这似乎是一个没有讨论意义的问题,答案也很简单,但如果深入思考,这可能是一个非常有趣的问题。
我们高中物理就学过一些关于声波的知识,知道声波是从振动源发出的能量传递,也知道声波的传播需要介质,如果没有介质就不会有声音。
声音的物理解释
当一个振动的物体使周围的介质振动时,声波就形成了,这里的介质是指声波通过的物质,可以是固体、液体或气体。
当声波穿过介质时,粒子就开始振动,声音的大小取决于声波的能量。发出声波的能量越大,声音就会越大;声波传播得越远或越广,能量损失就会越多,我们也就越难听到声音。
例如,当一个给定物体在空气中振动时,该物体周围的空气分子将根据振动的频率来回移动,之后这些能量以压力波的形式在空气中移动。
如果振动强而慢,就像用软木槌敲击低音鼓,声音就会响亮而低;如果振动弱而快,就像大头针落在木地板上,声音就会柔和而高。
而分空气子本身不会穿过房间,就像游泳池一侧的水分子不会以波的形式移动到另一侧一样,它是通过介质运动的能量。
这就是为什么在太空中没有声音,因为没有声波传播的介质,就像我们不可能在没有水的游泳池里制造水波。
有趣的问题来了,太空中的这些振动通过空气传播,它能被称为声音吗?毕竟声音只是能量在特定的介质中移动!那么振动又是什么时候变成声音呢?
从某个角度来说,唯一能使声音存在的是耳朵,人类或其他动物的耳朵,以及神经系统和大脑(或神经节),它们把这些振动解码成有意义的数据——也就是声音。
那么没有耳朵,声音还存在吗?
这是一个值得思考的有趣想法,有些人认为声音就是声音,而振动是可测量和可量化的事件,它们的存在与听到它们的人无关。
这瞬间变成了一个哲学问题,在互联网上随处可见——事件是否发生在某物或某人经历它们之外?
这就是著名的 “如果森林里的树倒了,没有人听到它倒下的声音,它会发出声音吗?”,关于这个问题的解释随处可见,各不相同。
森林是一个富有生机的地方,有许多生物,所以即使周围没有人类,一些动物或昆虫也会感受到振动并利用这些数据逃跑或调查噪音, 即波能量被转换成感官数据。
但如果附近没有生物用听觉感知到这些波呢?能量只是传播到虚无,它会发出声音吗?
更有趣的是,如果周围没有听到树倒下的声音,我们能更进一步说,如果没有经历过就没有树倒下吗?
如果一个人正好站在这颗倒下的树旁边,却戴着很好的听力保护装置,具有100%的噪声抑制能力,并且他对声波的能量进行了物理测量,却没有感觉到声音,仅凭测量就可以将波能视为声音吗?
《科学美国人》第50卷第14期(1884年4月)给出解释:声音是振动通过耳朵的机制传递到我们的感知,只有在我们的神经中枢才能识别声音,树的倒下或任何其他的扰动都会产生空气的振动,没有耳朵听到就没有声音。
最后:振动究竟如何发声?
我现在也给出我自己的观点,振动通过将能量从振动源转移到我们的耳朵和大脑里,而在我们的耳朵和大脑将存储在波中的信息解码,这就是振动发出的声音。
也就是说声音只存在于我们的大脑中,是我们的大脑解码了能量波,是我们的大脑将噪音和有意义的输入分离出来,为了快乐或生存。
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