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中央C的波长是多少?如果声波可以用眼睛看得到的话,也就是说从一个波峰到下一个波峰间的距离是多少?在海平面,声音的传播速度大约是每秒340米(约每小时1100千米)。
和浴缸中的水波一样,声波的波长也是波速除以波的频率。
算下来,中央C的波长约为1.3米——大约是9岁小孩的身高。
声音不因人而异
有些人想出一些古怪的问题试图难倒科学的推理——其中一个问题是这样的:“对天生失聪者来说,中央C是什么?”
这个问题很容易回答。
中央C的频率还是261赫兹,这是一个极精确、单一的属于中央C的声音,不属于任何其他声音。
如果你不能直接听到这声音,你可以借助仪器——示波器(oscilloscope)把它显示出来。
当然,这和亲耳听到声音的感受完全不同——这种“听”
用的是视觉而非听觉——可是,有差别吗?所有关于音调的信息都清楚地显示在那儿。
你可以通过电子方式感受到和弦(chord)、断音(staccato)、拨奏曲(pizzibre)。
你可以认出中央C来。
也许看到用电子方法显示的音调信息和亲耳听到的体验不同,可这也只是体验上的问题。
即使暂时撇开像贝多芬这样的音乐天才,你就是全聋了还是可以体验音乐。
这也回答了另一个谜题:森林中有一棵树突然倒下了,如果没有人听到,那么树倒下时究竟有没有发出撞击声?当然,如果我们对声音的定义是,要有人听到才算发出声音,那么按此定义,这棵树就没有发出声音。
可是,这种对声音的定义未免太高抬人类的重要性了,重要到宇宙万物唯人类是从。
显然,如果一棵树倒了,一定会发出树倒了的声音。
我们可以借助录音器将此声音收录在光盘中,并通过音响设备放出来,这样就可以听到这树倒地时发出的声音。
因此,根本就没有什么不可解的谜题。
听力的范围
可是,人类的听觉不是很完美。
我们听不到有些低频率(每秒少于20个波)的声音,但鲸鱼可以用这么低频率的声音来互相通信(或谈话)。
大部分的成人也听不到有些高频率的声音(每秒超过2万个波),可是,狗就可以听到(可以用一个高频率的哨子来叫狗,人还不会觉得吵)。
有许多声音的音域超过人耳听觉的接收范围——例如,每秒超过100万个波的声音。
我们的感官,虽然已经进化得极端敏锐易感,可还是有其物理上的基本限制。
我们用声音来互相交流。
我们灵长类的亲戚们也是这样做的。
我们是群居动物,而且对彼此的依赖性很强,所以必须相互沟通。
因此,在过去的数百万年间,当我们的大脑以空前的速度在进化时,掌管我们语言能力的大脑皮层(cerebralcortex)也随之大幅进化,我们使用的词汇量也大为增加,我们能发的音也越来越多了。
当我们还是在狩猎采集时,我们制订每日计划、教育下一代、交友、警告他人有危险,以及在晚饭后,坐在火边看星星,聊天讲故事,这些活动都需要语言。
最终,我们发明了音标的书写方法,可以把我们的发音写在纸上。
我们只要瞄一眼纸上的符号,就可以在脑中听到别人说的话——这项发明在最近数千年中广为流传,使我们几乎忘了这是一项多么奇妙而伟大的发明!
语言无法立即传播到对方耳中。
当我们发音时,我们发出的行波(travellingwave)在空气中以声速传播。
从实际感觉来看,声音的传播几乎是瞬时完成的,不花任何时间。
可是,你的喊声只能传播到一定的距离。
很少有人可以用喊声同另一个在100米外的人讲话。
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