電影《冰海沉船》再現了1912年英國大商船在赴美途中與冰山相撞的悲劇。巨大的冰山，大部分淹沒在海麵以下，值班水手看到海麵上的冰山時，已經無法躲避了。茫茫大海，哪裏有暗礁，哪裏有冰山，這是航海家最關心的。能不能找個水下“千裏眼”呢？
人們想到了回聲測距。聲波在水中傳播時，遇到障礙物也會發生反射。
冰海沉船後不久，人們設計了第一個水下目標回聲探測儀，讓聲音給人們當“千裏眼”。它的原理和陸地上的回聲測距是一樣的：從船上發出聲波，用水聽器接受回波，根據時間差及水中聲速求出反射物的距離。
真正的水下“千裏眼”是在第二次世界大戰期間製成和使用的，它的名字叫“聲呐”。
聲呐是出色的水下“千裏眼”，它利用聲波在水中的特性，幫助人們看清了水中的許多秘密。由簡單“水聽器”演變出來的被動聲呐，可以默默無聞地在水下偷“看”潛艇、魚群，根據目標發出的噪聲，可以判斷目標的位置和某些特性。實際用得更多的是主動聲呐，是由簡單的回聲探測儀演變而來的，它能主動地發射超聲波，仔細地收測各種回波，運用計算機計算發射與回收訊號的時間差，從而確定目標的位置、形狀，甚至可以判斷潛艇的性能。
聲呐在水中顯示了出色的本領。光波和無線電波在水下會遇到許多麻煩，水有吸收電磁波的特性，光波在海裏走上100米就會衰減掉99%，唯有聲波在大海裏跑得最遠，衰減得最慢。要看那龍宮之謎，雷達隻能望洋興歎，聲呐，才是真正的水下“千裏眼”。
現代側掃聲呐能使我們看清海底地貌，清晰地把海底表麵的情況在紙上畫出來，連20厘米的高度差都能辨別，賽過了火眼金睛。
聲呐這個“千裏眼”，不但能讓我們看到水中的秘密，還能幫助我們看到工件內部有沒有損傷。
1943年1月，天氣非常寒冷。一艘美國新造的巨型油輪正在交付使用，突然發生了事故：油艙不可思議地裂為兩截。
據當事人回憶，油艙斷裂前有一種嚓嚓的聲響。這聲響和那災難是否有關係呢？
精確的科學實驗證明，材料承受機械負載時，它的內部會發射聲波（包括聽不見的次聲波和超聲波）。這種現象就叫聲發射。強的聲發射人耳可以聽到，一般的聲發射，我們是聽不到的。
油艙斷裂前的“嚓嚓”聲絕非偶然，它是一種聲發射許多重型機械與大型1i程結構發生斷裂之前都有過類似的嚓嚓聲。尤其嚴重的是，這些機械往往沒有超載，事故是在安全應力下發生的。嚓嚓聲是多麼危險而又多麼重要的信號嗬！
那麼，能不能利用聲發射來預測斷裂呢？
20世紀50年代初，德國科學家凱塞爾在做金屬拉伸實驗時，發現金屬試樣變形會發出微弱的聲音。這些微弱的聲響使他想起了巨輪斷裂等一係列事故，便對金屬在拉伸或其他變形中的聲發射現象進行了深入的研究。
凱塞爾和他的同事們發現，金屬在塑性變形時發出的聲響是由於內部產生位錯運動而引起的。
要說明位錯運動，就要從晶體結構談起。
不計其數的同態物質共分兩大家族，金屬所屬的家族名曰“晶體”，食鹽、水晶、冰都是晶體。晶體中的分子、原子或離子是按照一定規則排列的，好像運動場上的運動員表演“疊羅漢”，每個運動員在空間都有一定的位置。疊羅漢的隊形盡管變化多端，卻都是由那些“羅漢”組成。晶體分子、原子或離子的“隊形”，叫做晶格。在金屬中的分子或原子雖每“人”都有一定的位置，但總有少量不守紀律者站錯了隊，而且在其中“暗藏”著外來的“奸細”——雜質。這些地方就是“位錯”，在那裏隱藏著內部的“破壞分子”。堡壘是最容易從內部攻破的，而位錯則是個缺口。倘若有外力加在構件上，位錯的地方就會出現裂口。“千裏之堤潰於蟻穴”，位錯的運動往往導致裂紋和斷裂。