什么是声音？声和声音及音和语音的介绍

什么是声音

1．声和声音

讲到声学，当然首先就要讲什么是声音。所谓声，实际上有双重的含义，用大家都能听得懂的方式来说，人的耳朵能够感觉到的声波的作用就称为声。但是，在物理学角度上，声是指在任何的弹性介质中传播的扰动，是一种机械波。从这个概念上来讲，声的范畴就很广。什么叫扰动呢？扰动是说在空气、固体或液体中的一个密度的或者是压力的或者是速度的小的变化，这个变化在这种弹性体里面会传播出去。需要强调，传播出去的是能量，弹性物质本身并不传播，这样传递的能量就是声。按照这样的概念，只要在弹性介质中有不稳定现象存在，就会产生声，所以声学研究的范畴相当宽（见图11－1）。

图11－1　真空中铃的振动不形成声音

一般讲到光学的重要性的时候，常说“百闻不如一见”，是说听了很多遍，也不如亲眼看一次，“看”的信息量很大。说到声学的特殊作用，同样也有类似的说法——“未见其人，先闻其声”，是说一个比较熟悉的人从远处走来，还没有看到这个人，听他的脚步声或者说话声，就知道是谁。这句成语还表现出声的一种物理学现象，就是在没有看到或者在光不能直接透射过来的情况下，你能够听到声音从那儿传过来。这似乎是在说明，声是可以不按直线传播的。“隔墙有耳”这个成语也是在说障碍物可能挡不住声音的传播。

声因为有这样的特性而具有一些很特殊的应用，几乎所有不透光的物体都可以用声波来进行探测。比如说在海洋里面，水下光波和电磁波都衰减得很快，对光来说，红外光波长最长，传播最远，到了几十米以下也就衰减殆尽了，所以到了海底是一片黑暗。这种环境条件下，声是唯一有效的、可以远距离传播的能量形式。

2．音和语音

经常和“声”相连的一个字是“音”，什么是音呢？音是能够引起有声调感觉的一种声，讲得通俗一点，是有意义、有内容或有价值的声。在讲话时发出的声，传到听众耳朵听到以后，就能体会到有某一种含义在里面，或者感觉到了某种意思，这就是音。俗语有“听话听音”，就是说从传到耳朵里的声中听出其有用的内容来（见图11－2）。

我国古代对声和音的关系已经有很好的认识和定义，老子就经常讲到声和音的关系，如“音声相和，前后相随”“大音希声，大象无形，大器晚成”等，这几句连着讲，意思就比较清楚了，所谓“大音希声”，讲得通俗一点就是说有理不在言高，只要你把道理能够说清，并不在于你的声波能量大小，这里的声就是物理的声了，而音就是说话里面的含义，在这里老子对音和声的定义已经很清楚。关于声和音，可以用一句不十分准确的话来说明：声就好比是运输工具，音则是用声运送来的信息。

图11－2　示波器上的声音记录

语音是人和人之间开展交流的一个最直接的、有效的手段。大家每天都在用语言来沟通，实际上人的思考也常常是用语言来进行的，语音是把语言表述出来的物理形式。声，现在不仅用于人和人之间的这种沟通了，实际上人和机器之间的沟通对话慢慢地也发展为一种主要的手段。考察计算机的发展，现在已经小到笔记本大小，而笔记本电脑若去掉一个屏幕，去掉一个键盘，里面还有多少东西呢？就剩下了一个芯片。所以，如果计算机可以使用语音作为输入输出界面的话，体积还可以小很多，随时随地都可以方便地使用。

声波能量产生以后就要传播出去，因为根据声的定义，声就是扰动的传播（见图11－3）。声音在传播过程中实际上有各种各样的渠道，可以从地面、天花板、墙面反射出去。声波在如此复杂的环境中由声源传到耳朵，变化已经非常大了。如果对声音传播的规律不够了解，所建造的厅堂的音质将很糟糕——这边讲话，那边听到的声音可能很响，却不能听懂声音中说话人的意思，即传播的效果没法控制，所以要研究声音传播的规律。

图11－3　声波记录

简单实验

人怎样听到声音的？为了更好地理解声和音，可以自己动手做一个简单的实验，通过一个耳朵模型，就会明白耳朵如何把声音变成可传到大脑的信号，大脑又是如何把信号转变成可以感受的声音的。

（1）用硬纸板圈一个纸筒，再用橡皮筋把光滑的塑料薄膜牢固地固定在纸筒的一端。

（2）用另一块硬纸板卷成一个锥形，用胶带粘牢。

（3）将锥形的小边与纸筒对接，并用胶带纸将重叠处粘牢，构成一个耳朵的模型。

（4）用橡皮泥把卡片和耳朵模型分别固定在桌子上，使用手电筒照射薄膜，能使光点经反射出现在卡片上。

（5）对着锥形管大口一侧大声唱歌或大声说话，经反射而投射在卡片上的光点就会快速抖动。声波使塑料薄膜上下晃动，光点也随之晃动。

塑料薄膜就像耳朵一端的鼓膜，它可把信号送到你的大脑中；你耳朵里的孔就是耳道的开口，耳道就像纸做的一个管道；锥形管的作用就像你的外耳，声音直接对着它中心的孔。