制作了不同的向导。'在我找到的每一本海军技术员培训手册、每一张我见过的图像、每一张光谱图里，背景里总有鲸鱼！他们有专门的术语，比如“杰兹怪兽”，夏天所有鳍鲸的声音达到高潮，他们试图屏蔽这些声音。这对他们来说很麻烦，因为这让潜艇更难被发现。”

1992年，克拉克首次访问SOSUS总部时，被带进一个如健身房般巨大的黑暗房间，一排排点阵打印机喷射着卷轴，覆盖着划号和点，这些是全球海洋各处水听器捕捉到的老式声音表现。克拉克看了看一份打印件，看到刻度底部附近出现了一个熟悉的信号：“正好是蓝鲸的声音频率。然后，当我沿着一排排机器走着，比较海底相隔数英里的不同阵列的图案时，我注意到另一件事：它们探测到了同一头鲸鱼！”

当他意识到海军的系统可以用来追踪跨越整个海洋、逐小时歌唱的鲸鱼时，他感到脖子后面一阵寒意。

蓝鲸是有史以来最大的动物，它们的神经元数量是我们10倍的10倍，专门用于捕捉100赫兹以下的声音——远低于钢琴最低音。我们几乎听不到它们在做什么。蓝鲸会发出一声长而深的呻吟，持续半分钟，然后等待整整70秒才再次发出同样的声音。反复重复，节奏精确但非常缓慢，持续数天。在印度洋，它们每140秒发出一次。

长须鲸，作为鲸界的修长流线型法拉利，发出更简单的声音：极低的脉冲，约每3秒重复一次，低于人类听觉的下限。由于长须鲸节拍简单且规律，它在测试千里歌理论时最容易使用。

冷战期间首次听到这种声音时，有人认为这是俄罗斯人用来在海洋中产生驻波的秘密频率，从而让敌人探测到我们潜艇的位置。20世纪60年代的海洋声学教科书仍然怀疑这种音调可能是动物起源的。突然间，海军开始更加关注低而规律的脉冲。事实证明，这些声音是由鳍发出的。这些声音相距甚远，只有在加速30倍时才能捕捉到它们的节奏。

早在20世纪70年代，生物学家罗杰·佩恩就假设，发出最低声音的最大鲸鱼有可能跨越整个海洋进行交流。在接下来的几十年里，人们发现只有雄性蓝鳍和鱼鳍发出最低的规律声音。由于从未有人为长须鲸或蓝鲸找到繁殖地（捕鲸者几个世纪以来一直在寻找这样的金矿），科学家们开始认为这样的地方并不需要。也许，当雄性鲸鱼在数千英里外呼唤配偶时，听到声音的雌性会朝声音的来源方向前进。

但这一切只是推测。问题依然存在：鲸鱼自己真的会听来自数千英里外的歌曲吗？

塞尔日·马塞（Serge Masse），一位总部位于蒙特利尔的鲸类研究软件开发者（他最新的作品是DC Dolphin Communicator，一款专为海豚与人类双向通信设计的安卓应用），他回忆起自己认识的一位海军声纳员，在1970年代追踪过长须鲸的繁荣。在他的潜艇附近，靠近科德角的斯特尔瓦根银行附近，探测到响亮的回声，但有非常微弱的回声，无法确定。在与西班牙附近同事通电话时，他得到确认，欧洲海岸附近的鲸鱼就在一小时前也在制造类似的亚音速爆发。为什么这篇文章没有被公开发表？

“这些信息几十年来一直保密，”马塞微笑着说。“但现在可以说出来了。”

不过，科学家们确实从很远的地方听到了鲸鱼的叫声。借助海军超高精度设备，克里斯·克拉克能够在一千英里外追踪一头蓝鲸，持续43天。这只巨大的蓝鲸昼夜不停地歌唱。他从百慕大东北500英里处开始，连续三天保持南南西方向的稳定航向。他经过一座海底山脉以南，然后转向西方，游到古巴东北200英里处。然后他右转，结果离起点大约一百英里。在那里，他沉默了。这头鲸鱼在一个月零13天内共航行了2200英里。

克拉克认为这头鲸鱼可能在海山附近回声定位，随后又在百慕大附近进行导航。即使是如此深沉的声音，也可以用来做回声定位，尤其是当它们由动物用臀部到拉长的时间音阶以极具节奏感地演唱时。蓝鲸在声音源头的声音是180分贝，在水中的响亮相当于喷气发动机在空气中的响亮。你不会想过于仔细地听其中一个。如果我们在附近游过，很可能会感受到全身巨大的震动。

没有任何人类音乐家能像这些鲸鱼一样慢慢地数着时间。

那这首长而简单的歌是什么？是求偶仪式，还是慢动作声纳？克拉克已经证明了深沉轰鸣声纳的数学原理可能有效，但没有数据支持这确实是事实。

然而，这首千里之歌立刻激发了我们的想象：“我今天可以给你看证据。我可以在波多黎各听到鲸鱼在大银行上游的声音。鲸鱼能做到吗？你可能会问，'它们会说些什么？'然后你突然开始施加这种愚蠢的人类限制。一头鲸鱼可能会转过身对我说，'你们坐着只相隔两米，你们到底想说什么？'”

像许多伟大的科学家一样，克拉克不怕做一点梦想家。他不止一次寻求音乐学家的建议：“康奈尔大学印尼甘美兰专家马蒂·哈奇对我说，'你知道吗，克里斯，你把唱歌看作数据，但我认为它是一种音乐和情感的体验。'音乐家听的是歌曲，这也是我有时会远离科学、倾向于同意他们的地方。为什么我们不能把它当作一种非凡的现象来欣赏呢？”

没有任何人类音乐家能像这些鲸鱼一样慢慢地数着时间。这些极低的敲击和呻吟节奏极为悠闲，几乎无法被人类察觉。把蓝鲸歌加速10次，30分钟变成3分钟。把音高调高到大提琴、弓头琴或人类呻吟的范围，每三秒就会有同样的轻柔呻吟。只有当我们放慢时间时，才能听到那千里之歌，深沉声道中一声长叹，从海洋的一端回荡到另一端。

大卫·罗斯滕伯格是一位音乐家和哲学家，现任新泽西理工学院杰出教授。他著有《鸟儿为何歌唱》（Hachette）、《虫鸣音乐》（Macmillan）、《美丽的生存》（Bloomsbury）和《鲸鱼音乐》（Terra Nova），本文即改编自这些作品。