大家應(yīng)該都知道蒙克那副魔性的《吶喊》吧。我們今天關(guān)于“聲音”的話題,就從這幅名畫開始吧。人類很容易過度解讀藝術(shù)和文學(xué)作品背后蘊(yùn)含的意義。于是,“藍(lán)色的窗簾”就成了一個(gè)戲謔過度解讀的梗。蒙克的作品大多是表現(xiàn)主義,對(duì)于《吶喊》不少藝術(shù)家亦認(rèn)為血橙色的天空和扭曲的線條,是蒙克內(nèi)心壓抑與恐懼的表現(xiàn)。但是,《吶喊》很可能是一副寫實(shí)成分很重的作品,靈感來源于一場火山爆發(fā)。
1/13的地球聽到了火山爆發(fā)
撕裂天空,并讓畫中男子發(fā)出尖銳吶喊的,其實(shí)是1883年8月27日的印尼喀拉喀托火山大爆發(fā)。這是近代史上,最大規(guī)模的火山爆發(fā)事件之一。盡管畫中男子身處挪威,但那次火山噴發(fā)的威力實(shí)在驚人,并帶來了全球連鎖的天氣異象。在世界范圍內(nèi),各處的天空在好幾個(gè)月內(nèi)都出現(xiàn)了壯觀的橘紅色日落景象。而除了蒙克的《吶喊》以外,英國畫家威廉·阿斯克羅夫特就一共創(chuàng)作了500多副日落的畫作。除了影響文藝創(chuàng)作,這場火山爆發(fā)還引起了一場致命的海嘯。高達(dá)30米的海浪,把165個(gè)沿海村莊沖毀,共造成36417人死亡。火山爆發(fā)之后,喀拉喀托島幾乎被夷為平地,只剩下南邊的1/3。第二年,北半球夏季平均氣溫就直接下降了1.2攝氏度。當(dāng)時(shí),大量的火山灰混入大氣中,過濾掉了大量地球表面的太陽輻射。直到1888年,全球氣候才恢復(fù)了正常。而這場驚天地、泣鬼神的火山爆發(fā),也發(fā)出了人類歷史上可檢測到的最大的聲音。當(dāng)時(shí),全球1/13的區(qū)域,都聽到了喀拉喀托島發(fā)出的響聲。如果你在廣州跟別人說,自己聽到了北京傳來的聲音,別人一定以為你在做夢(mèng)。但據(jù)資料顯示,喀拉喀托火山爆發(fā)時(shí),5000公里開外的地方都能聽到聲音。要知道,從廣州到北京的直線距離,不過才2000公里。也就是說,這次火山爆發(fā)的聲音,傳了2.5倍的廣州到北京的直線距離。在距離喀拉喀托火山的160公里處,其音量仍然高達(dá)172分貝。這已是一種難以想象的巨大聲音。絕大多數(shù)人這一輩子,都沒有體會(huì)過。那在更靠近喀拉喀托火山的地方,聲音聽起來是怎樣的?這個(gè)地球上最大的聲音,究竟有多大?另外,聲音真的能殺死人嗎?
聲音是主觀與客觀的結(jié)合
說到計(jì)量聲音的單位,很多人第一時(shí)間想到的就是分貝(decibel,簡寫為“dB”)。其中“deci-”表示1/10,“-bel”則是“貝爾”,以美國發(fā)明家亞歷山大·格雷厄姆·貝爾的名字命名。但分貝,并非是一個(gè)直接描述聲音強(qiáng)度的物理量,和描述時(shí)間的“秒”、或描述長度的“米”等不同。因?yàn)椋四苈牭铰曇?,必須涉及雙耳的主觀感受。聲音由物體的振動(dòng)產(chǎn)生,一切發(fā)聲的物體都在振動(dòng)。不過,振動(dòng)的物體不一定就能發(fā)聲,因?yàn)槁曇舻膫鬟f需要介質(zhì)。我們之所以能聽到聲音,是因?yàn)榭諝庵械目諝夥肿拥恼駝?dòng)傳到了我們雙耳。當(dāng)聲音在空氣中傳遞時(shí),周圍氣壓就會(huì)發(fā)生改變。所以,用于描述聲音大小的物理量應(yīng)該是聲壓,單位為“帕斯卡”(Pa)。當(dāng)造成更大的壓力變化時(shí),人耳能感受到的聲音響亮度則更高,而造成較小的壓力變化時(shí),人耳能感受到的聲音響亮度則更弱。正常人耳,能夠聽到的最微弱的聲音,即感受到最小的聲壓變化就叫做“聽覺閾值”。例如,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣靜壓強(qiáng)的情況下,當(dāng)聲壓超過20μPa,大概是一只蚊子在3米外飛,人類雙耳就能感受到了。但1米外的一個(gè)氣球爆炸,其聲壓卻能達(dá)到731Pa,1米外步槍射擊聲壓則達(dá)到了7270Pa。從這里,我們也可以看出聲壓的變化范圍是非常大的,自然界中的絕對(duì)聲壓差就達(dá)到了1000萬倍。所以,用“帕斯卡”(Pa)來表達(dá)聲音或噪音強(qiáng)度是很不方便的。而這也并不符合我們?cè)谌粘I钪械闹庇^感覺。為了方便使用,我們便根據(jù)人類的生理特性等因素,引入了“分貝”(dB)的概念來表示聲壓級(jí),即“Sound
pressure level”(SPL)。當(dāng)剛好達(dá)到“聽覺閾值”時(shí),其聲壓級(jí)就定義為0分貝,這個(gè)0分貝就是一個(gè)基準(zhǔn)值。因?yàn)榉重愂菍?duì)數(shù)比例的,這也意味著,110分貝比100分貝要響10倍,120分貝比100分貝要響100倍。此外,0分貝也并不代表著沒有聲音,只是我們無法感知罷了。其實(shí),最微弱的聲音,也比人類能聽到的聲音要輕得多。所以,當(dāng)你看到-20dB的聲壓級(jí)也不必驚慌。其對(duì)應(yīng)著,不過是聲壓2×10^(-6)Pa而已。
沖擊波的威力遠(yuǎn)大于高分貝
那么最大聲的聲音呢?從理論上來說,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下能傳播的最大的聲壓級(jí)極限為194dB。當(dāng)超過了這個(gè)極限,聲音就不再只是通過空氣傳播了,而是將空氣往外推開。這便是形成了我們所說的沖擊波。說回印尼的喀拉喀托火山爆發(fā)。當(dāng)時(shí),一艘英國船就在距離喀拉喀托火山的60公里處。在船長的日記中,他提到有一半以上的船員都發(fā)生了耳膜破裂。而他當(dāng)時(shí),還以為世界末日要來臨了。另外,在更靠近喀拉喀托火山的地方,聲音早已超過了最大聲壓級(jí)194分貝了。其實(shí),當(dāng)聲音超過130分貝時(shí),人就會(huì)產(chǎn)生痛覺了,這也叫做“痛閾”。這時(shí)候,人們雙耳除了感覺很響以外,雙耳還會(huì)覺得疼痛。而當(dāng)超過150分貝時(shí),人類的耳膜就會(huì)破裂,并產(chǎn)生永久性的損傷。這時(shí),就算你用手指來捂住耳朵都不管用了。另外,大量實(shí)驗(yàn)已表明,強(qiáng)噪聲場能引起動(dòng)物的立即死亡。在170分貝下大約6分鐘,就能使半數(shù)受試小白鼠死亡。所以,當(dāng)聲音超過194分貝時(shí),我們關(guān)心的就不再只是耳膜穿孔那么簡單了。在沖擊波下,可直接引起嚴(yán)重的沖擊傷。二戰(zhàn)期間,在廣島和長崎遭核襲擊的損傷中,除了燒傷和核輻射傷以外,最嚴(yán)重的便是沖擊傷。耳膜和聽小骨等器官是人類能聽到聲音的關(guān)鍵,但在沖擊波下這些零件會(huì)損壞,聽力直接喪失。所以,也可以說人類能聽到的最大聲音,就是導(dǎo)致聽力徹底失常時(shí)的聲音。不過,我們還能通過其他途徑感受“聲音”的強(qiáng)大。例如,極嚴(yán)重的沖擊傷可同時(shí)造成身體的多處嚴(yán)重?fù)p傷,包括顱腦脊髓損傷,胸、腹腔破裂,內(nèi)臟破裂和嚴(yán)重的內(nèi)出血并造成大血管破裂,軟組織擠壓傷乃至肢體離散等。如果搶救不及時(shí),大部分人會(huì)當(dāng)場死亡。有研究顯示,火山爆發(fā)出的能量是在日本廣島投下原子釋放的能量的1萬倍。但幸好,喀拉喀托是一座無人島,火山爆發(fā)時(shí)周圍基本沒有人。而更多的受害者是因?yàn)榫薮蟮暮[而死亡的。與2004年印尼海嘯一樣,喀拉喀托火山爆發(fā)引起的海嘯幾乎摧毀了周圍的一切。當(dāng)時(shí),一個(gè)重達(dá)600噸的珊瑚礁還直接被海嘯甩上了陸地上。
次聲波的危害也不容小覷
除了人類能夠聽到的聲音,喀拉喀托火山爆發(fā)還產(chǎn)生了強(qiáng)大的次聲波。人耳能聽到的頻率大概是在20Hz—20000Hz之間,這也叫做可聽聲。頻率高于20000Hz的聲波,叫做超聲波;而頻率低于20Hz的則叫做次聲波。次聲波的一個(gè)特點(diǎn)就是不容易衰減和不易被吸收,并能繞開大型障礙物。當(dāng)時(shí),科學(xué)家就記錄到了喀拉喀托的次聲波曾圍繞地球3—4圈。而次聲波對(duì)人體的傷害,也是不容小覷的。盡管人耳聽不到,但某些頻率的次聲波由于與人體器官的振動(dòng)頻率相近,很容易形成共振,對(duì)人體帶來損傷。例如,19Hz是眼球的振動(dòng)頻率。當(dāng)遇到相同或相近的低頻振動(dòng)時(shí),容易造成眼球變形,視網(wǎng)膜被擠壓等??茖W(xué)家就曾記載過一次詭異的鬧鬼事件,有人稱在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)見到了鬼影。但后來人們才發(fā)現(xiàn),這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室風(fēng)扇18.98Hz的共振頻率引起的。一關(guān)掉風(fēng)扇,共振消失,這種靈異現(xiàn)象當(dāng)即消失。但你也別以為不是遇上火山爆發(fā)、核彈爆炸等特殊情況,我們就能安然無恙了。其實(shí),噪音比我們想象中的傷害還要大,特別是長時(shí)間處在有噪音的環(huán)境下。戴耳機(jī)時(shí)注意把音量調(diào)低,還要早睡覺少蹦迪。