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作為僅次於視覺的感官,聽覺在人類的生活中有重要作用。往往人在不幸喪失視覺之後會獲得更多的聽覺補償。傳說厲害的人甚至可以“以耳代目”。像港劇《少林與詠春》中,三德和尚被敵人暗算喪失了視力,但他卻憑藉自己超人的耳力和對環境的瞭解成功地偽裝成正常人並欺騙了敵人。

米雪主演的《少林與詠春》

這未必是傳說。現實中的確有人用耳朵來“看見”物體的。在中央電視臺的大型勵志節目“挑戰不可能”中,就有多位盲人勇敢地走上電視,向我們表演他們是如何“看見”小孩、水杯、櫃子等物體。其實這些人是拜了自然界的一位盲眼大咖作為師傅,那就是蝙蝠。

1、回聲定位

我們都知道,蝙蝠的眼睛雖然看起來亮晶晶,但那其實就是一個擺設。而它所以能在天空中隨意飛行,繞開障礙,捕捉昆蟲,全是依靠自己能夠從口中吐出聲波。然後這聲波被物體反射,回彈到蝙蝠大大的耳朵中,以此判斷物體的形狀、距離。

這些盲人英雄也一樣。他們在行走時,從嘴裡透過彈舌發出聲音。聲音撞到物體後反彈。雖然在我們正常人的耳中這些回聲很細微,但是以他們的超常聽力已經能夠得到足夠的資訊了。其實更適用這種能力的地方不是在正常的生活中,而是在深海這樣的能見度極低的空間,這時這種回聲定位的技能比眼睛還重要。很多海洋生物都擅長這能力。而人類利用它最大的發明就是雷達,也就是透過回聲定位發現飛機。

海豚也是依靠回聲定位發現魚群

其實我們每一個人的聽力都可以很強。當我們把耳朵捂住的時候,我們所聽到的“嗡嗡”的聲音其實就是我們血管中的血流聲。只是能夠敏銳地捕捉這種聲音的人太少了。他們不一定是盲人。有位叫馬布特的英國人,在一次偏頭痛後,他意外地獲得了超常的聽力。連自己咀嚼爆米花的聲音聽起來都是“震耳欲聾”。他甚至能聽到自己眼珠轉動的聲音,這讓其很是苦惱。

當然,正常人都不想要這樣的能力。我們只要能夠聽到自己想聽的聲音就夠了。而這點其實也是正常的聽覺能力。就象在一場熱鬧的晚宴中,我們往往也能夠聽到被輕聲叫出的自己的名字。如果這個距離再長一點,不就是傳說中的“順風耳”了嗎?不過要想擁有這種超能力,我們就得先了解聲音是什麼。它是如何產生的。

2、聲音的本質

其實只要我們去到群山之巔,長嘯一聲,就可以解決這個問題。因為在山峰間傳播的回聲與餘聲就告訴了我們,聲音也就是一種波。它是在大氣中的分子受力後發生移動後產生的。當我們說話時,發聲器官就撥動了空氣,移動物體時也是這樣發出了聲音。就象彈動琴絃,在短弦上發生的拔動聲音短而尖銳,長弦上的聲音長而渾厚,而且產生聲波後,它就象水波一樣產生了擴散,漣漪漫向遠方,和其他聲音產生的漣漪相互干擾,甚至反彈,最終平復。

聲波

因此,有了分子才會有聲音,沒有分子就不會有聲音。所以在幾乎沒有空氣的宇宙空間中就不會產生聲音。有些科幻片設定在太空中的激戰導致發生巨大的爆炸聲。那其實是導演物理知識不足而鬧出的笑話。同樣在《變形金剛》中,鐵皮在一個女孩的尖叫聲中用慢鏡頭為人類拔開來襲的彈藥也是個物理錯誤,因為在被拉長的聲音內,聲音的強度也應該同時被拉開,以至微小到聽不清楚。

正常的音速是在標準的大氣壓下和15度的溫度裡測得的,約每秒340米,也就是說是每小時一千二百二十四公里。這在人類的速度上已經是極快,於是以之作為速度的標準,將此稱為一馬赫。當前最快的戰鬥機即蘇聯的米格25,它的速度是2.75馬赫。最快的飛機是美國的無人駕駛飛機X-43,速度為9.8馬赫。所以說超音速飛機就是對抗雷達的利器。因為當它們被偵測到時,早就飛到了指定攻擊地點。當然更不用說還有不易用雷達偵測到的隱形飛機。透過消除雷達波反射的技術,隱形飛機引發的反射可以不比一隻麻雀更大。

美國隱形飛機

但是在陸地上1997年達到的一馬赫極限速度至今也只是面臨存在於理論中的挑戰。因為地面的摩擦力和更復雜的狀況讓這個速度被打破的可能性更難。以至於很多人自然而然的以為聲音在空中會跑得更快,但事實正相反,如果聲音傳遞的位置的原子或者分子越多,質量越大,那麼音速就能更快。經過測算,聲波在水中的傳輸速度是每秒1482米。而在鉛中的傳輸速度是每秒2000米。在鋼鐵中是每秒5960米,在鑽石中其速度甚至可以達到13600米,也就是四十馬赫!現在可以知道為什麼在神話中會有“五行遁法”了吧?因為它會比在空中飛行快得太多。

因此,在著名的日本特攝片中,導演就犯了個大錯,他們輕易地把怪獸的速度設定為地下超音速。如果現實中也真是這樣,等奧特曼飛到現場時,怪獸早就破壞得差不多了......

但音速還會帶來另一個問題,那就是音障。當速度加快時,前方的物質來不及左右排開,都堆積在頭部。隨著壓力的提升,阻力會迅速加大,最後形成旋渦。即使這物質是空氣,也足以將未經加固的機頭撕成碎片。而且當突破音障時,兩側分開的力量會在迎風面形成音爆,音爆範圍會形成一個“死亡三角區”,即以最前端為頂點的一個三角形範圍。超過它在這角度範圍外的部位都將受到極大的切割力。而且超過音速越快,這個三角形的角度就越小。就象《哥斯拉》中的三頭金龍基多拉,如果它以超音速在空中飛行時,中間那個腦袋突破音障時的切割力就足以切下它左右兩邊的腦袋。

突破音障

三、聲音的等級

不過解決這個問題是空氣動力學家的事。現在再來看看聲波的其他特性。越堅硬、質量越大的物體發出的聲音也就越大,這就是所以鐵鼓比皮鼓更響的原因。所以古代習慣用銅鑄造大鐘,在皇家的大鐘裡還會加入金銀。因為鐘體越大、越重,發出的聲音就越傳得遠。但是什麼樣的聲音才能算得上“大”呢?

其實這用數學模型表示就象山峰與山谷。峰越高,聲音越響。它的位置是“分貝”。這個單位來自於發明無線電的先驅貝爾。一分貝的聲音就是一“貝爾”的十分之一。按計算,0分貝就是靜音。就算有聲音,可能也就是空氣分子對鼓膜隨機撞擊而發生的。

聲音的等級

當聲音升到10-20分貝時,你可以聽到安靜房間裡的呼吸聲。樹葉的沙沙聲。

人正常交談的分貝是40-50。用電吹風發出的分貝是70-80。吵架是90-100分貝。

120分貝開始是難以忍受的嘈聲了,雷聲也出現在這一級裡,甚至可以引起短期聽力損傷。

開槍是160-170分貝,火山爆發是180-190分貝。

正常聲響的極限是194分貝,因為這個級別是大氣波動能發出聲響正常的最大值。但也不意味著沒有其他更大的聲音,但更大的聲音破壞力太強,可能讓附近的人瞬間喪命,甚至會引起測量失真。因此不能確定。

四、聲音的頻率

就像光一樣,我們能夠聽到的聲音也只是自然界聲音的一小部份。這個就與聲音振動的頻率有關。科學家們將每秒的聲音振動頻率用單位“赫茲”表示。一秒振動一次就叫“一赫茲”。但應用得最多的單位是“千赫”,即一秒振動一千次。人類聽力的上限在18--20千赫。超過這個頻率就叫“超聲波”,人耳是無法聽見了。一般男性說話在120赫茲。女性在240赫茲。但人類的嗓音總體頻率在80-1100赫茲之間。而如果低於20赫茲的聲音人類也聽不到。那個區間被叫做“次聲波”。

聲音的頻率

超聲波與次聲波各有特點。超聲波有很強的方向性,能夠被更多的物體反彈,精於此道的就是蝙蝠。它的叫聲高達100千赫以上。這讓它們的回聲定位更為準確。憑藉這一技能蝙蝠不但可以在空中自由飛行。更能在成群飛行中準確辨認出自己的聲音而不受干擾。人類更是找出了超聲波的更多用途,比如說洗牙或者打碎體內結石,還可以用來檢查儀器內部。超聲波很容易成為有力的武器。在《創龍傳》中,龍堂終(西海白龍王敖閏)在化為原身時用風化做超聲波毀滅了美軍的橫田基地。一座座建築都在超聲波面前化為了齏粉。

而次聲波的用途則更長於遠距離通訊。因為它有很強穿透性,在海水中可以傳播得很遠。象鯨魚就能用它來吟唱,它們的聲音可以傳到幾百公里之外。但科學家們懷疑這些鯨語的傳播可能還要遠得多,甚至可能跨過大海。已經發現了在不同海洋中的鯨魚的疑似連絡跡象。

而且次聲波也不光是鯨魚的專利,最新研究發現,像虎豹這樣的猛獸也會發出次聲波。雖然人耳聽不見,但卻能直接影響獵物的內臟,讓其知覺失調,從而被捕食。

海軍裝配的次聲波武器

現在也有研究次聲波武器的情況。這樣的武器可以作用於人的神經和內臟,讓人在沒有外傷的情況下痛苦而死。有一種說法,所謂“鬧鬼”其實就是次聲波對人體的作用。雖然人耳聽不到它,但是也能感覺到空氣的振動。而且內臟器官也會受到影響。更關鍵的是,不是所有 的人都聽不到超聲波和次聲波的。有些小孩對環境更敏銳,更會受到影響。

五、共振現象

聲音還有其他神奇的地方。可能很多人都聽過這樣一個故事。那發生在唐朝的長安城。有個和尚突然生病了。他的朋友曹紹夔來慰問,才知道原因是和尚有個磬鐘。每天在一定時間就會自動發出聲響,這讓和尚很害怕,也不知道是什麼妖魔作祟,所以病了。

曹紹夔說:“別急,我幫你看看。”

於是他轉了兩天,等回來時,手裡拿著一把挫刀。

“你是要幹什麼?”和尚吃驚地問。

“我就來給你捉鬼了!”曹紹夔笑道,他用銼刀在缽盂上挫了幾道口子,磬鐘就不再響了。

“這口磬鐘響的時候正是寺裡敲鐘吃飯的時間。”曹紹夔解釋:“那磬與鐘的樂律相合,所以就響起來了。”

聲音的共振現象

“樂律”是什麼,現代人不是很清楚,我們用了另一個名詞來解釋這種現象,那就是“共振”。

在神話中有一種觀點,那就是萬物都有其真名,無論神仙妖魔,只要瞭解了真名就可以被控制。這個說法現在已經被部分證實了。因為科學實驗表明,每種物質都有其固有頻率。當外部環境發出的頻率和物質本身的頻率相同或者接近時,就會發生共振。就象敲齋鍾而引起磬鐘發響一樣,十分神奇。

有一個很著名的表演,那就是歌唱家唱到高音時,玻璃杯自已碎掉。很多人都以為是歌唱家的高音擊破了玻璃杯。事實上是歌聲激發了玻璃杯的共振,才使其碎掉。

共振有時候會對物體造成損害,比如說引起橋樑垮塌,但在音樂中也能讓聲音變得更美妙,當前最先進的音箱就是“共振式音響”,可以360度放聲。

共振音響

但是磬鐘、玻璃杯、橋樑都是非生物,生物是否也會有共振存在呢?理論上當這個共振存在時。如果用聲音重複這個共振,就可以對生物產生影響。就象唐僧的緊箍咒一樣,能夠控制孫悟空。也許這就是神話中“真名”的源頭,宗教也認為聲音是通向神的途徑,佛教的六字真言:“唵嘛呢叭咪吽”就被認為可以影響內臟。不過還沒有得到科學的證實。曾經有所謂“生物共振儀”賣,但已經證明了是偽科學。

不過共振現象還是有作用的,透過它,失聰者也能感受到聲音。而研究發現,其對人體的影響和正常人是一樣的。這就證明了聲音的神奇。

當了解了聲音的秘密後,我們可以知道,所謂“順風耳”也不會是多不可思議的功能了。現代科技已經研發出了“鐳射竊聽器”。僅僅依靠偷偷打在玻璃上的鐳射,就能監聽室內人的談話。其實原理也就是依靠玻璃受聲波的振動發生的細微偏移影響了鐳射的回饋。再將這種反射訊號還原成聲波就能進行監聽了。

鐳射竊聽器

於是在科技的幫助下,“順風耳”變成了“順光耳”。如果能發揮想象,可以肯定,我們會發現聲波更多有趣的利用方向。但必須記住,聲音不是單一的,音樂就是聲音之美的極致。其旋律之中更有大秘密。而這會在後面探討。

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