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《吵!——噪聲的歷史》

來源:嘉人網(wǎng)
導(dǎo)讀:英國國家物理實驗室聲學(xué)部前主管、自由科普作家麥克·戈德史密斯搜集古今記錄,為那些我們討厭的聲音書寫歷史。

第二章 無聲的爆炸

大爆炸——能量的一次大爆發(fā),時間與空間由此產(chǎn)生,能量擴(kuò)散過程中宇宙形成——并不如其字面所暗示的具有驚天動地的聲響,它完全是寂靜無聲的。沒有空間可以漫延,也就沒有可以供聲波傳播的媒介。但從宇宙的角度看,無聲歲月并不長久——38萬年后(僅相當(dāng)于宇宙年齡的十萬分之三),宇宙中便充滿了聲音。而且,與想象中不同,它并不是白噪聲的隨機(jī)性嘈雜,而是有著一定音高和波長的聲音。

然而,這種聲音對任何有耳生物來說都不是一種可聽聲,更何況那時萬物生靈尚未誕生,甚至連日月星辰也還在孕育當(dāng)中。這種由宇宙這樣龐大的物體發(fā)出的聲音頻率極低,大約是1赫茲的萬億分之一。

當(dāng)時空還處于嬰兒期時就存在這樣一種廣闊低沉的聲調(diào),其緣由與宇宙歷史中一個最神奇和重要的方面有著莫大的關(guān)系:宇宙的結(jié)構(gòu),聲音是它的標(biāo)志。如果宇宙保持它的原始狀態(tài),能量維持完全的同質(zhì)和平整,那么星系、星球和人類都不可能誕生。但是,由于尚不清楚的原因,在早期宇宙中存在著密度上的不均衡——某些區(qū)域比其他區(qū)域密度更大一些,最終正是這些區(qū)域形成了星球和星系。密度意味著引力,引力吸引了周邊物質(zhì),繼而以等離子(一種離子的氣態(tài)形式)的形態(tài)存在。這些物質(zhì)的運(yùn)動導(dǎo)致了自身不斷被壓縮以及等離子的升溫,從而加劇了后者向外輻射。輻射的力量與引力相抵消,因此壓縮又演變?yōu)榕蛎?,正是這種壓縮和膨脹的循環(huán)形成了元初的聲波。

這種嬰兒宇宙的嗚咽的波長——以數(shù)十萬光年來度量——受到拉伸引力在區(qū)域之間的旅行速度也就是光速的限制。因此,宇宙存在一個不斷下降的最低可能的音高,而不斷降低的音調(diào)則標(biāo)志著宇宙的增長。

聲壓的變化在百分之一左右,也就是110分貝,這個聲級相當(dāng)于130多億年后高速路上聽到的幾米外的噪聲。

在早期宇宙中,隨著老一代星體核反應(yīng)的產(chǎn)物得到利用、孕育出新一代星體,類似地球的行星由此誕生——聲波在它們的結(jié)構(gòu)、大氣圈及隨后形成的水圈中回蕩。但是,就我們所知,在100億年里,沒有任何生物聽到這些聲音。

之后,到了約40億年前,在地球的海洋里生命誕生了,繼而演化出了最初的聽覺器官?;C據(jù)并未能向我們揭示這些最初的演化起源于何時或何種生物——或許是附著于巖石上類似海草的生命體最早感知到了海浪在上方激蕩時巖石的顫動,又或許是某些遠(yuǎn)古水母受穿過它的聲波和它所漂流的水波的影響而振動。

感知聲音和做出反應(yīng)的能力——最初的功能可能只是報警——一定是一項意義非凡的進(jìn)化優(yōu)勢,擁有最優(yōu)秀感知系統(tǒng)的生物得以生存并繁衍生息。在億萬年里,先是演化出了專門的細(xì)胞,繼而是整個器官,不僅能感知聲音的存在,而且能分辨聲音的高低不同。兩個獨(dú)立的感覺器官則可以幫助確定聲音的方向。久而久之,隨著自然界盲目地以不同的生理結(jié)構(gòu)做實驗,專門的擴(kuò)音器官出現(xiàn)了,聽力系統(tǒng)的敏感性得以提高。聲音感知到的信息在復(fù)雜程度上不斷增長,接收信息的大腦(或被視為大腦的器官)也因此不斷改變。

約4億年前,當(dāng)?shù)谝慌鷥蓷珓游飶臏嘏暮Q笈郎详懙?,它們所擁有的?fù)雜身體構(gòu)造已使之能夠感知水下和空氣中的聲波,識別聲波的強(qiáng)度、音高和方向。這些聲波幫助它們追蹤獵物、引導(dǎo)幼體、吸引異性和預(yù)測危險。這些生物也能感受到聲音的振動。

2007年發(fā)現(xiàn)的一塊保存完好的史前哺乳動物“阿氏燕獸”(Yanoconodon allini)的頜骨使我們能夠一窺遠(yuǎn)古時代動物的聽覺器官。除了像今天的人類一樣具有鐙骨、砧骨和錘骨,它還具有第四塊聽小骨,起到連接下頜和其他骨頭的作用(見圖4)。這個連接使得阿氏燕獸既能聽到聲波也能聽到地面的振動。這塊骨頭在現(xiàn)代人類身體上唯一可尋的蹤跡是麥?zhǔn)宪浌牵∕eckel's cartilage),而這塊小骨在嬰兒出生之前就消失了。

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