聲音絕對是一個法力高強的魔法師，因為它可以讓平凡的事物變得神奇，讓我們的生活更加美好。一個平凡的樂器，因為有了聲音，它就會變得不平凡起來，由此它的身價也會倍增。一個普通的人，也很可能因為聲音的悅耳而受到大家的喜愛。有了聲音，我們可以清楚地表達內心的感受，與人交流；動物們也可以通過它們的語言與同伴交流，并向人類發出特定的信號，借助它們的聲音來向我們傳遞信息。

一、聲音的巨大魔力

聲音是從哪來的呢?答案是振動。物體的振動會產生聲波，而這個正在振動的物體就叫做聲源。

人類的聲音也是通過振動產生的。我們擁有一個叫做聲帶的器官，當它振動的時候，聲音就會從我們嘴里發出來了。聲帶就是我們的聲源，當我們說話或唱歌的時候，聲帶就會產生振動，所以我們可以發出聲音。

各種聲源所發出的聲音都是不同的，因為聲源不同，振動的頻率也不同，發出的聲音自然就不相同。

我們可以聽見聲音，是因為我們擁有健康的聽覺器官。也就是說，沒有聽覺器官的物體是聽不見聲音的。但是由于聽覺器官的功能不同，所以我們所能聽到的聲音范圍也是不同的。比如說我們人類可以聽到頻率在20～20000赫茲的聲波，稱為可聽聲波，低于20赫茲的聲波稱為次聲波，而高于20000赫茲的聲波稱為超聲波。雖然次聲波和超聲波我們都聽不到，但是有些動物卻能聽得到。所以說動物通常可以及時發現一些我們人類無法察覺的特殊現象，如地震、臺風等。

那么是不是在聽覺范圍以內的聲音，我們就一定可以聽到呢?這個也不一定。因為聲波發出以后，還必須得傳播出去，我們才能聽得到。那么聲音的傳播靠什么呢?靠的是介質。所有能傳播聲音的物質都可以叫做介質。水、空氣、鋼鐵等物質都可以傳播聲音。而且不同的介質，傳播聲音的速度也不同。也就是說，同一種聲音，在不同的介質中傳播，你能聽到的時間就不同。比如說在鋼鐵中會快一些，而在空氣中則會慢一些。但是如果在真空中，聲音就是不能傳播的。所以說，即使物體所發出的聲音在我們的聽覺范圍內，在真空中我們也是聽不到的。

聲音可以柔和也可以高亢，音調可高可低，這主要是由聲音的能量和頻率決定的。大且高的能量波使耳膜振動幅度變大，人就會感到很響的聲音，反之低能量波使耳膜振動的幅度變小，人會聽到較輕微的聲音。聲音的音調是由發聲體的振動頻率(振動頻率是指發聲體每秒鐘的振動次數)決定的。頻率越大，音調越高。每一秒內波的振動次數叫做頻率，量度單位是赫茲(Hz)。

人們用分貝來測量聲音的相對響度。0分貝大約等于人耳通?？捎X察響度差別的最小值。人耳對響度差別能察覺的范圍，大約包括以最微弱的可聞聲為1而開始的標度上的130分貝。

二、音樂與古希臘神話

下面，讓我們先回到2500年前，回到愛琴海邊的古希臘。當時，燦爛的古希臘文明正處在它的黃金時代。

古希臘人天性愛好藝術，有著愛琴海般的浪漫情懷。他們認為，音樂是繆斯女神們最美妙的藝術。在古希臘人的社會生活中，音樂占有極為重要的地位，從敬拜神靈、城邦賽事、公眾集會到私人聚會學習，古希臘人都離不開音樂。現在從殘存的古希臘浮雕、石像、壁畫和容器上，我們還能一窺當時的情景。

在古希臘，流傳著許多關于音樂的美麗傳說。河神之子俄爾甫斯的歌聲能使樹枝彎腰，百獸俯首，頑石點頭。他的琴聲感動了冥河上的老艄公，得以破例進入冥國；后又打動了冥王的惻隱之心，恩準他領走已故的妻子。底比斯王安菲特律翁的豎琴聲如此美妙，以致石頭聽了之后，居然自行筑成了一座宮殿。

在古希臘人的諸多樂器中，單弦琴和長笛是最為人們所熟悉的。在古希臘神話中，長笛是智慧女神雅典娜發明的。她端坐在河邊吹奏，笛子的氣流讓河水蕩起了漣漪。雅典娜驀然間發覺，自己的倒影在漣漪中扭曲得很難看，不禁羞憤難當，扔掉笛子匆匆離去。半人半羊的森林之神瑪息阿見狀，撿起笛子狂吹起來，吹得如癡如醉。但他得意忘形，竟用笛子去挑戰阿波羅形影不離的七弦琴。比賽結果，瑪息阿輸了。阿波羅十分震怒，用奧林匹斯山上最嚴厲的刑法懲罰他，剝了他的皮掛在一棵樹上，一有笛聲，那張羊皮便聞聲顫動?？墒悄辽衽瞬环?，又拿笛子找阿波羅比試。這次是巴比倫國王米達斯當裁判，他判定笛聲勝于琴聲。阿波羅認定這是對神樂大不敬，一怒之下，讓米達斯長了一對驢耳朵。

正是在這樣濃郁的音樂氛圍里，畢達哥拉斯發現了琴弦定律，從此使音樂成為一門建立在數學基礎上的藝術科學。

畢達哥拉斯生于薩摩斯島，其生平充滿傳奇色彩。他不僅是位杰出的哲學家、數學家、天文學家和教育家，還是位有名的音樂家、琴師和歌手。畢達哥拉斯從小就在當地名詩人門下學詩學唱，還學會了演奏被稱為"里拉琴"的小豎琴。后來，他在腓尼基、古埃及、古巴比倫、古希臘各地四處漂泊，直到年過半百之后，才定居在南意大利濱海之城克羅托內，并創建了一個具有濃厚宗教色彩的團體，這就是著名的畢達哥拉斯學派。

畢達哥拉斯一直對豎琴情有獨鐘。在畢達哥拉斯之前，樂師們完全是憑耳朵給豎琴等弦樂器定音，依靠各人不同的聽覺、經驗和直覺來調整音調，其中的個體差異性和隨意性之大可想而知。如何才能對不同的音調進行準確的測定?畢達哥拉斯苦苦思索著。

有一次，畢達哥拉斯偶然路過一個鐵匠鋪，聽到一陣陣很有節奏的金屬敲擊聲。突然，他那敏銳的耳朵捕捉到其中交織著的不同和聲。他拐進了鐵匠鋪，發現原來是不同重量的鐵發出了不同的諧音。

畢達哥拉斯趕緊回到家里，做了這樣一個實驗。他在墻角上敲了一枚長鐵釘，上面等間距地掛了4根相同的金屬弦。然后，他把不同重量的鐵錘頭輪流懸吊在每根弦的末端，使弦受到不同的張力，再相鄰兩根一組地敲擊。結果，他先后聽到了悅耳的不同諧音。

畢達哥拉斯又在兩側墻角間拉起一根金屬弦，通過在弦上懸掛可滑動的重物來改變弦長，并逐一記下不同弦長對應的不同音調。這個簡單的裝置，就是后來的"獨弦琴"的雛形。

接著，畢達哥拉斯又在釘上繃起第二條平行弦，變成"二弦琴"。他在反復試驗后發現：兩條琴弦的弦音程之比越簡單，和聲就越和諧。反過來，當比例太復雜時，如137∶171、23∶29之類，聽上去就很刺耳。

就這樣，畢達哥拉斯發現了琴弦定律，成功地揭開了阿波羅豎琴中的秘密，奠定了音樂理論的基石。用現代術語表述這一重大發現，便是：在給定張力作用下，一根給定弦的頻率與其長度成反比；音程之比越簡單，和聲越和諧。

著名物理學家喬治·伽莫夫曾這樣高度評價畢達哥拉斯的琴弦定律："這一發現大概是物理定律的第一次數學公式表示，完全可以認為是今天所謂理論物理學發展的第一步。"

聲音是如何傳播的

地震是一種非?？膳碌淖匀粸暮?，地震發生時會有一個震源，地震波就是以這個震源為中心向四處擴散開來的，就好像是水波一圈一圈地向四周擴散一樣。聲音的傳播和剛才的這個例子有些類似，也是以波的形式在傳播，我們把這種波叫做聲波。

聲源體發生振動會引起四周空氣振蕩，這種振蕩以波的形式傳播著，我們把它叫做聲波，聲波借助各種媒介向四面八方傳播。

聲音是可聽聲波的一種特殊情形，比如說，對于人耳的可聽聲波，當那種陣面波達到人耳位置的時候，人的聽覺器官會產生相應的聲音感覺。除了空氣，水、金屬、木頭等也都能夠傳遞聲波，這些都是聲波的良好媒質，但在真空狀態中聲波就不能傳播了。

正弦波是聲波中一種最簡單的波動形式。優質的音叉振動發出的聲音產生的即是正弦聲波。正弦聲波屬于純音。正弦波是各種復雜聲波的基本單元。任何復雜的聲波都是由多種正弦波疊加而成的復合波，它們是有別于純音的復合音。

對于人體來說，外界的聲波由耳廓和耳道組成的外耳收集。當聲音進人耳朵之后，耳道將普通聲音響度提高，使它成為更易理解的語音。與此同時，耳道還充當著耳朵另一個重要部分的"保護者"的角色，這個重要的受保護對象就是鼓膜。鼓膜是一層有彈性的圓形膜，當聲波撞擊它的時候會產生振動并一直傳到中耳。中耳包含了3塊很小的骨頭，一般情況下，人們稱之為錘骨、砧骨和鐙骨，醫學上叫作聽小骨。它們架起了一座從鼓膜到內耳的橋梁。它們將聲音提高，加大聲音的振動，直到聲波通過橢圓窗安全到達內耳。內耳(又稱耳蝸)，是一個形狀和蝸牛外殼比較相似的螺旋管，管內充滿著淋巴液。當聲波穿過橢圓窗，液體開始運動，使微小的毛細胞也跟著運動。這些毛細胞依此將振動轉換成電脈沖，沿著聽神經傳送到大腦。

人類很早就懂得用聲波學原理來解決物質生產中遇到的問題。在蒙古族的牧區中，經常會出現這樣的情況：有些母羊生下小羊后，由于一些特殊的原因，無力哺養自己的羊羔。為了不讓這些小羊夭折，就必須找到另外一只母羊來代替它哺育羊羔。可是，母羊除了自己親生的小羊以外，是拒絕給別的小羊喂奶的。每當這種情況發生的時候，牧民就抱著小羊蹲坐在母羊的身旁，一遍又一遍地吟唱著祖輩流傳下來的《認奶歌》，不久后，令人不可思議的奇跡就出現了。剛才對小羊極為排斥的母羊慢慢地走到了小羊的面前，并且用舌頭輕輕地舔著小羊的頭，而這個時候的小羊也不再害怕了，而是輕快地蹦出牧民的懷抱，跑到羊媽媽身旁跪下來吃奶，從此以后，它們就像親生母子一般相依為命地生活了。這種情況聽起來似乎非常神奇，但實際上也是有道理可講的。在平穩和諧的音樂節奏和真摯舒緩的歌聲中，母羊的感情被完全激發起來，所以，發生了拒絕喂奶到主動喂奶的自然變化；相反，如果換成起伏不定光怪陸離的現代舞曲，就不會達到這種效果，甚至可能出現相反的結果。這主要就是由于聲波的不同從而對生物體產生了完全不同的刺激、引導和暗示。

在現代科學中，科學家們根據聲波學原理解釋了很多現象，也解決了很多困擾人們的問題。相信在以后的科學發展中，聲波學還將繼續幫助人類去探索未知的世界。

耳朵聽不到的也叫聲音嗎

雖然都是"聽覺正常"的人，但各人的"聽域"是有差別的。有人"聽不到"高音的蟋蟀鳴叫聲，甚至有人"聽不到"麻雀叫聲。有的人年輕時聽得到的高音，到老年變得聽不到了。當然，聽不到并不是這些聲音不存在。但是，一般來說，低于十六次每秒的振動和高于兩千二百次每秒的振動，都會聽不到。這就是一般的"聽域"。通常把高于兩干二百次每秒的聲音稱為超聲波，意思是頻率超過能聽到的"聲音"的聲波。

一般人聽不到超聲波，可是有的動物恰能聽到，如狗能聽到三千八百次每秒的超聲高音，人是無論如何聽不到的。蚊蟲的振翅聲約在一千次每秒，所以大多數人都能聽到。而有的昆蟲振翅高達兩千五百次每秒，人聽不到，可是捕食它們的動物聽得到，而且就靠"循聲"捕食。有一些人的耳朵特別"尖"，不僅對風吹草動的輕微響動感受靈敏，而且"聽域"寬，一般人聽不到的超聲高音和超聲低音，他可以聽到，屬于少數"奇人"。看來，除了疾病、衰老外，聽得到、聽不到還是很有"個性"的，也就是各人的"聽域"是不同的。

音樂家不一定"聽域"寬，但他們對不同頻率的聲音，分辨能力很高。這是不同的概念。

暖水瓶為什么會唱歌

灌暖水瓶的時候，熱氣騰騰，很難看清水是否灌滿，但是幾乎每個人都聽得出來，水是不是灌滿了。

剛一開始水瓶是空的，水撞擊瓶底發出低沉的咚咚聲，隨著水位的升高，聲音變得尖細起來。因此，通過聽聲音的變化，就可以準確地知道暖水瓶是不是灌滿了。

但這是為什么呢?為了探本求源，讓我們先尋找一下這個聲音是怎么發出來的。用一只鉛筆輕輕地敲一下玻璃瓶膽，瓶膽發出的聲音和灌水時聽到的完全不一樣?？磥?，那聲音不是玻璃瓶膽發出來的。

瓶膽里還有什么?有空氣和水。似乎也不像流水發出的嘩啦嘩啦的聲音，"嫌疑犯"就是瓶子里的空氣。別看空氣看不見摸不著，但是空氣是我們這世界中聲音的主要發生和傳播者。請你來做一個吹瓶子的小實驗來了解一下空氣發聲的規律：找一個干凈的空酒瓶，把它放在嘴邊，用嘴唇輕輕地貼著瓶口，平著吹氣，讓空氣既能進去又能出來，瓶子就會發出嗚嗚的低鳴。為了找出規律，可以往瓶子里加一些水，加的水越多，吹瓶子時發出的音調越高。這說明空氣振動時發出音調的高低和瓶子里面空氣柱的長短有關。酒瓶子空的時候，空氣柱最長，發聲低沉，加入水，空氣柱變短，音調也就升高了。

利用這個知識，你便能夠解釋灌暖水瓶時聽到的聲音了。水灌進暖瓶里，擾動了空氣，使空氣振動，隨著水位的增加，上方的空氣柱變短，所以音調變高?，F在，我們進一步把這個道理推廣開來，便可知道，這也是許多管樂器發聲的原理。

笛子是用一根竹管做成的，在側面開了許多孔。吹笛子的時候，用手指堵住不同的側孔，就能改變音調。堵住側孔的作用，就是在控制笛子內空氣柱的長度。笛子管內空氣柱的長度是從吹口處到第一個被打開的側孔計算的。如果用手指把側孔全部堵上，空氣柱最長，音調最低，把最靠吹門的一個側孔打開，空氣柱最短，這時候音調最高。你再想想，單簧管、雙簧管等管樂器，不也是用這個道理嗎!

笛子的聲音高亢、明快，而簫管的聲音卻低沉悲涼。也許你認為簫是豎吹，而笛子是橫吹所造成的。其實豎吹、橫吹是沒有什么關系的，關鍵是簫比笛子長得多。樂器短小，里面的空氣柱也跟著短，自然發聲音調高。聽交響樂的時候，如果你注意觀察，會發現樂隊的管樂器大小相差很多，一般管樂器的個頭越大，發出的聲音越低。管弦樂隊中的銅號是很有趣的，為了加長號管內空氣柱的長度，號的管道只好盤卷起來，有的卷一圈，還有卷許多圈的。有的號管還能伸長或縮短。

原始的號很長，西藏喇嘛寺舉行慶典的時候，吹的法號有十幾米長，發出的聲音很低沉。如今把號管卷起來，是一個聰明的發明。

有趣的是，中國古代學者曾經利用空氣柱的長度和體積來統一全國的度量衡。他們選擇十二個音律管中的第一根，即黃鐘律管，作為度量衡的標準。把它的長度定為九寸，用它作為全國度量衡的基準。各地方都保存著由中央統一翻造的黃鐘律管，好隨時對照。