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在莫哈維沙漠，他找到了能歌唱的沙丘；在法國，他發(fā)現(xiàn)了會講笑話的回聲……美國國家公共電臺鼎力推薦 全球聲學(xué)權(quán)威、英國科學(xué)家特雷弗考克斯重磅力作。
作者：特雷弗·考克斯
開本：
32開
頁數(shù)：
248
讀者評分：5分6條評論
本類榜單：自然科學(xué)銷量榜
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聲音簡史
聲音簡史 版權(quán)信息
- ISBN：9787513932615
- 條形碼：9787513932615 ; 978-7-5139-3261-5
- 裝幀：簡裝本
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
聲音簡史 本書特色
《紐約時報(bào)》、《華盛頓郵報(bào)》、《科學(xué)通訊》、美國國家公共電臺鼎力推薦
全球聲學(xué)權(quán)威、英國科學(xué)家特雷弗考克斯重磅力作
聲音簡史 內(nèi)容簡介
特雷弗·考克斯是一位聲學(xué)工程師，他深入調(diào)查了那些可被稱為“世界聲學(xué)奇跡”的地點(diǎn)的奧秘，本書講述的就是在這過程中發(fā)生的故事：在莫哈維沙漠，他找到了能歌唱的沙丘；在法國，他發(fā)現(xiàn)了會講笑話的回聲；在美國加利福尼亞，他駕車經(jīng)過一條會演奏《威廉·退爾序曲》的音樂之路；在世界各地的大教堂，他了解到了聲學(xué)是怎樣改變宗教歷史的。
考克斯深入淺出地運(yùn)用物理學(xué)、音樂、建筑學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、生物學(xué)和設(shè)計(jì)知識，解釋了聲音是如何生成，又是如何被環(huán)境改變的，以及人體會對奇異的聲音做出什么反應(yīng)。書中涉及的聲音既包括他在尋聲之旅中遇到的充滿異域風(fēng)情的聲音奇跡，也包括我們?nèi)粘－h(huán)境中的同樣獨(dú)特和驚人的聲音。
在由視覺主導(dǎo)的世界里，《聲音簡史》鼓勵我們善用聽覺，打開耳朵，聆聽我們身邊那些奇妙的聲音。
聲音簡史 目錄
001 ∣ **章 世界上混響時間*長的地方
029 ∣ 第二章 響石
057 ∣ 第三章 會叫的魚
083 ∣ 第四章 過去的回音
111 ∣ 第五章 在拐彎處回旋
143 ∣ 第六章 歌唱的沙子
173 ∣ 第七章 世界上*安靜的地方
201 ∣ 第八章 辨聲識地
235 ∣ 第九章 未來奇跡
展開全部
聲音簡史 節(jié)選
迄今為止吉尼斯世界紀(jì)錄僅認(rèn)可了為數(shù)不多的幾個*大的聲音：*大的家貓嗚嗚聲（不妨跟您透露一下，是 67.7 分貝）、*大的男性打嗝聲（109.9 分貝），以及*大的鼓掌聲（113 分貝）——這些聲音都夠驚人的。但是，作為一個研究建筑聲學(xué)的人，我對蘇格蘭漢密爾頓陵墓里的一座小教堂更感興趣，它可以產(chǎn)生全世界延續(xù)時間*長的回音。1970 年版的《吉尼斯世界紀(jì)錄大全》中記載道：實(shí)心青銅門猛地關(guān)上之后，回音會一直持續(xù) 15 秒鐘才徹底消失。
《吉尼斯》將這樣的現(xiàn)象描述為“*長的回音”，事實(shí)上這一術(shù)語用在這里并不正確。我們建筑聲學(xué)專家會使用“回音”來描述聲音清晰可辨的重復(fù)音，比如在山里用真假嗓音急變互換的方式歌唱會引起回音，用混響來描述聲音緩緩減弱至消失。
混響是指一個字或音符的聲源停止發(fā)聲后，聲音在房間內(nèi)反射而繼續(xù)存在的聲學(xué)現(xiàn)象。音樂家和音效師會將房間分為活的或死的。活房間就像浴室那樣，將聲音反射到你的耳際，激發(fā)你唱歌的欲望。死房間則如同奢華的酒店房間，柔軟的家具、窗簾、地毯將聲音吸收，產(chǎn)生減震效果。一個房間無論回音強(qiáng)烈或是十分安靜，主要都是由混響引起的。只需一丁點(diǎn)的混響，就可以讓聲音延續(xù)，不著痕跡地加強(qiáng)話語和音符。在非常熱鬧的地方，比如說大教堂，混響會展現(xiàn)出充滿活力的一面，持續(xù)足夠長的時間，讓人們能聽得清楚。混響可以提升音效，極大豐富大型音樂廳里管弦樂隊(duì)的表演。適當(dāng)?shù)幕祉懩軌蛟龃笠袅浚尫块g兩頭的人更容易聽到彼此的對話。有證據(jù)顯示，通過混響和其他聲音感知到的房間大小，會影響我們對普通的或動聽的聲音的情感反應(yīng)。我們會覺得小房間比大空間更安靜、更安全、更舒服。
在格拉斯哥舉辦的聲學(xué)會議期間安排了一個包括小教堂參觀的項(xiàng)目，我終于有機(jī)會親自探索那個保持著世界紀(jì)錄的陵墓。星期天一早，我跟 20 位聲學(xué)專家一起來到了陵墓大門外。陵墓是由砂巖塊堆砌而成的羅馬式建筑，宏偉壯觀，高達(dá) 37 米，兩側(cè)各屹立著一頭巨大的石獅。面對如此堅(jiān)固而且?guī)в袌A頂?shù)膱A柱形建筑，敏銳的訪客或許能感受到第十任漢密爾頓公爵的氣魄。陵墓建于 19 世紀(jì)中期，但遺跡很久以前便遷移至別處了。由于采礦造成地面下陷，建筑物下降了 6 米多。要是克萊德河泛濫，教堂地下室就很容易遭受被淹沒的命運(yùn)。
八角形小教堂位于一樓，陽光透過玻璃穹頂，給房間帶來微弱的光亮。小教堂里有四個壁龕，地上鋪著棕白相間的大理石地板。產(chǎn)生吉尼斯世界紀(jì)錄回音的原始青銅門（以佛羅倫薩圣喬凡尼洗禮堂的吉貝爾蒂門為模型建成）架在兩個壁龕里。新建的木門對面矗立著堅(jiān)固的黑大理石制成的柱基，柱基曾用于支撐一位埃及王后的雪白色石棺，公爵經(jīng)過防腐處理的尸體現(xiàn)在便安放在這里。石棺對公爵來說顯得略小，導(dǎo)游帶些興奮地向我們講述了尸體如何被縮短以裝進(jìn)石棺的恐怖故事。我去的那天，柱基上放置著筆記本電腦、音頻放大器和其他用于聲學(xué)測量的設(shè)備。
小教堂本來應(yīng)該用于舉辦宗教活動，但由于它的聲學(xué)特性，居然無法舉辦禮拜。它就像是一個大型天主教教堂，要是我跟聲學(xué)同事們距離有點(diǎn)遠(yuǎn)，就很難進(jìn)行對話，因?yàn)槁曇粼谛〗烫美锼奶帍椞f話聲音變得模糊不清。這真的是世界上混響時間*長的地方嗎？這個世界紀(jì)錄對我這樣的聲學(xué)工程師來說十分重要，因?yàn)閷祉懙难芯繕?biāo)志著現(xiàn)代科技手段**次應(yīng)用于建筑聲效中。
杰出的物理學(xué)家華萊士·克萊門特·薩賓在 19 世紀(jì)晚期創(chuàng)建了**個與建筑聲學(xué)有關(guān)的科學(xué)學(xué)科。根據(jù)《大列顛百科全書》中的描述，他“不屑于獲取博士學(xué)位；他的論文數(shù)量不多，但每篇都出類拔萃”。1895 年，年輕的薩賓受邀改善福格藝術(shù)博物館內(nèi)一間演講廳混亂的音效，那時的他正在哈佛大學(xué)擔(dān)任教授。大廳（用他的話來說）“很不實(shí)用，已經(jīng)被廢棄”。寬廣的大廳呈半圓形，建有穹頂。聽眾基本上無法聽清大廳內(nèi)的演講——如此模糊的音效一點(diǎn)都不像是形成于精心設(shè)計(jì)的演講廳，更像是漢密爾頓陵墓里產(chǎn)生的聲音。頂級的藝術(shù)演講大師查爾斯·埃利奧特·諾頓對這里提出了直接的批評。
我們可以想象諾頓站在大廳前方，試圖詳細(xì)闡述藝術(shù)——他穿著正式，蓄起大胡子，兩邊留有鬢角，露出光禿的頭頂。他的學(xué)生首先會聽到從教授口中直接傳至他們耳朵里的聲音——這些聲音沿著*短路程直接傳輸。然后回音緊跟著出現(xiàn)，在墻壁、穹頂、書桌和其他各處堅(jiān)硬的表面反射。
這些回音決定了建筑聲學(xué)——即人們在房間內(nèi)聽到的聲音是怎樣的。工程師通過改變房間的尺寸、形狀和布局來操控音效。因此，像我這樣的聲學(xué)家總是忍不住想通過拍手來聆聽反射狀況 ( 我在一家法國大教堂的地下室拍手時把我妻子給嚇到了。這樣的古怪行為必定會讓你的配偶尷尬不已 )。拍完手之后，我仔細(xì)傾聽回音多久會消失。若聲音需要很久才消失——混響時間過長——演講就會聽不清楚。因?yàn)檫B續(xù)的聲音摻雜在一起，讓人無法聽得清楚。亨利·馬修于 19 世紀(jì)時寫道，混響“不會有禮貌地等演講者說完話再開始，從他開口到結(jié)束，混響就像是長著一萬張嘴那般不斷地模仿他”。諾頓演講時就會遇到這樣的情形。有學(xué)生譏諷道，大多演講的聲音在沒被大廳攪得亂七八糟之前就很難懂。不過，諾頓實(shí)際上很擅長交流，也是一位深受歡迎的教師，這里的問題出在房間，而非演講者身上。
建有堅(jiān)硬表面的大型空間，如大教堂、漢密爾頓陵墓，或福格藝術(shù)博物館的演講廳里，回聲持續(xù)時間很長并且清晰可辨。柔軟的裝飾會吸收聲音，減少反射，加速聲音的衰退。華萊士·薩賓的實(shí)驗(yàn)中也研究了演講廳中吸音的柔軟材料——這一研究讓他看起來像是個癡迷于靠墊的家伙。薩賓從附近的劇院拿來 550 個長 1 米的坐墊，將它們一個接一個放進(jìn)福格藝術(shù)博物館的演講廳，觀察音效的改變。他需要安靜的環(huán)境，所以總是在學(xué)生回家、電車停止運(yùn)行以后，徹夜工作，記錄聲音徹底消失所需的時間。他沒有用拍手那一招，要像專業(yè)的弗拉門戈音樂家那樣不斷拍手是很艱難的，因此他選擇使用管風(fēng)琴制造音符來進(jìn)行試驗(yàn)。
薩賓將聲音逐漸衰退至消失所需的時間稱為“混響時間”，他的研究工作奠定了聲學(xué)*為重要的一個公式的基礎(chǔ)。這個等式表示混響時間由房間大小（體積），以及吸音材料（如薩賓試驗(yàn)中的坐墊，或他*后用來改變演講廳音效的 2.5 厘米厚的墻面材料）數(shù)量測算得出。工程師設(shè)計(jì)音效良好的房間——大型禮堂、法庭或開放式辦公室—— 時，需要做一個關(guān)鍵決定：混響多長時間為*佳。然后，他們便可以使用薩賓的等式來計(jì)算出需要多少柔軟的吸音材料。
除了回音時間，設(shè)計(jì)師還要考慮頻率，這與聽眾感知到的音高直接相關(guān)。小提琴演奏家拉動琴弦時，弦如同跳繩一樣畫圈式晃動。若彈奏音樂家所稱的中央 C，琴弦每秒會跳動 262 整圈。小提琴的振動每秒向空中發(fā)射 262 個聲波，頻率為 262 赫茲（一般用 Hz 表示）。這個單位以海因里希·赫茲的名字命名，這位 19 世紀(jì)的德國物理學(xué)家是世界上**位傳播并接收無線電波的人。人能聽到聲音的*低頻率為 20Hz，年輕成人能聽到聲音的*高頻率為 20000Hz。但是，*重要的頻率不在這里所說的*高和*低頻率上。一架大型鋼琴可以發(fā)出從 30—4000Hz 的音符，在這個范圍以外，我們就很難分辨音高，所有聲音聽起來都差不多。超過 4000Hz 以后，樂曲聽起來就像是音盲在亂吹口哨。耳朵*能放大并辨析的是音符所在的中頻聲段，大多演講也在這個聲段內(nèi)，這也就是為什么聲學(xué)工程師要設(shè)計(jì)出頻率在100—5000Hz 之間的房間用于音樂表演。
2005 年，布萊恩·卡茨和愛德華·威瑟雷爾使用電腦模型來研究薩賓對福格藝術(shù)博物館的音效處理是否有效。他們將演講廳的大小和形狀錄入電腦，使用描述聲音在房間內(nèi)移動和從表面及物體上反射的等式，然后為模擬的演講廳墻體和天花板添加虛擬材料，以模仿薩賓的改造方式。吸音材料的確改善了音效，但廳內(nèi)一些地方依然聽不清楚演講。一個學(xué)生曾說，在有些座位聽起來很清晰，但“在一些盲點(diǎn)地帶很難聽清”。薩賓的改造并不盡善盡美，不過他的實(shí)驗(yàn)開啟了聲學(xué)探究的廣闊天地，他的等式至今依然是建筑聲學(xué)的基礎(chǔ)。
我喜歡走進(jìn)音樂廳，聆聽窄小的入口走廊和開敞的禮堂之間的鮮明對比。我們要從幽閉的走廊走進(jìn)一間可能會很寬敞的房間，被動傾聽觀眾們滿懷期待的聊天聲，以及偶爾出現(xiàn)的巨大聲響造成的強(qiáng)有力的混響。
聲音簡史 作者簡介
特雷弗·考克斯，英國科學(xué)家、索爾福德大學(xué)聲學(xué)工程教授、英國工程與自然科學(xué)研究理事會（EPSRC）成員，于2010—2012年間擔(dān)任英國聲學(xué)研究所主任。他主持播出過大量科學(xué)廣播紀(jì)實(shí)節(jié)目，并為多本國際性聲學(xué)刊物供稿，是聲學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威人士之一。
商品評論(6條)
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