从星际飞船发射一束光束来转移物体的想法是科幻小说中最广泛的概念，比如著名的《星际迷航》系列中频繁采用这种方法在企业号和星球之间传输船员，这一理论其实已经被证明可以实现。从2010年开始，由光粒子组成的纳米级牵引光束就已经能够拖动纳米级的微小目标。不仅如此，我们常说声光电总是一体，既然光束可以做到，那么声束理论上也是可以的。而就在今年，国外著名杂志《Nature》上也连续发表文章证实，通过简单的实验装置利用声学全息技术实现了隔空悬浮并操纵直径1厘米以内的塑料珠子。这项实验中，研究人员使用一组64个扬声器建立的高强度声波，从本质上在物体周围形成一个力场，通过细致地控制换能器的功率，塑料珠子能够被悬浮起来，保持固定、移动或者旋转，甚至能够实现同时移动多个小型珠子。

声波能够通过空气、水甚至生物组织悬浮不同尺寸和材料的物体，这一发现，不单单是一个全新的物理发现，更是为我们提供了一个巨大的潜在应用场景，尤其是在健康医疗领域，这将允许我们可以使用非接触的方式来悬浮或者操纵细胞、血液、药物，避免二次污染。然而声波的悬浮效应必须要求被悬浮的物体周边充满了声波，也就说，当没有空气、水或者其他介质的情况下，这种悬浮效应就无法实现。这个实验的结论对于业界的激励作用是非常明显的，甚至有医疗方面人员希望能利用这种技术悬浮人体。当然，西班牙纳瓦拉公立大学和英国布里斯托大学，萨塞克斯大学的相关研究人员则在论文中表示，希望能与光学结合继续研究更为吸引人的声光牵引技术。

通常，声波通过在牵引力的汇聚点形成声波陷阱对物体的牵引力施加影响，这就允许各种大小和不同材料的物体通过空气、水或者生物组织实现悬浮的效果。单向的悬浮物体仅仅是对单个方向的牵引力施加影响，因此这需要利用声学透镜的效应才能实现。声学透镜是由一系列的声学换能器和一个特别设计的反射面组成，这样可以生成一个驻波，并且利用波的节点充当陷阱。而且通过改变声学换能器之间的相位差，就可以移动这个声学陷阱而不需要任何机械驱动。这一点是非常重要的，因为我们可以通过改变算法的因子就可以控制悬浮物体的移动，而不用再借助任何机械装置，这才是这项技术最为吸引人的地方。

上面的介绍可能有些晦涩难懂，我们可以简单类比一下，通常来说，科研原理要是三句话讲不明白，真的就是科研人员没搞明白。这里，我们不妨把声波想象为海浪，若在海浪上放一个小船会怎样呢？必然会随着波浪向前运动吧，如果能够让海浪的形状相对稳定下来，总是在有波浪的地方波起波落，而无浪的地方总是无浪，那么小船若恰巧在无浪的水面上，不就悬浮不动了吗？通常我们站在海边看浪的时候会发现这种有趣的现象，水面随时间虽作周期性浪起浪落，但海浪并不向前传播，而某些海浪之间的水面也似乎总是静止的，这就是一种驻波现象。若你物理学的比较好，相信你肯定知道克拉尼图形，就是拿破仑曾经说的，我看到了克拉尼的声音。下图就是一张用沙子观察驻波现象的克拉尼图形，但是记住，我们老祖宗发现的要比德国这个发现早得多了，你们逛庙会偶尔会看到鱼洗吧，就是那个左右各有把柄的铜盆，当盆中有水的时候两手来回摩擦把手会让铜盆发出嗡鸣声，直到喷出水柱，算了，也一并放个图回忆一下吧。

这里再顺道说一下，开篇提到了科幻电影《星际迷航》，在该系列电影中曾经出现了在一种在太空中使用声波捕获和控制物体的牵引波束技术。这种在星际之间的物体用声波牵引确实有点胡扯，将来光学可能会实现（而且我总觉得应该把人体给分解了才好），声学也就别想了，真空中连声音都没有（初中物理中有这个实验，没做过？唉，以后给孩子找个好学校吧），做个啥子牵引！另外用于牵引人体也纯粹胡思乱想，那需要多大功率啊，人倒是可以悬空操作了，命没了。当然，声学牵引技术应用于精密工艺制造还是非常有前景的，比如流水线上传送精细部件，运送药物胶囊，将它们导航至正确的位置或者在活体组织中操作显微手术等等。

这么新奇的技术在国内研究进展如何呢？事实上，科学顶端技术已经不需要再区分国内还是国外，因为基本上是同步的，而且很多研究还是我们国内率先发现的。中科院声学所实际上很早就发现了这个现象，而且这个实验也早已呈现，只是没有被研究人员如此重视而且受限于某些项目没有发表而已。当然，为加快其在医疗健康和精密制造领域的产业化进展，这项技术已经转移到中科院深圳先进院和深圳中科声电科技有限公司联合研发，中科院深圳先进院提供医疗健康和精密制造领域的研究支持，而中科声电则在产业化中起到关键支撑。中科声电何许人也，这么牛掰？这里小编介绍一下，这家公司其实就是由深圳先进院育成中心和中儒智本联合投资的，主要从事高端声学技术的产业转化。相信不久的将来，在美国CES或者深圳高交会上就会一睹这项技术的风采。

本文首发于声学在线（微信号：soundonline）