如果你能聽到聽不到的聲波

何德強

你還記得哈利·波特與蛇對話的神技能嗎？你想聽到動物心中的秘密嗎？你想像動物一樣敏感，能夠預測風暴山洪的來臨嗎？如果我們能聽到那些常人昕不到的聲波，這一切就將成為可能。我們是怎么聽到聲音的？

聲波始于空氣中某些質點的振動，如撥動的琴弦、說話的聲帶等，這些振動會依次推動鄰近的空氣分子由近及遠地傳播出去，這便是聲波的由來。由于振動質點的推動，使周圍一些區(qū)域的空氣分子變密形成高壓區(qū)，而在后面留下稀疏的低壓區(qū)。當這些疏密相間的壓力波到達人耳時，就會與耳中的鼓膜等發(fā)生共振，引起神經末梢產生聽覺感受。

哪些聲波我們聽不到？

自然界中每個物體都在不停地振動。小鼓的頻率為80～2000赫茲;笛子的頻率為300～16000赫茲;人們普通談話的聲波頻率在200～800赫茲之間。傳到我們耳邊的聲波有很多，但正常人的耳朵只能聽見頻率在20～20000赫茲之間的聲音，那些頻率超過20000赫茲的聲波稱為超聲波，低于20赫茲的聲波稱為次聲波。

為什么人類聽不到超聲波和次聲波呢？因為只有20～20000赫茲的聲波才能與人耳的某些部位發(fā)生共振，共振使振動能量加強，人耳才能從中鑒別出那些能量最強的聲波，從而讓我們聽到。

聽不見的聲波就在我們身邊

人和大多數動物都是不斷以大約8赫茲的頻率進行著節(jié)律運動，各種器官振動頻率也較低，例如人的頭部振動頻率為8～12赫茲，腹部內臟的振動頻率為4～6赫茲。如果次聲波的振動頻率低于10赫茲，就可能引發(fā)器官的共振。頻率在7～8赫茲間的次聲波非常危險，因為了赫茲正好是大腦阿爾法節(jié)律的頻率。如果次聲波與人體器官共振，不僅會使人心煩意亂、頭暈目眩，還可能使人神志不清、癲狂癱瘓，甚至會因內臟器官破裂而死亡。這正是次聲波武器的基本原理。自然界的劇烈變動往往伴隨著強烈的次聲波，如火山爆發(fā)、地震、極光等;一些動物可以發(fā)出次聲波，如大象、河馬、鱷魚等，它們同類之間的交流語言就屬于振動較慢的次聲波;而馬、狗、老鼠等動物則可以聽到部分次聲波。自然界的蝙蝠、海豚、蟋蟀、蝗蟲、蚯蚓、鯨等動物多是用振動極快的超聲波來定位和交流的。

假如聽到了那些聽不到的聲波

探尋大自然的秘密與心跳

2004年爆發(fā)的印度洋海嘯讓20多萬人喪生。但奇怪的是很多動物卻在海嘯來臨之前安全逃離。一些幸存者表示，家中飼養(yǎng)的動物早在海嘯發(fā)生之前就表現出異常舉動，開始逃離海邊。來自德國馬克斯·普朗克動物行為研究所和康斯坦茨大學等機構的科學家們，專門在位于地震高發(fā)區(qū)的馬、狗、老鼠等動物身上安裝傳感器和生物記錄儀，他們經過跟蹤研究發(fā)現，即使是非常微弱的地震，這些動物們也可以在地震發(fā)生之前準確感知，且地震越強烈，動物感知時間就越提前。這些動物具有提前感知人類難以覺察到的某些波的能力。

假如人類也能時刻聽到這些大自然的心跳和呼吸，那我們不僅可以逃離自然災害，還可以分析地球的內臟和宇宙的構成，并為破解外星生命與未知信息提供可能，甚至可能捕捉到星座誕生的秘密和宇宙的脈搏。

破譯動物的交流與想法

研究發(fā)現，大象的鼻腔可以發(fā)出頻率很低的次聲波，它們一般在傍晚聯系其他的象群，因為這時空氣層由于溫度變化可將大象發(fā)出的次聲波折射回地面，這樣傳播的距離比直接通過地面?zhèn)鞑サ木嚯x要遠得多，可以達到幾十千米。大象用腳反復踩踏地面，發(fā)出次聲波，可以和遠在數千米以外的同伴交流。鱷魚在求偶期間會在水面靠振動背部發(fā)出次聲波，能讓遠處的異性感覺并做出回應。如果我們人類也能聽到各種動物的交流，那我們就可以觀察、模仿和學習，并從中找到它們交流的習慣與規(guī)律，這樣不僅能懂得動物的言行，而且還可以跟它們自如地交流。

成為名副其實的“千里眼、順風耳”

根據達爾文的進化論，可能遠古人跟大多數動物一樣能聽到一些次聲波或超聲波。不過，由于自然界刮風、下雨、動物活動等都會產生聲波，人類每天聽到的聲波就太多了，而且次聲波與超聲波會“吵”得人受不了，這樣人耳經過自然選擇可能主動放棄太吵的聲波而進化，從而具備了對某些聲波的“免疫功能”。假如人類能聽到各種聲波，那我們就成了名副其實的“順風耳”，不過每時每刻都需要分析處理這些龐雜的聲波信息，也是項浩大的工程，好在可以利用計算機人工智能來幫我們分析處理。

雖然我們的耳朵感知的聲波有限，但我們的想象和智慧卻是無窮的?？茖W家已經發(fā)明出許多檢測和利用次聲波及超聲波的產品，但還不能完全滿足大家的好奇和需要，還需要我們持續(xù)研究和深入探索！

（責任編輯/徐沐妍 美術編輯/李子夜）