如果你能听到听不到的声波

何德强

你还记得哈利·波特与蛇对话的神技能吗？你想听到动物心中的秘密吗？你想像动物一样敏感，能够预测风暴山洪的来临吗？如果我们能听到那些常人昕不到的声波，这一切就将成为可能。我们是怎么听到声音的？

声波始于空气中某些质点的振动，如拨动的琴弦、说话的声带等，这些振动会依次推动邻近的空气分子由近及远地传播出去，这便是声波的由来。由于振动质点的推动，使周围一些区域的空气分子变密形成高压区，而在后面留下稀疏的低压区。当这些疏密相间的压力波到达人耳时，就会与耳中的鼓膜等发生共振，引起神经末梢产生听觉感受。

哪些声波我们听不到？

自然界中每个物体都在不停地振动。小鼓的频率为80～2000赫兹;笛子的频率为300～16000赫兹;人们普通谈话的声波频率在200～800赫兹之间。传到我们耳边的声波有很多，但正常人的耳朵只能听见频率在20～20000赫兹之间的声音，那些频率超过20000赫兹的声波称为超声波，低于20赫兹的声波称为次声波。

为什么人类听不到超声波和次声波呢？因为只有20～20000赫兹的声波才能与人耳的某些部位发生共振，共振使振动能量加强，人耳才能从中鉴别出那些能量最强的声波，从而让我们听到。

听不见的声波就在我们身边

人和大多数动物都是不断以大约8赫兹的频率进行着节律运动，各种器官振动频率也较低，例如人的头部振动频率为8～12赫兹，腹部内脏的振动频率为4～6赫兹。如果次声波的振动频率低于10赫兹，就可能引发器官的共振。频率在7～8赫兹间的次声波非常危险，因为了赫兹正好是大脑阿尔法节律的频率。如果次声波与人体器官共振，不仅会使人心烦意乱、头晕目眩，还可能使人神志不清、癫狂瘫痪，甚至会因内脏器官破裂而死亡。这正是次声波武器的基本原理。自然界的剧烈变动往往伴随着强烈的次声波，如火山爆发、地震、极光等;一些动物可以发出次声波，如大象、河马、鳄鱼等，它们同类之间的交流语言就属于振动较慢的次声波;而马、狗、老鼠等动物则可以听到部分次声波。自然界的蝙蝠、海豚、蟋蟀、蝗虫、蚯蚓、鲸等动物多是用振动极快的超声波来定位和交流的。

假如听到了那些听不到的声波

探寻大自然的秘密与心跳

2004年爆发的印度洋海啸让20多万人丧生。但奇怪的是很多动物却在海啸来临之前安全逃离。一些幸存者表示，家中饲养的动物早在海啸发生之前就表现出异常举动，开始逃离海边。来自德国马克斯·普朗克动物行为研究所和康斯坦茨大学等机构的科学家们，专门在位于地震高发区的马、狗、老鼠等动物身上安裝传感器和生物记录仪，他们经过跟踪研究发现，即使是非常微弱的地震，这些动物们也可以在地震发生之前准确感知，且地震越强烈，动物感知时间就越提前。这些动物具有提前感知人类难以觉察到的某些波的能力。

假如人类也能时刻听到这些大自然的心跳和呼吸，那我们不仅可以逃离自然灾害，还可以分析地球的内脏和宇宙的构成，并为破解外星生命与未知信息提供可能，甚至可能捕捉到星座诞生的秘密和宇宙的脉搏。

破译动物的交流与想法

研究发现，大象的鼻腔可以发出频率很低的次声波，它们一般在傍晚联系其他的象群，因为这时空气层由于温度变化可将大象发出的次声波折射回地面，这样传播的距离比直接通过地面传播的距离要远得多，可以达到几十千米。大象用脚反复踩踏地面，发出次声波，可以和远在数千米以外的同伴交流。鳄鱼在求偶期间会在水面靠振动背部发出次声波，能让远处的异性感觉并做出回应。如果我们人类也能听到各种动物的交流，那我们就可以观察、模仿和学习，并从中找到它们交流的习惯与规律，这样不仅能懂得动物的言行，而且还可以跟它们自如地交流。

成为名副其实的“千里眼、顺风耳”

根据达尔文的进化论，可能远古人跟大多数动物一样能听到一些次声波或超声波。不过，由于自然界刮风、下雨、动物活动等都会产生声波，人类每天听到的声波就太多了，而且次声波与超声波会“吵”得人受不了，这样人耳经过自然选择可能主动放弃太吵的声波而进化，从而具备了对某些声波的“免疫功能”。假如人类能听到各种声波，那我们就成了名副其实的“顺风耳”，不过每时每刻都需要分析处理这些庞杂的声波信息，也是项浩大的工程，好在可以利用计算机人工智能来帮我们分析处理。

虽然我们的耳朵感知的声波有限，但我们的想象和智慧却是无穷的。科学家已经发明出许多检测和利用次声波及超声波的产品，但还不能完全满足大家的好奇和需要，还需要我们持续研究和深入探索！

（责任编辑/徐沐妍 美术编辑/李子夜）