1948年初的一天,一艘載有大量貨物的荷蘭商船正穿越馬六甲海峽。由于當(dāng)時(shí)風(fēng)急浪高,船員們都在緊張地忙碌著,但是突然間,這些體格健壯的船員們一個(gè)個(gè)倒下,失去控制的商船隨波漂蕩。事后,警方在對(duì)這起海難事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn):所有死者既非遭海盜的砍傷,也無(wú)中毒跡象。尸體解剖顯示,死者心血管全部奇怪地破裂了。后來(lái)在有關(guān)醫(yī)學(xué)專家的協(xié)助下,警方才弄清事故真相:原來(lái)是次聲波在作祟。
次聲波是頻率低于20赫茲的聲波(又稱“低頻次聲”)。一般來(lái)說(shuō),人的耳朵所能聽到的聲音,聲波在20至20000赫茲之間;聲波頻率高于20000赫茲的,稱為超聲波;低于20赫茲的則叫次聲波。通常,人體內(nèi)臟活動(dòng)時(shí)也產(chǎn)生一定的振動(dòng),頻率在0.01至20赫茲之間;也就是說(shuō)和次聲波頻率相近似,但這屬于正常的人體生理活動(dòng)。不過(guò)危險(xiǎn)也恰恰隱藏在這里。如果外來(lái)的次聲波頻率跟人體臟器振動(dòng)頻率非常接近,內(nèi)臟會(huì)發(fā)生“共振”現(xiàn)象,正常的生理活動(dòng)就受到干擾和破壞。如果程度比較輕微,人會(huì)出現(xiàn)頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等一系列癥狀,如果情況嚴(yán)重,人的內(nèi)臟就會(huì)遭到致命的傷害。
實(shí)際上,科學(xué)界對(duì)次聲波的現(xiàn)象早就有所了解。早在19世紀(jì),人們就已記錄到了自然界中一些偶發(fā)事件(如火山爆發(fā))所產(chǎn)生的次聲波。其中最著名的是1883年8月27日,印度尼西亞的喀拉喀托火山突然爆發(fā),它產(chǎn)生的次聲波傳播了十幾萬(wàn)公里,當(dāng)時(shí)用簡(jiǎn)單微氣壓計(jì)都可以記錄到它。在理論方面,最早在1890年,英國(guó)物理學(xué)家瑞利就開始了大氣振蕩現(xiàn)象的研究。20世紀(jì)30年代,蘇聯(lián)地球物理學(xué)家B.B舒列金發(fā)現(xiàn)了由海浪產(chǎn)生的次聲波。后來(lái)許多科學(xué)家還發(fā)現(xiàn):除了火山爆發(fā)、海洋風(fēng)暴等,諸如地震、雷電、臺(tái)風(fēng)等自然活動(dòng),都能產(chǎn)生次聲波。
不同生物對(duì)次聲波的適應(yīng)能力不同。次聲波可以穿透船只、飛機(jī)的堅(jiān)硬鋼板而危及人的生命,卻不能摧毀這些運(yùn)輸工具。自然界里的一些生物對(duì)次聲波的適應(yīng)能力要大大強(qiáng)于人類。鳥類、貓、狗等小動(dòng)物在某一頻率段的次聲波內(nèi)不會(huì)受到傷害,水母甚至能夠清楚地“聽”到快速氣流與海水摩擦?xí)r生成的、頻率區(qū)間在8~13赫茲的次聲波。
次聲波傳播可以達(dá)到很遠(yuǎn)的地方。據(jù)記載,1883年印尼喀拉略托火山爆發(fā)產(chǎn)生的次聲波,繞地球3圈之多,而且歷時(shí)1個(gè)多小時(shí)。冷戰(zhàn)時(shí)期蘇聯(lián)曾在北極圈進(jìn)行了一次1500萬(wàn)噸當(dāng)量的核爆炸試驗(yàn),產(chǎn)生的次聲波繞地球轉(zhuǎn)了5圈。在我們的生活環(huán)境周圍,有許多小型機(jī)械動(dòng)力設(shè)備同樣可產(chǎn)生次聲波,如鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、壓氣機(jī)、真空泵、柴油機(jī)等。雖然這些機(jī)械動(dòng)力設(shè)備產(chǎn)生的次聲波能量不大,但一旦它與周圍的設(shè)備、環(huán)境等產(chǎn)生共振,其能量就會(huì)變得十分強(qiáng)大,而且傳播較遠(yuǎn),并產(chǎn)生較強(qiáng)的穿透能力。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:只有當(dāng)次聲波穿過(guò)厚厚的墻壁時(shí),其強(qiáng)度才明顯減弱;而若在大氣中傳播,其強(qiáng)度在千里之外衰減也不到5%。這些次聲波都是一種環(huán)境污染,對(duì)人體健康有不良影響。
次聲波傳播遠(yuǎn)、波長(zhǎng)不易衰減、穿透力強(qiáng)、難以被人察覺這些特點(diǎn),較早引起軍事專家的高度注意。一些武器專家利用次聲波的性質(zhì),進(jìn)行“次聲波武器”的研制。所謂次聲波武器。其實(shí)就是一種能發(fā)射20赫茲以下低頻聲波的大功率裝置。目前研制的次聲波武器分“神經(jīng)型”和“內(nèi)臟器官型”兩種,也即“次聲波發(fā)生器”和“次聲波炸彈”。兩種武器都是利用頻率低于16赫茲的次聲波與人體發(fā)生共振,使共振的器官發(fā)生形變和位移。從而達(dá)到摧毀敵方戰(zhàn)斗力的目的。這種武器與常規(guī)的殺傷性武器相比,其優(yōu)越性是不必一定使敵致死,同時(shí)還不破壞敵方的武器和裝備,以便為我所用。
目前,科學(xué)家正尋求利用次聲波的特性為人類造福。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),通過(guò)研究自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生的機(jī)理,可以更深入地研究和認(rèn)識(shí)這些自然現(xiàn)象的特征與規(guī)律。例如,利用極光所產(chǎn)生的次聲波,可以研究極光活動(dòng)的規(guī)律。利用所接收到的被測(cè)聲源產(chǎn)生的次聲波,可以探測(cè)聲源的位置、大小和研究其他特性。再如,通過(guò)接收核爆炸、火箭發(fā)射或者臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生的次聲波,來(lái)探測(cè)出這些次聲源的有關(guān)參量。
科學(xué)家還通過(guò)次聲波預(yù)報(bào)自然災(zāi)害。因?yàn)榇温暡▊鞑ゾ嚯x遠(yuǎn),能量衰減小、速度快,穿透能力強(qiáng),所以可以利用它及時(shí)探測(cè)各種有害的自然現(xiàn)象的發(fā)生。許多災(zāi)害性的自然現(xiàn)象,如火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)、雷暴、臺(tái)風(fēng)等,在發(fā)生之前可能會(huì)輻射出次聲波,人們就有可能利用這些前兆現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)這些災(zāi)害性自然事件的發(fā)生。例如,在醞釀著暴風(fēng)的海面上,會(huì)發(fā)出次聲波震蕩。這種震蕩是在空氣流受到浪峰的拍擊時(shí)產(chǎn)生的,它們?cè)诳諝庵幸愿哌_(dá)330米/秒的速度傳播,而在水中的傳播速度則更快,達(dá)到1650米/秒。人類捕捉到這些信息,能及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)海洋風(fēng)暴;其他諸如地震、火山爆發(fā)等危害極大的自然災(zāi)害,以及臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷電等災(zāi)害天氣,也能按照類似方法預(yù)報(bào)。
次聲波對(duì)于地質(zhì)學(xué)研究也能發(fā)揮重要作用。地質(zhì)工作者在地面上有計(jì)劃地定點(diǎn)爆破,讓它發(fā)出的次聲波穿透地層,從而獲得地下構(gòu)造的信息,探測(cè)深處的礦藏,還可用它來(lái)測(cè)定同溫層中冷熱空氣團(tuán)的分布。
次聲波在醫(yī)學(xué)上也有重大作用。人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暡óa(chǎn)生某些反應(yīng),而且他(或它)們的某些器官也會(huì)發(fā)出微弱的次聲波。因此,可以利用測(cè)定這些次聲波的特性來(lái)了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。利用這種方法可以幫助醫(yī)生診斷病情,醫(yī)生用特殊的次聲波接收器“收聽”人體器官發(fā)出的次聲波,可以幫助確診疾病的位置。此外,次聲波在疾病診療方面有很大的開發(fā)潛力,目前已有這方面的嘗試和實(shí)踐,并取得一定進(jìn)展,如通過(guò)次聲按摩治療近視,通過(guò)次聲診斷骨質(zhì)疏松,利用次聲頻段的心音變化可以反映心臟某些病變;利用頸動(dòng)脈的振動(dòng)信息有助于頸動(dòng)脈機(jī)能不全綜合征的診斷等。