早期的探索声音共振

日常生活中，共振现象非常常见。譬如当你把耳朵贴在空暖壶口，就会听到“嗡嗡嗡”的声音；当你不小心把一个铁盆掉在地上，会听到连续不断的回声。我国古代，人们就对这种现象有了深入的了解和研究，且影响深远。

共振是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语。共振，也叫“共鸣”，是指两个振动频率相同的物体，当一个发生振动时，另一个物体也随之振动的现象。

我国古人对共振现象发现很早。早在2000年前的春秋战国时期，《庄子》中就记载了调瑟时发生的共振现象。后来，墨子对声音的传播也进行过研究。《墨子》记载，守军在城内沿城墙每隔一定间距挖一口井，在井内埋一个高坛子，坛口紧绷薄牛皮。敌军挖地道的声音经坛内所柱的共鸣而放大，这样不但可以察觉对方的动向，而且可以大致测定其方位。这种方法不但应用了共振现象，而且运用了类似现代声学技术中的“双耳效应”。

许多动物身上还存在着其他形式的共振现象。比如在炎热的午间，蝉发出的“知了、知了”声。

古人不但观察到了共振现象，还试图对之加以解释，这方面最具代表性的是西汉董仲舒。董仲舒认为，具有相同性质的物体可以相互感应，之所以会鼓宫宫动，鼓商商应，是由于它们声调一样，这是必然现象，没有任何的神奇之处。

到了晋代，人们对共鸣现象有了进一步的认识，其中值得一提的是张华。他把共鸣现象范围推广到了乐器之外，并提出了消除共鸣的办法。除了张华，一些有经验的乐师也掌握了这种消除共鸣的方法。

唐代开元年间，洛阳寺院的一个和尚得到了一个铜磬（古代打击乐器），他如获至宝，把磬挂在卧室里。但是，令和尚没有想到的是，磬经常无故自鸣，尤其是半夜里会突然响动。和尚以为是妖怪作祟，因此忧郁成疾。和尚有个好友名叫曹绍夔，是当时掌管皇家音乐事项的太乐令。听说老朋友病了，曹绍夔便前去探望。他发现，前殿斋钟被敲响时，磬也嗡嗡作响。于是，他告诉和尚他有办法，并要和尚第二天设宴款待。第二天饭后，曹绍夔用一把锉刀在磬上锉了锉，磬果然不再自鸣。和尚知道了其中的奥秘，病很快就痊愈了。

原来，前殿斋钟发出的声音频率刚好和磬自身的振动频率相同，所以两者产生了共振。曹绍夔用锉在磬上锉了几处之后，改变其固有的振动频率，使它不再和前殿斋钟有某种频率比的关系，从而失去了共鸣的条件，共鸣也就不复存在。这个故事被唐朝人韦绚写进了《刘宾客嘉话录》中。

日常生活中，共振现象非常常见。譬如敲锣，会听到连续不断的回声。

宋朝的沈括把前人对共振现象的研究进一步向前做了推进。他用实验手段探讨乐器的共鸣。由于共振时弦的振动比较微弱，不易看清楚，沈括就精心设计了一个独具匠心的科学实验。他剪了一个小纸人，放在基音弦线上，拨动相应的泛音弦线，纸人就跳动，弹别的弦线，纸人则不动。

沈括还进而证实，只要声调高低一样，即使是在弹别的琴瑟，相应的弦照振不误，跳动的小纸人可以作证。直到五个世纪以后，英国牛津的诺布尔和皮戈特才想到用纸游码演习弦线的基音和泛音的共振关系。

学海拾贝

由于古琴发音低微，古代人已经知道利用共鸣作用将它的声音扩大。他们经常在琴室的地面下埋一个空瓮，作用相当于现代的共鸣箱。晋代大画家顾恺之的《断琴图》里就有共鸣箱一类设备。