顺风耳传音：千里传音真的有效吗？

西游漫话：

西游记告诉我们，凡人修炼为神仙不是一件很难的事情，关键是要某项技能达到超乎想象的程度，那你就有了成仙的资本。更幸运的是，如果这项技能恰巧被至高无上的玉帝看中，想不飞天成仙都难。顺风耳靠着那一对大大的招风耳，被玉帝选中而进入天庭。他没有别的宝贝法术，就是能够听见千里之外细微的声音。有了这样一个高效能的窃听器，玉帝管理手下那班神仙省事多了，当然也要担心自己不可告人的隐私被顺风耳不小心听到。

顺风耳在西游记众多神仙里面是个打酱油的角色，出场露脸跑龙套的时间很早。第一回【猴王诞生】，花果山仙石迸裂产一石卵，见风变成一个石猴，五官俱备四肢皆全。石猴眼里射出的两道金光，惊动天上的玉帝。玉帝命令千里眼和顺风耳两员大将，开南天门观看这两道金光发自何处。二将奉旨出门看得真，听的明，一会儿就回来向玉皇大帝禀报；“臣奉旨探听金光之处，乃是东胜神洲傲来国之界，有一座花果山，山上有一仙石，石产一卵，见风化一石猴，后在那里拜四方，眼出金光。如今已服水食，金光将息矣。”玉皇大帝听了说：“天下之物乃天地精华所生，不足为异。”

西游论道1：声音能真实传播吗？

我们生活在一个有声有色的世界，耳朵就像一台高精度的声波探测器，随时察觉外界声音的轻微变化。声音从哪里发出来，我们如何听到声音呢？做一个小游戏，你把双眼用毛巾蒙住，静静坐在房间中央，不要转动头部。另外一个人拿两枚硬币，在距离你双耳差不多的地方敲击，你猜声音来自何方？这个看似简单的游戏不简单，通常你都会点错地方，明明在正前方发出声音，你却指向后方。如果他人向左右两旁走几步，你的判断就比较准确。声音距离耳朵越近，听到声音越响，越容易确定声音发出的位置。夏天草丛里的蟋蟀在鸣叫，当转过头使蟋蟀同双耳距离相等时，你会判断错误方向。此时不要把头转向声音来自的方向，而是要把头侧过去，利用侧耳倾听的动作确定方位。

用录音机把自己说话或唱歌的声音录制下来，很多人听到录音带重放的声音会大吃一惊，以为耳朵听错了——这是自己说话的声音吗，怎么有点不像呢？我们平时说话，听到的声音由两部分组成：骨传导和空气传播。耳朵分为外耳、中耳和内耳，耳郭和外耳道组成耳朵的外耳部分。声带振动后，声带引发骨头振动，我们最先听到从骨头等传来的声音。通过空气传播进入耳朵的声音，将经过以下的旅途：耳郭收集从声源处发出的声音，空气中的声音经过外耳道（约2.5厘米长）进入狭窄的中耳。中耳外侧壁的一层薄膜称为鼓膜，鼓室内有3块听小骨，分别为锤骨、镫骨和砧骨。这3块听小骨的一侧连着鼓膜，它们将声波引起的鼓膜振动传入内耳。内耳分为内耳道和内耳迷路两个部分，是听觉最重要的器官。内耳中有着像竖琴一般的听神经，从内耳一直延伸到脑中。听神经将感受到的声波振动传入大脑，由大脑进行分析判断。

通常情况下，我们的耳朵无法只听到由空气传递的声音：实际上，大脑同时接受来自空气传播的振动、由骨传导传递的振动，两者的混合振动就成为我们听到的外界声音。录音机只能记录通过空气传递的声波振动，别人听到你说话，他的大脑也只能接受由空气传递到耳朵里的声波，因此他认为录音机播放你的声音，和他听到你说话的声音一模一样。我们发出的声音波长与录音机传递的波长不一样，两种声音传达的方式不匹配，导致声音在录音机里产生变异。即使再精确的仪器，听起来也和我们听到自己的说话声有区别。

据说有些超级大嗓门能把晶莹剔透的玻璃杯震碎，真正是江湖高手过招时“杀人于无形”，这可能吗？声音由物体振动而产生，它以声波的形式通过固体、液体、气体向外传播，衡量声音的特征用以下三个物理量表示。

1.响度

人主观上感觉声音的大小（俗称音量），由振幅和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大，它的单位是分贝（dB）。

2.音调

声音的高低（高音或低音），由“频率”决定，单位是赫兹（Hz），频率越高则音调越高。人耳听觉范围为20～20000赫兹，20赫兹以下称为次声波，20000赫兹以上称为超声波。

3.音色

声音的特性，由发声物体本身材料、结构决定，又称音品。

我们说话时发出的声音来自喉咙，用手触摸喉咙时会察觉，说话时声带在振动，引发空气传播到耳朵里面。咽喉是整个呼吸道中最狭窄的部位，肺内气流排出冲击喉内声带振动，并振动其周围空气，产生声波，即为嗓音。嗓音的音调决定于声带振动频率，这与声带的长度、质量和张力有关。男性声带较厚、较长，张力较低；女性声带较薄、较短，张力较大，男性和女性说话时音调不一样。

图3-14 耳朵的构造

2000年，俄罗斯小伙子维塔斯因一曲高难度的《歌剧2》成名，凭借极具特色的“海豚音”，成为全球瞩目的流行歌手。维塔斯在俄罗斯克里姆林宫举办个唱时，一口气唱了5个八度高音，海豚音一举成名。海豚音学名叫咽音，是一种可以超越假音极限的高音，它依靠气息冲击声带使声带靠拢，在和气息的对抗中，声带受气息的冲击，声带中间被吹开一个洞，如同吹哨似的声音。虽然人们对维塔斯是否震碎水晶灯存在疑问，但高音能震碎玻璃杯确切无疑。振动物体在空气中传播形成声音，声音传到其他物体使其振动，称为共振。声音能量越大，物体的振动幅度也越大，当振动幅度超过物体承受的极限时，物体就被震坏。一般玻璃杯接受到声音会以共振频率振动，石英玻璃的固有频率在20000（1+8%）赫兹之间，普通人的声带频率不高于2000赫兹，所以很少能把玻璃振碎。有些特殊的高音，声带频率可以达到和玻璃频率相近的程度，引发玻璃共振而破裂。如果玻璃杯恰好存在一些肉眼看不见的裂口，声音击碎玻璃杯的机会就更大了。

声音具有能量，它是一种看不到、摸不着的声波。下面介绍用声音“吹灭”蜡烛的实验，形象地演示声音强大的作用力。实验器材包括田径比赛时用的发令枪，蜡烛，大一些的抛物面反射镜一对（或小铁锅一对），直径30厘米、焦距8厘米的抛物面反射镜，光具座，烛台，十字夹，试管夹，铁架台等。将直径及焦距相同的两个抛物面反射镜分别固定在铁架台上并相向放置，间距约60～70厘米，间距的大小是依照抛物面反射镜或锅的大小灵活而定。在两个抛物面反射镜下方放置一个光具座，测定抛物面反射镜的焦距。在两个抛物面反射镜的中间放一支或几支点着的蜡烛，在左边反射镜的焦点处也放一支点着的蜡烛。在右边的抛物面反射镜的焦点处打响发令枪，就可以发现左边反射镜焦点处的蜡烛熄灭了，两抛物面反射镜中间的其他蜡烛未被吹灭。原来抛物面反射镜起着把声音集中到一点（焦点）的作用，在声音集中的地方点着一支蜡烛，“啪”的一声枪响，声音在两个抛物面反射镜之间传播—反射—传播—反射—会聚，通过左边抛物面反射镜焦点处声波最强，能量最大，空气的振动就集中于那一点，蜡烛就被吹灭，中间其他蜡烛未被吹灭的原因是它们所处位置的声波强度不如焦点处。(www.xing528.com)

西游论道2：顺风耳能截听电话吗？

人类是社会群居动物，人与人之间需要通过语言交流沟通。作为信息交流最重要的通信工具，电话的诞生是人类迈向信息时代的关键一步。1876年来自瑞典的青年人贝尔，设想通过电流振动把声音通过导线传递到远方。这个大胆设想引来众多嘲弄，不少人讥笑贝尔是“想让导线开口说话的疯子”。

图3-15 声音传播

走自己的路，让别人说去吧。1874年7月26日，贝尔在加拿大做出电话的雏形。1876年贝尔随父亲移居美国，3月7日在美国波士顿申请名为“通信设备”的专利。1877年7月9日，贝尔电话公司在康涅尼格洲成立，同年成立加拿大第一个电话插转站。贝尔发明的电话最初模样十分笨拙：它靠手摇微型发电机和电池，构成传话器和送话器（也就是听筒和话筒），使用时先摇动手柄产生脉冲电流，声音的传递距离不是很远，话音也不够清晰。

贝尔满怀希望地来到当时的国际大都市伦敦，为他的新发明寻找推广市场，很多人像打量怪物一样看着这个能够通话的东西。英国伦敦邮政大臣说：“我们不需要电话，我们有足够多的邮差可以传递口信。”电话需要布设长长的电线，一旦发生电线断开的事故，那就是成了聋子的耳朵——摆设。不甘心失败的贝尔带着电话来到巴黎的世界博览会，这个新式发明引起世界的高度关注与兴趣。电话以方便、高效、快捷等优点得到社会认可，使用人数急剧增加。

最初电话机是由微型发电机和电池构成的磁石式电话机，1877年爱迪生发明碳素送话器和诱导线路，脉冲按键拨号电话时代来临，轻松按几个数字键就可以传音千里。不久来电显示电话问世，古老而笨拙的电话开始有了智能化的迹象，可以录音、多功能管理的智能电话相继出现。无线通信的发展历史并不长，1938年出现军事上的车载电话，依靠大功率发射装置，实现无线远距离通信。1980年一种外形像大块砖头的新式移动电话——“大哥大”出现。随着技术的升级与价格的跌落，手机出现在各色人群手中，成为人们的必备工具。手机等移动电话是由微波接收器、发射器、天线、电话号码键盘、听筒、话筒等构成的。每一部移动电话都是一个无线电台，它将用户的声音转变为高频电信号发射到空中，同时捕捉到空中的电磁波，使用户接收到对方送来的信号。移动电话与其他用户的通话要由较大的固定无线电台转接，叫作基台或基站，城市中基站的天线建在高大建筑物上。无论城市多大，移动通信都要求有大量的基站，一般大城市可能有数百个基站，每个运营商还运营一个移动交换中心局，每天为成千上万的用户提供服务。

现代手机的升级换代速度远远超出我们的想象，如今手机可以上网、充当电子钱包消费、利用GPS精确导航定位、收看移动电视节目等。手机就像一个魔力无比的精灵，不断展露出它的神奇，那个被电话线死死缠住的固定电话，全然失去了往日的魅力。专家认为，固定电话和移动通信之间并非截然对立，它们可以奇妙地融合在一起，第五代智能电话能够弥补移动电话高辐射的劣势，发挥固定电话的清晰通话效果、健康低辐射等长处。

西游论道3：太空能听到声音吗？

顺风耳可以听见天下各地的声音，它的耳朵要依靠空气分子传播声波。在茫茫太空中，灵敏的顺风耳还能听见声音吗？好莱坞拍摄星际题材的科幻电影，例如《星球大战》等，大屏幕上演着紧张的太空大战，整个电影院回荡着宇宙飞船发动机的怒吼，爆炸起火的巨响。实际上在太空没有人能够听到一丝一毫的声音，哪怕两个人面对面讲话，也无法听清对方的言语。

声音是一种机械波，可以通过气体、液体和固体传播。在地球大气层里，每立方厘米大约有10¹⁹个分子，声音通过振动空气分子传播到人的耳朵中，我们很容易听到声音。在1000千米以外的太空，每立方厘米约有10⁶个分子，在行星间的太空中只有10个左右分子，在星际太空中仅有1个分子，粒子之间的距离太大，以至于它们永远不会互相碰撞。可见，与地球浓厚的大气层相比，太空显得太稀薄了。它没有足够的分子撞击我们的耳朵，使我们可以听到声音。

图3-16 太空声音

录音所用的麦克风能够接收空气分子振动，声音振动传到麦克风的振膜上，推动磁铁形成变化的电流，电流送到后面的声音处理电路进行放大处理。为了探测太空中的声音，需要多大的麦克风呢？假定所需要麦克风的体积只与介质中的分子数量有关，可以估计不同情况下需要多大尺寸的麦克风。在地球大气层中，1厘米长的麦克风可以接收到声音。在1000千米以外的太空，需要10¹¹米长的麦克风，长度相当于从太阳到地球的距离。在行星间太空需要一个10¹⁶米长的麦克风，星际太空将需要一个10¹⁷米长的麦克风，这相当于需要10光年长的麦克风才能接收到声音。

虽然太空含有的气体分子少到可忽略不计，但是宇宙飞船座舱中的航天员可以听到声音，因为座舱中有空气传播声音。假如两名宇航员漂浮在太空中，他们能在太空听到声音吗？根据声音传递的方式，以下几种方式是可行的。

第一种，通过无线电波接收器转换成声音。无线电波是电磁波，它可以在真空中传播，不需要任何介质。利用无线电发送和接收装置，将信号转化为声音，能被宇航员听到。

第二种，宇航员的头盔与其他物体碰撞，产生振动，在宇航服内的少量空气形成声波，传递给宇航员。

第三种，声音通过骨传导进行传播。宇航员将脸颊贴在宇宙飞船表面，感觉到飞船所发出来的声音，声波通过下巴与头骨上的骨骼进行传导，直接进入内耳。