第4章 揭开声音世界的神秘面纱(1)

耳听八方——水倒满了吗？

家里的热水壶里的水沸腾了，妈妈让浩浩把热水倒进热水瓶里。

在浩浩往热水瓶里面倒热水的过程中，妈妈说了一句：“行了，已经倒满了，倒进另外一个瓶子里。”

浩浩觉得很奇怪：“妈妈，你根本就没有看，怎么会知道热水瓶满了呢？”

妈妈说：“一听就知道水有没有满了。”

浩浩觉得更加奇怪了。

其实只要通过两个简单的实验，便不会觉得奇怪了。

用家里的空的热水瓶，将瓶口紧紧地贴在耳朵上，就会听到嗡嗡的声音，尽管你并没有什么动静。许多人到市场去买热水瓶的时候，常常也会这样做，将热水瓶放到耳朵上，据说这样可以鉴别热水瓶的好坏。

实际上，这是一种共鸣现象。关于共鸣的定义，在科学中是这样阐述的：当某一物体发生振动，影响到某些空间时，如果某些空间的振动频率与原物体振动频率相同或形成一定比例，便与之产生共振的现象，称之为共鸣。简单地说，就是一个声音进入或影响了某些空间而产生的回音，附和原来的声音，并且成功地结合在一起。

在我们的周围总是分布有各种各样的声音，由于人耳的接收范围是20到20000赫兹，低于或者高于这个范围，人耳都无法听到。由于我们周围的这些声音比较微弱，我们常常听不到。如果某些声音和热水瓶发生共鸣，声音就被放大了。这种声音和热水瓶的质量是没有什么关系的。

把茶杯、饭碗、玻璃杯等器皿的口贴在耳朵上都会听到声音，但是声音的高低不同。你可以用两只耳朵对不同的器皿进行仔细比较，就会发现器皿小，发出的声音音调就略高一点。这里面有一个规律，就是器皿里的空气柱越长，发出的音调越低。换句话说，音调低的声音和长空气柱发生共鸣，不同的音调对应着不同长度的空气柱。

还有一个实验，就是事例中浩浩的困惑了。一般说来，向热水瓶中灌水，有经验的人都能凭灌水所发出的声音来判断水是不是灌满了。想一想，为什么灌的时候，声音的高低会发生变化呢？

灌热水瓶的时候，水搅动了瓶内的空气使空气振动发出声音，和吹瓶子一样，空气柱越长发出的声音越低。随着水面的升高，瓶内空气柱不断地减少，音调也就跟着升高，当你听到声调升高到一定程度的时候，就知道热水瓶已经灌满了。

找到了问题的答案，浩浩说：“以后倒水的时候，再也不用一边倒一边趴在瓶口往里面看了。”

奇趣小知识：

许多歌唱家在唱歌的时候，都会利用共鸣原理。在歌唱发声时，会用气息冲击声带振动而发出声音，同时引起了体内其他各共鸣腔体产生共振。由于共鸣时产生的泛音与声带发出的音组成复音，使声音得到了美化，达到洪亮、丰满、悦耳、动听的效果。

顺风耳——古代的士兵枕着箭筒睡觉

浩浩和爸爸一起看电影《花木兰》的时候，爸爸问浩浩：“那些士兵为什么都枕着箭筒睡觉呢？”

浩浩想了想，说：“应该是枕着箭筒睡觉比较舒服吧。”

爸爸笑了笑，说：“如果把你的软绵绵的枕头换成硬邦邦的箭筒，会舒服吗？”

浩浩不好意思地笑了，说：“他们肯定是没有枕头，只好枕箭筒了。”

爸爸说：“他们可以枕自己的衣服嘛，不一定非要枕个硬邦邦的东西吧？”

浩浩摇摇头，说：“不知道！”

爸爸说：“我来告诉你！”

古代的士兵之所以枕着箭筒睡觉，主要是利用了声音在固体中比在空气中传播快得多的原理。在空气中声音的速度约为340米/秒，而声音在固体中的传播速度是1050米/秒。

详细的分析，还要从箭筒和声音在大地中传播两点入手。

在古代，为了探听对方的战马和士兵在路上行进的情况，一般会选择趴在地上听，这是因为从地上比从空气中能听到行军声音的距离要远得多。比如取一根10米长的铁管，一个人在铁管的一端，另外一个人在另一端，其中一个用手指轻敲铁管，使另外一个人在另一端从空气中刚好能听到。这时如果选择趴下将耳朵贴近铁管，敲打铁管的人仍按原来的力量敲打铁管，另一个人听到的声音响度要比从空气中听到的声音响度大得多。

这个实验说明了敲打固体产生的声音，直接从固体中传播比从空气中传播的距离要远。所以可以通过大地探听到从更远的地方传来的部队的动态，这样可以更早地发现敌人的行动。

另外，从箭筒上分析。古代的箭筒，是用皮革制成，干燥后非常坚硬、结实，箭筒放在地上能起到收集声波的作用，和我们的耳朵原理一样。当同样的声音发出来的时候，枕在箭筒上比从空气中听到的声音要大。

生活中我们都有这样的经历，两个人远距离喊话的时候，一方会将手呈张开状态放于耳朵后，这样可以起到收集声波的作用，就能够更清楚地听到对方喊话的内容。由此看来，士兵枕着箭筒睡觉，能听到从较远处传来的响声，能够及早发现敌情。

综上所述，古代士兵之所以枕着箭筒睡觉，是因为能听到从较远的距离传来的部队行军时的声音，箭筒起到收集声波的作用。另外，声音传播相同距离从大地中传播比从空气中传播要快。

浩浩听得津津有味，自豪地说：“原来我们的古人那么聪明啊。”

爸爸说：“当然了，我们的古人还有很多成就和知识是你不知道的呢，想学习这些知识，就要好好学习。”

浩浩认真地点了点头。

奇趣小知识：

人类耳朵的“耳蜗”为什么不和麦克风一样，凸在外面，而要通过一条长长的耳道呢？要回答这个问题，只要你堵上双耳，再听听你的呼吸、咽口水的声音，你就明白了。原来人类的耳道结构，可以将外界细微的声音“放大”，而且还会将我们身体的声音“扩大”并聆听，而后作出各种判断，以此更好地引导自己生存。这也就是为什么耳机只要很小的声音，放在耳朵里之后都会觉得很大声的原因。

不动如山——江湖绝学腹语术

和爸爸一起看《天龙八部》，看到四大恶人之首段延庆腹语的绝技，浩浩问爸爸：“爸爸，真的有腹语术吗？”

爸爸点点头，说：“有！中国就有一个腹语高手，叫邓志鸿，他一口气最长可以连说50秒。”

浩浩赶忙问爸爸：“腹语是怎么回事啊？用肚子也能够说话吗？”

其实任何人都不可能用肚子说话，因此腹语并不是真的在用肚子说话。

我们看到有人嘴巴并没有动，却能够发出声音，这是怎么回事呢？

这只是说话的方式不同，或者说改变了我们说话的方式。我们平时在说话的时候，基本上是靠唇、齿、舌共同运动完成语音的发声，腹语只是改变了原有的发音方式。经过训练之后可以在上下颌、甚至是嘴唇都闭合的状态之下，就把语音给发出来，这个发音的过程，需要训练，需要技巧，可以说只是依靠舌头来完成的。

在我们正常说话尤其是唱歌时，要利用口腔共振发声。而另外的情况是在说悄悄话时，怕被别人听到，就只用声带发音，尽量减小口腔共振。再有一种是用假嗓子说话唱歌，如唱陕北民歌，就是另一种利用嗓子发音的方式。腹语则是反其道而行，讲话向肚中咽，使声音在腹腔共振，这样隔着肚皮就可以听到含混不清的话音。

“腹语”练好了可以发出比较大的声音，不一定要耳朵贴着肚皮去听。腹语并不难，只要倒吸气发音，或者强把话音往下咽就行。开始有些不习惯，慢慢就会掌握窍门，发音也由呜呜声变清楚些了。

需要指出的是，“腹语”这个称呼实际上不太恰当。只是改变了说话的方式，无法去脱离人的语言发音器官，或者说是嘴唇的运动被掩盖得很好，以至于给人以声音是从身体内部的某个部位发出来的错觉，所以他们才被称为“腹语者”。

其实，腹语者的“奇闻”只是由于我们没有办法准确判断声音的方向和说话人与我们之间的距离。在通常条件下我们只能获得一个大概情况，而这对我们在一般条件下理解声音就已经足够了，尽管实际上我们在判断声源上已经犯了很愚蠢的错误，尽管实际上完全明白腹语者的表演是怎么一回事，我们看着他仍然很难克服错觉。

浩浩说：“这么说我也可以学习腹语了？”

爸爸说：“对！腹语有很古老的历史，起源于古埃及，距今已有三千多年的历史。中国的史书上，也有腹语表演的记载。只是如今，能表演腹语的中国艺术家几乎没有了。”

浩浩说：“那我就要好好学习，好好研究，争取填补这个空白。”

奇趣小知识：

我们常常看到电视上，有人可以用眼睛喷水，这是因为人的眼睛和鼻子之间存在着一个叫作鼻泪管的通道，使得眼睛和鼻子有了亲密的沟通。当鼻子吸进水后，捏住鼻孔用力憋气。可以迫使鼻腔内的水经过鼻泪管反方向流动，从眼角的泪道开口喷出。

当然，眼睛喷水并不是每个人都可以拥有的技能，需要经过练习。这样做虽然不会给人体造成什么危害，但也必须注意安全，否则，很容易将水吸进气管引起呛咳。另外，吸进鼻子的液体一定要干净，眼睛经常要滴一些眼药水来消毒杀菌，以免引起眼部的感染。

声音长短——用声音做标尺

浩浩知道了回音的原理之后，爸爸引导性地问他：“浩浩，你知道了回音的知识之后，能不能说出回音有什么用？”

浩浩想了想，说：“我可以测出这里到前面那座山的距离。”

爸爸问：“怎么测量？”

浩浩说：“根据声音传播的速度和接收到回音所用的时间，就可以测出距离了。”

爸爸说：“很聪明！”

其实回音在生活中的运用还有很多。

20世纪初，由英国白星航运公司制造的一艘巨大豪华客轮，是当时世界上最大的豪华客轮，被称为是“永不沉没的客轮”或是“梦幻客轮”。然而，这艘号称是“永不沉没的客轮”在处女航中，因为跟冰山相撞沉没在了北大西洋中，乘客几乎全部遇难。

为了保证航行的安全，人们想在浓雾里或者夜里行船的时候，都会探测前方的状况。

经过科学家的研究，回音被正式利用在航海中。利用回声的原理来发现前进路上有没有冰山。可惜的是，这个方法并没有成功，但是引出了另外一个想法：利用声音从海底的反射来测量海洋的深度。