“嗡嗡嗡……”有時(shí)候，你可能會聽見類似這樣的奇怪聲音，有點(diǎn)像是蚊子在叫，還可能有些刺耳?？僧?dāng)你問爸媽，他們卻壓根沒聽見任何聲音，甚至可能覺得是你出現(xiàn)幻聽了。但其實(shí)，你大概率沒有幻聽，而是你聽見了爸媽聽不見的聲音。這到底是怎么回事呢？就讓我們一起來探究一下。

◆ 物理啟蒙

·八年級物理上“聲音的傳播”

·聲音以波的形式傳播著，叫作聲波。

一 聲音如何產(chǎn)生？

聲音來源于振動，樂器美妙的樂音都是通過弦、管或膜的振動產(chǎn)生的。說到這兒，沒準(zhǔn)你正在思考，我們?nèi)祟惏l(fā)聲是靠哪里振動？老師上課為了保持課堂安靜常讓大家“把嘴巴閉上”，難道振動的主要位置是嘴巴？并不是，而是位于你喉嚨處的聲帶！

自然界中，生物大多利用聲帶發(fā)聲。但有些動物沒有聲帶，依然能夠發(fā)聲。比如蚊子通過翅膀的振動發(fā)出嗡嗡聲；蟬通過翅膀基部的特殊器官發(fā)聲；蜜蜂則可以利用腹部的小黑點(diǎn)——鳴膜發(fā)聲。還有諸如青蛙和蟋蟀等生物也有獨(dú)特的發(fā)聲器官。但歸根結(jié)底，都是靠振動。

振動有兩個(gè)主要特征：一是振幅，振幅大的聲量大，俗稱“大喉嚨”；二是頻率，即單位時(shí)間內(nèi)的振動次數(shù)——頻率高的聲調(diào)高，俗稱“聲音尖”。你看，蚊子振動翅膀的頻率就很快，就發(fā)出“嗡嗡嗡”的聲音。

二 如何聽見聲音？

關(guān)鍵來了，不是所有的振動都能被人耳聽見。能被人耳聽見的振動，其頻率范圍約在20 赫茲到20000赫茲之間。而每個(gè)人可以聽見的振動范圍又有差別，一些小孩子能夠聽見一些成年人聽不到的高頻振動。至于原因，就要從聲音的傳播和聽取原理說起了。

Tips：頻率高于20000赫茲的聲音稱為超聲波，低于20赫茲的聲音稱為次聲波——通常人耳是無法聽見的。

人耳聽取聲音的原理大致是這樣的——聲音傳來，被外耳道引導(dǎo)，在鼓膜產(chǎn)生振動，接著通過聽小骨傳導(dǎo)至內(nèi)耳，然后被耳蝸組織轉(zhuǎn)換為神經(jīng)電信號，最后傳到大腦進(jìn)行分析，我們便理解了聲音。

這個(gè)過程中，在耳蝸組織處，有毛細(xì)胞附著在上面。其中，感知高頻聲音的毛細(xì)胞更靠近耳蝸入口，承受的壓力更大，更容易發(fā)生衰老和死亡。所以隨著年齡的增長，人對高頻聲音的敏感度會逐漸降低，老年人甚至?xí)适犃?。因此，大人們對高頻聲音的敏感度通常不如小孩子。所以，你才會時(shí)不時(shí)地聽見一些爸媽聽不到的高頻聲音。

三 如何聽清聲音？

現(xiàn)在你已經(jīng)明白，每個(gè)人的聽力是有差別的。而為了將各種聲音聽得更清，人類想出了各種法子。

在古代，當(dāng)打仗的時(shí)候，戰(zhàn)士們?yōu)榱藗刹鞌城椋瑫讯滟N在地面上，以聽取遠(yuǎn)處騎兵的動靜。他們還會枕著地面睡覺，一旦有什么風(fēng)吹草動，能更容易地醒來。還有，守城的戰(zhàn)士會挖一個(gè)坑，安放一口大缸，再注滿了水。要是大缸里的水掀起了波瀾，那么多半是攻城的敵人想挖地道。這些，都是因?yàn)槁曇粼诘孛娴膫鞑?，也能傳得更遠(yuǎn)。

到了現(xiàn)代，聲音的傳播技術(shù)得到極大提升。科學(xué)家將聲音轉(zhuǎn)換為無線電波在空中傳播，或者轉(zhuǎn)換為光信號在光纖中傳播，大大增加了聲音的傳播距離和傳播速度。增加了多少呢？聲音在空氣中的傳播速度約為每秒340 米，無線電波和光信號的傳播速度則約為每秒300000千米，差距大得驚人！通過這一轉(zhuǎn)換，不僅做到了讓天各一方的人們通話，還能讓地面與天宮號宇航員進(jìn)行通訊——西游記的“順風(fēng)耳”不再是神話。

四 如何“看清”聲音？

聽清聲音并不是終點(diǎn)，人類還在努力學(xué)習(xí)“看清”聲音！

其實(shí)在自然界中，早就有動物學(xué)會了“看清”聲音。有一些動物，它們的耳朵可不只是“耳朵”的樣子。其中，以貓頭鷹和海豚的最為特殊：貓頭鷹的兩只耳朵位置并不對稱，一只耳朵通常位于頭部的較高位置，另一只位于較低位置，這種非對稱性使貓頭鷹能夠更準(zhǔn)確地定位聲音的來源，從而精確定位獵物的位置；海豚的耳朵則是它的下顎骨，特別敏感，可以感知到反射回來的聲波，海豚通過發(fā)射高頻聲波，接收反射回來的聲波，進(jìn)行回聲定位，從而得以確定物體的位置和形狀。

而在不斷地向動物的學(xué)習(xí)和模仿之中，人類也越來越會“看清”聲音了。

·潛艇聲吶

潛艇利用聲吶技術(shù)，通過發(fā)射聲波，利用聲波在水中的傳播和反射特性，來探測海底地形和其他潛艇。這種技術(shù)是潛艇在海里進(jìn)行導(dǎo)航和作戰(zhàn)的重要手段。這跟海豚的聲吶系統(tǒng)非常類似。

·超聲成像

超聲波在醫(yī)療中有重要應(yīng)用，比如B超。通過超聲成像技術(shù)，醫(yī)生可以在不解剖病人身體的情況下，更清楚地觀察其內(nèi)部的器官和組織。此外，超聲波療法還被用于碎石，通過高能量的超聲波來粉碎病人體內(nèi)的結(jié)石。

·人工智能語音識別

聲音只有人類聽懂怎么行，還得讓計(jì)算機(jī)也能聽懂！現(xiàn)代人工智能語音識別技術(shù)已經(jīng)能讓計(jì)算機(jī)理解和響應(yīng)人類的聲音。這項(xiàng)技術(shù)不僅被廣泛應(yīng)用于Siri 等人工智能助手、翻譯設(shè)備和各種智能家居設(shè)備中，讓普通人的生活變得更加便利，還被用于語音輸入和無障礙技術(shù)等方面，來幫助聽障和視障人士更方便地與世界互動。

聽見、聽清、看清——從聽見爸媽聽不見的聲音，到聽清千里之外的聲音，再到“看清”聲音來進(jìn)行復(fù)雜的技術(shù)應(yīng)用，聲音充滿了神秘和魅力。無論是在自然界，還是現(xiàn)代科技中，聲音，或者說振動，都扮演著極其重要的角色。假若有一天，人類科技能感知所有的聲音，比如來自億萬光年之外的微弱振動，宇宙的謎底會不會又被多揭曉一些呢？