前幾天，我很喜歡的古哥古點節目做了一期閒談，標題是“聲波有質量嗎？”，其實我幾乎和他同時注意到了科學美華人的本月的這篇最新文章，我每天晚上都會刷科學美華人的推特，如果發現好玩的事情，我都會記下來。這篇文章是 2019 年 3 月 11 日發表在《科學美華人》的官網的，當時我看到就覺得很有意思，讓我的助理小編全文翻譯出來，我放在桌面上就一直想講來著，但總是騰不出空。

原文地址：

https://www.scientificamerican.com/article/sound-by-the-pound-surprising-discovery-hints-sonic-waves-carry-mass/?utm_medium=social&utm_content=organic&utm_source=twitter&utm_campaign=SciAm_&sf209211772=1

如果你認為牛頓提出的與他同名的力學定律是人類過去四百年探索經典物理學的巔峰，這很正常。但有一項新的研究讓人頗感意外，它暗示我們，似乎在經典物理學領域，還有秘密等待著我們解鎖，而且這個秘密隱藏得並不深。直接說吧，這項研究指的就是聽力範圍內待解的謎題。

一組科學家建立了一套理論，他們推測聲波具有質量，這意味著聲音會直接受到重力的影響，相關論文發表在了《物理評論快報》上。聲子與微觀粒子相似，是集體激發的，它負責將聲波傳播到介質中。這組科學家認為聲子可能在引力場中表現出了微小的質量。哥倫比亞大學的安戈洛·艾斯派西多是論文的第一作者。他表示：“你可能以為像這樣的經典物理的結論，人們已經知道很久了，但其實這是我們偶然發現的，純粹是湊巧。”

這篇新論文的基礎是艾斯派西多和他的同事在去年發表的一篇論文。去年的論文中，來自哥倫比亞大學的埃爾伯特·尼可李斯和來自卡內基梅隆大學的裡卡多·彭柯首次提出：聲子在超流體中可能是有質量的。然而最新的研究顯示這種效應也適用於其他材料，包括常規的液體和固體，甚至是空氣本身。

雖然科學家們預計聲子攜帶的質量非常微小，與一個氫原子相當，大約是 10^(-24) 克，但實際上它是可以被測量的。只是當你真地去測量它的時候，會發現一些極其反直覺的東西。聲子的質量是負的，意味著它們往“上”掉。一段時間後，它們的軌跡會逐漸遠離地球這樣的引力源。彭柯表示：“如果它們的引力質量是正的，它們就會往下掉。而因為它們的引力質量是負的，所以聲子往上掉。”而它們掉下的量同樣很小，取決於聲子穿過的介質。聲音在水中的移動速度是 1.5 千米/秒，聲子的負質量將使聲音以差不多 1 dgree/秒的程度漂移。這相當於超過 15 千米才偏轉 1 degree，測量上難如登天。（插一句，原文用的是degree，我想應該不是指的角度的1度，具體指什麼單位，我暫時也沒時間去查證）

雖然難度很大，但這樣的測量並不是絕無可能的。艾斯派西多指出：為了區分出聲子的質量，研究人員可以在聲速非常慢的介質中尋找它們。這在超流體氦中就是可能的。因為在那裡聲速可以下降至低於每秒數百米，並且單個聲子的透過可以轉移與一個原子等效的物質。

研究人員除了尋求透過外來物質放大的微小效應外，還有另外一個選擇——他們可以透過仔細研究極強的聲波來尋找更明顯的攜帶著質量的聲子的訊號。艾斯派西多認為，地震就有可能被用來研究。根據他的計算，9 級地震釋放出的能量就可以讓原子鐘測量到地震中聲波的重力加速度的變化。（雖然目前的技術對探測地震波的引力場還不夠靈敏，但是未來的技術進步會使其成為可能。）

具有質量的聲波不太會對我們的日常生活產生重大的影響，但長久以來這麼重要的一種可能性卻被我們忽視掉了，這件事情本身挺有趣的。來自卡內基梅隆大學的伊拉·羅切斯特說：“這篇論文釋出之前，人們都認為聲波不會傳遞質量。從這個意義上來說，這是一項了不起的研究成果。因為經典力學從牛頓時期以來就這麼毅然矗立著，這其中有了任何新發現，第一反應都是應該早就被搞懂了吧。事實上如果你研究得足夠深入，即使在這種存續了幾個世紀的領域中，你還是可以有新發現的。”伊拉本人沒有參與這項研究。

至於為什麼之前沒被人發現過，艾斯派西多表示自己無從知曉。他說：“也許因為我們都是高能物理學家，更關注引力這個領域。這不是什麼用理論沒法解釋得通的東西。按照常規，數年前人們就應該發現它了。”

所謂聲音，

就是空氣的振動，

空氣有質量，

當然聲音有質量!

地球上的理工科人都知道!

聲音是沒有質量的，更不具有能量。聲音只是能量在傳遞過程中所表現出來的一種現象，就像光在傳播過程中表現出某種顏色一樣。如果說聲音有質量的話，那它也就一定會具有能量，那它能量的大小又是透過什麼方式表現出來的呢？如何量化呢？所以我個人認為聲音是沒有質量的，更沒有能量，它只是一種現象。