解密“狮吼功

武帅兵

亲爱的读者，你们一定在武侠小说或者电视剧里看到过少林七十二绝学之一的“狮吼功”吧？！那么在现实生活中是否真有人能够练成此“绝世武功”呢？就在2015年，《最强大脑》播出过一期节目，节目中有一名挑战者利用吼声把玻璃杯震碎了。这名挑战者为什么能够把玻璃杯吼碎呢？今天，我们就从声学的角度来聊一聊这一少林绝学——狮吼功。

声音从何而来

人类生活的环境中充满了各种各样的声音。那么声音是怎么产生的呢？通过物理课本，我们知道声音是由物体的振动而产生的。无论是人类的讲话声，还是宠物的叫声，抑或是马路上汽车的鸣笛声，无一例外都是通过振动产生的，所不同的是振动的声源不一样。

我们来看看人类的声音是怎么发出的。如下方发音器官示意图所示，我们讲话之前，肺部扩张，通过呼吸道吸入空气，然后肺部收缩将气流压出，我们想要讲话时会控制声带振动，声带的振动压迫流经的气流产生振动，振动的气流最后经过口腔的调节发出了声音。

声音是通过介质的振动来进行传播的。试想在平静的湖面丢下一粒石子，石子将激起周围水的振动，而已经振动的水波又将引起外围水面的振动，波纹得以继续向外扩展。而声音的传播亦是如此，当声音从我们的口腔发出之后，会造成口腔周围空气的振动，而这种振动将会通过空气这一介质继续向外扩展传播。

神奇的共振

既然声音是由于声带的振动而产生的，那么我们就可以利用振动的频率和振幅这两个概念来研究声音。振动频率也就是振动的快慢，而振幅是指振动的大小。声音的频率越快，音调就越高，也就是我们平常所说的声音越尖；声音的振幅越大，音量就越高，也就是我们平常所说的声音越大。

另外，一个物体有它本身的固有频率。固有频率是指物体做自由振动时的频率。固有频率的大小與其自身的质量、形状、材质等属性有关。

声音的振动会产生神奇的共振现象。就像下面这样一个音叉共振实验：当实验者敲击左边的音叉时，右边中间音叉旁边的小球将会被弹起。这是因为左边音叉的振动引起了其周围空气的振动，而空气的振动像水波一样向四周传播时，遇到了右边的音叉，所以右边的音叉也开始振动起来。

但是为什么只有中间音叉振动将旁边的小球弹起呢？这是因为中间的音叉与左边的声源音叉长短一样，所以其固有频率也一样。空气把振动一直传递给音叉时，由于其固有频率与声源频率一致，所以中间音叉的振动幅值会慢慢将空气的振动幅值叠加起来而变得更大。当右边音叉的振动幅度大到一定程度时，就会将小球弹起。而另外两个一长一短的音叉因与声源的频率不一样，所以其振动幅度得不到有效的叠加而产生无规则的振动，这也导致了其振幅非常微小。我们称这种一个物体因另一个物体的振动而引起的振幅更大的振动现象为共振。在声学中这种现象也被称为共鸣，因为振动的物体是会发出声音的！

“狮吼功”的秘密

读到这里，聪明的你们一定想到了本文开头所讲的“狮吼功”是怎么一回事了吧！

挑战者利用其强大的肺活量发出长时间的气流，这种气流通过声带的振动而变成振动的气流，振动的气流经过口腔调节之后引起了口腔周围空气的振动。这种振动在空气中向外传播，当玻璃杯感受到振动的空气时就开始振动起来。刚开始时，这种振动的幅度比较小，但是随着时间的增加，源源不断的、具有特定振动频率的气流将会把自身携带的振动幅度叠加到玻璃杯振动的幅值上，这就导致了玻璃杯振动的幅度会越来越大，最终导致玻璃杯破碎一幕的发生！是的，你没有猜错，正是因为玻璃杯与挑战者的吼声发生了共振现象才导致了玻璃杯的破碎。

这时候，你们是不是已经跃跃欲试，准备把眼前的玻璃杯吼碎呢？前文的分析告诉我们，首先我们要能发出与玻璃杯固有频率大小一样的声音，其次我们要有强大的肺活量来提供源源不断的振动气流对共振物体进行幅度叠加。当然，因为我们不可能发出无限长的声音，所以在有限的时间内想把振动的幅度达到玻璃杯破碎的程度就需要吼声的响度一定要大！这样才有可能练成“狮吼功”来吼碎玻璃！