近代——辅助听觉工具
觉辅助工具的发明。
和眼睛一样，人类的耳朵也不是万能的，超过一定的范围或距离，人类的耳朵就不再起作用了。这时候，人类又开始开动脑筋了，一些听觉辅助工具被发明出来。
1) 听诊器
听诊器是一种医学仪器，用以聆听身体内的声音，例如心脏、呼吸器官及肠胃等等。听诊器的前端是一个面积较大的膜腔，而塞入耳朵的一端由于腔道细窄，气体震动幅度会比膜腔大，可放大患者体内的声波震动。可以说，听诊器是医生检查病人、诊断疾病的好帮手。世界上第一个听诊器的发明距今已经200年了。
在听诊器还未发明以前，医生听诊一般采用“直接听诊”法，这是从古希腊时代流传下来的一种诊断方法，就是医生取一片布铺在病人身体有病的部位上，然后用耳朵隔着布直接贴着病人身体来“听诊”。虽然这种方法可以诊断出一些疾病，但是它既不方便又不卫生，而且隔了布后听音效果明显减弱。一千多年来，虽然人们一直在寻找一种更好的听诊方法，但是一直毫无进展，直到1816年，病理学家勒内克发明了听诊器。
勒内克(René Laennec，1781—1826)全名何内希欧斐列·海辛特·勒内克(RenéThéophile Hyacinthe Laennec)，是法国著名的医学家。1816年的某一天，一位贵族小姐请勒内克看病。这位小姐面容憔悴，坐在长靠椅上，紧皱着双眉，手捂胸口，看起来病得不轻。等小姐捂着胸口诉说病情后，勒内克医生怀疑她染上了心脏病。正常情况下，需要听听位贵族小姐的心音，以便使诊断的结果更加准确。但是若采用传统的“直接听诊”法，对于一位年轻的贵族小姐来说显然是不合适的。于是，勒内克冥思苦想，试图找到一种解决的方法。想着想着，勒内克的脑海里突然浮现出前几天他遇到的一件事情: 在巴黎的一条街道旁堆放着一堆修理房子用的木材。几个孩子在木料堆上玩儿，其中有个孩子用一颗大钉敲击一根木料的一端，其他的孩子都用耳朵贴在木料的另一端来听声音，敲击木料的孩子每敲打一下就问“听到什么声音了吗？”，其他孩子都笑着回答“听到了”。勒内克不禁想到，既然大钉敲击的声音可以通过木料从一端传到另一端，那么，心脏跳动的声音是否也可以通过同样的原理传递呢？他灵机一动，马上叫人找来一张厚纸，将纸紧紧地卷成一个圆筒，然后把一头按在小姐心脏的部位，另一头贴在自己的耳朵上。果然，小姐心脏跳动的声音通过纸筒清晰地穿到勒内克的耳朵里，就连其中轻微的杂音都听得一清二楚。他高兴极了，告诉小姐的病情已经确诊，并且一会儿可以开好药方。
勒内克医生回家后，又做了许多次的相关实验，终于用雪松和乌木制成一根空心木头筒，筒长30cm，外径3cm，内径2cm。为了便于携带，从中剖分为两段，有螺纹可以旋转连接，这就是世界上第一个听诊器(图3.11)。它实际上是木质的单耳式听诊器，与现在产科用来听胎儿心音的单耳式木制听诊器很相似。勒内克将其命名为“胸部检查器”，又因为这种听诊器的样子像笛子，所以人们常称其为“医者之笛”。在1819年，勒内克将这个发明写进了《间接听诊法》一书中。从此，日常诊断方式逐渐由“直接听诊”变为“间接听诊”。但不幸的是，勒内克本人在发明听诊器不久，就因肺病去世了，年仅45岁。
勒内克发明的听诊器
听诊器问世后，不少人不断地进行改良，使其更加适合医用。1840年，英国医师乔治·菲力普·卡门改良了勒内克设计的单耳听诊器，他将两个耳栓用两条可弯曲的橡皮管连接到可与身体接触的听筒上，制成了双耳听诊器。卡门的听诊器有助于医师听诊静脉、动脉、心、肺、肠内部的声音，甚至可以听到母体内胎儿的心音。1937年，凯尔再次改良卡门的听诊器，增加了第二个可与身体接触的听筒，可产生立体音响的效果，称为复式听诊器，它能更准确地找出病人的病症所在。可惜凯尔的改良品未被广泛采用。
听诊器原理简单，携带方便，很快成为医疗工具箱中的一个标准器械。现在，听诊器的种类很多，大致分为以下几类: 声学听诊器、电子听诊器、拍摄听诊器、胎儿听诊器、多普勒听诊器(一种电子装置，利用多普勒效应测量从身体器官内的超声波的反射波)。听诊器已成为必不可少的医疗诊断工具。
2) 助听器
助听器是一种用于补偿听力损失以帮助听力损失者恢复正常听力的电子设备。
几个世纪以前，如果人们的听力发生困难，他们的唯一选择就是自我帮助，简单地用将手掌放在耳朵边形成半圆形喇叭状，虽然这样可以较好地收集声音，但是这种方法的增益效果仅为3dB左右。现在人们在日常生活中也偶尔会用到这种方法。后来，人们根据喇叭可以收集并放大声音的原理制成一种金属的耳喇叭。这种耳喇叭非常巨大，携带很不方便。据说，1819年葡萄牙国王约翰六世就曾在他的御座上安装了一个耳喇叭。下跪的仆人可以对着管子大声嚷嚷。管子的一端装在御座的扶手上，另一端则装在国王的耳旁。这两种方法就是早期人们用来提高听力的方法。
一种金属的耳喇叭
真正意义上的助听器是在19世纪发明出来的。苏格兰发明家亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell，1847—1922)想制作一种较好的助听器。贝尔研究了一些把声音转换成可增加的电信号的原理。但他的研究引导他作出的发明却不是助听器，而是另一项伟大的发明——电话。1876年，贝尔成功制成了世界上第一台电话。20年后，1896年贝尔又在电话的基础上制成了桌面电话系统(图3.13)用于听力的改善。他被后人认为是创造了第一台供听力损失的人放大声音的耳机的人。但他的“世界上第一台助听器”可能并没有申请专利。
1896年英格兰聋校的桌面助听器
在1892—1990年间，陆续出现了一些电子助听器，这些助听器以碳或碳粉为原料制成。但是这些助听器的效果并不是很好。助听器的改良工作在米勒·里斯·赫切恩森的手里有了新的进展，他发明了一种便于使用的电助听器。碳球麦克风被发明出来，碳球被应用于助听器(图3.14)。这种助听器和以前相比不仅质量可靠，而且体积小，易于携带，一经问世就取得了成功。
1920年佩戴式碳球助听器
虽然20世纪20年代左右的佩戴式助听器比以前笨重的助听器改良了很多，但是仍然明显可见，而且不太美观。以后，助听器逐渐向小型化发展。20世纪40年代，三极真空放大管被应用到助听器上，出现了较小的盒式助听器(图3.15)。1948年，贝尔实验室的Bardeen、Brattain和Shockley 3位科学家发明了锗材料晶体管，1951年，贝尔实验室又发明锗合金晶体管，晶体管比真空管的性能更好，质量更高，体积更小，很快用于助听器制作。1953年左右，全部采用晶体管的助听器在市场上出现。1954—1960年，新型的传感器和电池促使更加小巧美观的助听器出现了，它们有发卡式、眼镜式、耳背式(BTE)等。
1960—1970年，硅晶体管和集成电路飞快发展，耳内式助听器(ITE)出现。第一台耳内助听器是在1957年推出的(图3.19)。从解剖学上讲它占据耳甲腔和耳甲艇，其外壳根据患者的耳甲形状定制。它适合轻度到重度的听力患者。1973年驻极电容麦克风出现。20世纪80年代的助听器更加隐蔽，出现了耳道式助听器(ITC)，它比ITE略小。能放入耳道更深处(图3.20)。它适用于轻度到中重度听力患者。随着计算机技术的发展，20世纪80年代末，数字可编程助听器出现。后来又推出了深耳道式助听器和完全耳道式助听器(CTC)，完全耳道式助听器放置的位置可深入外耳道的第二生理弯曲，非常接近鼓膜，戴上它即使从侧面看也不易被发现。它适用于轻度到中重度听力损失患者。
助听器发展到今天已经非常智能化，有全数字助听器。全数字助听器有许多先进的功能，如自动适应环境，有效降低噪声，提高言语的清晰度；模仿人类正常耳蜗功能，提高声音的自然性、真实性和舒适性，自动消除反馈声；应用数字反馈抑制技术，使助听器不会出现令人烦恼的反馈声，提高患者的语言分辨能力等。全数字助听器是集电子技术、微型计算机技术、听力学技术、仿生技术为一体的高科技产品，全数字助听器的问世，使助听器微电子工业进入了数字化、智能化时代。
助听器的发明给无数听力有障碍的人带来了福音。从其发展过程来看，其发展与信息科学与技术和智能科学与技术的发展是分不开的。助听器的发展验证了人类科学技术的进步。
摘自《科技史与方法论》清华出版社授权登载
