摘要:你有没有过这种体验?半夜有人敲门,你隔着门问“谁啊”,对方就回一个“我”字,你立马就能判断该不该开门,可要是听到铁锹刮水泥地的声儿,那股子让人浑身发紧的难受劲,恨不得立马找东西把耳朵堵上。
你有没有过这种体验?半夜有人敲门,你隔着门问“谁啊”,对方就回一个“我”字,你立马就能判断该不该开门,可要是听到铁锹刮水泥地的声儿,那股子让人浑身发紧的难受劲,恨不得立马找东西把耳朵堵上。
我们天天被声音围着转,可声音这玩意儿到底是咋回事,人类琢磨它的时间,可比咱们日常想的要久多了,最早琢磨声音的,得提咱们老祖宗里的墨子,你可能知道他搞小孔成像、造守城工具,其实他对声音的研究也特别到位。
《墨子》里写“声,气动也”,意思就是声音是空气在动才产生的,还说“激,声之所由生也”,就是说碰撞冲击能弄出声音,本来想,古人也就是凭经验瞎琢磨,后来,才发现,这说法跟现在咱们学的“声波得靠介质传播”几乎对上了,连“没空气就没声音”这事儿他都想到了。
与墨子差不多时候,古希腊有个叫毕达哥拉斯的,这人是出了名的数学迷,研究声音都离不开数字,他拿了个单弦琴,来回移动琴码改变弦的长度,反复试了好多次,发现弦长要是成2比1、3比2,这种简单比例,弹出来的声儿就特别好听,就是咱们说的八度、纯五度。
我第一次知道音乐里还藏着数学规律,还挺意外的,原来好听的旋律不是随便编的,背后都是数字在“指挥”,古人把声音的底子摸清了,到了近代,大伙儿就开始用更“较真”的方式研究,简单说就是拿数据说话。
1636年法国有个叫马林・梅森的,写了本《宇宙和声》,里面有个“梅森定律”,把弦振动的频率跟弦长、张力的关系都算明白了,本来想这定律也就音乐家用用,没成想后来成了现代音乐声学的基础,现在做乐器的说不定还得参考这规律。
差不多同一时期,爱尔兰的也没闲着,这人研究气体特别厉害,知道气体体积和压强的关系,后来就琢磨声音传播的事儿,他雇了几个力气大的人,弄了个能抽真空的容器,把里面的空气抽走后发现,容器里就算弄出声音,外面也听不见。
这就证明声音得靠东西传,空气就是很重要的一个“传声员”,那会儿能想到用真空实验验证这事儿,脑子是真够活泛的。
声学研究到后来,慢慢开始往咱们的日常生活里钻了,1816年法国有个医生叫勒内・莱内克,遇到个挺尴尬的难题,有个患者特别胖,他直接把耳朵贴在患者胸口,根本听不清心肺的声音,无奈之下,他就把一张纸卷成了圆柱体,一头贴在患者胸口,另一头贴在自己耳朵上,没想到这么一改,声音清楚多了。
这就是最早的听诊器,本来想就是个临时救急的小工具,后来慢慢改进,成了医生看病的标配,你看,声学就这么悄悄帮了医学一把。
这人脑子转得快,5月到7月刚琢磨出录音和回放的原理,11月就做出了实物,还当众演示了,留声机能“说话”,这玩意儿在当时绝对是大新闻,以前咱们只能靠脑子记的歌、家人说的话,现在能存下来反复听了。
从这以后,人类的耳朵才算真正进入了“能存声音”的时代,再往后,声学研究就更“厉害”了,开始往军事和更深的科学领域走,1906年英国海军的刘易斯・理察森,为了防止船撞上冰山,弄了个被动声呐,这东西不主动发信号,就靠“听”水下的声音找冰山。
后来,一战的时候要找潜艇,法国的朗之万和俄国的奇洛夫斯基又搞出了主动声呐,能主动发信号,靠反射回来的声音定位潜艇。
声学从研究“为啥能听见声音”,到能帮着保家卫国,这跨度是真不小。
到了20世纪中期,还有个叫格奥尔格・冯・贝凯西的科学家,专门研究咱们的耳朵是咋听见声音的,他观察到,耳朵里的基底膜遇到声音刺激会像波浪一样动,而且不同频率的声音,会让基底膜不同的地方振动,高频声音让基底膜底部动,低频声音让顶部动。
就因为这研究,他还拿了诺贝尔生理学或医学奖,本来想咱们耳朵听声就是个本能,没想到里面藏着这么精细的机制。
现在到了21世纪,AI又给声学加了不少新本事
比如生物声学领域,科学家靠分析鲸的叫声,就能知道鲸群往哪儿迁徙,在森林里,听鸟叫的声音,就能判断有多少种鸟,医疗上也有新用法,AI辅助的听诊器,能帮医生更快听出心肺有没有毛病如此看来,声学早就不是躲在实验室里的学问了,而是实实在在帮咱们解决生活里的问题。
我们回头看,从墨子说“声,气动也”,到毕达哥拉斯算琴弦比例,再到爱迪生的留声机、现在的AI声学,人类琢磨声音琢磨了几千年,其实每天围绕在咱们身边的声音,背后都是古人、今人一点点试、一点点算出来的。
下次,你听到好听的歌,或者医生用听诊器给你看病,不妨想想,这都是声学的功劳,搞不清的是,以后声学还能玩出啥新花样,但有一点能肯定,它肯定会让咱们的生活更有意思。
来源:鉴史观一点号