神奇酷科學（9）：驚天動地的聲音

得獎紀錄：‧ 三度榮獲英國皇家學會科學書獎（Royal Society Prizes for Science Books，原艾凡提斯科學書獎）！此獎又被稱為科學書的布克獎，由英國皇家學會設置，分為成人獎及青少年獎兩大獎項，其中青少年獎的對象是適合十四歲以下兒童閱讀的科普讀物，而且評審方式非常特別：先由五位成人評審挑出六部入選作品，再交由十四歲以下學童票選決定得主。
‧ 英國銷售突破千萬冊，全球銷售達千萬冊。已翻譯成38種語言，通行超過二十個以上的國家。名人推薦：‧ 本書綜合知識小檔案、小測驗、趣味漫畫，以及易懂好讀的文字，讓科學變得很有趣，...

滔滔不絕的聲音
下列三者有什麼共同點？
a. 你的寵物鼠。
b. 你的自然老師。
c. 60 個人組成的大型交響樂團。
不，答案不是他們都吃乳酪⋯⋯正確答案是：他們都會利
用聲音吸引你的注意。交響樂團會演奏樂器，老鼠吱吱叫，至
於自然老師⋯⋯呃，你能想像老師不說話的情況嗎？你將不用
上無聊的自然課，老師也不能指派功課給你，真令人難過！

對於動物來說，聲音也很重要；因為動物和我們一樣，必
須依靠聲音來傳遞訊息。想像一下，當狗狗外出「散步」的時
間到了，如果牠沒有發出叫聲，將會發生什麼事呢？沒錯，你
會因為忘了帶牠出去上廁所，承受可怕的後果⋯⋯


學習科學家的語言
科學家有很多專用的術語，只有內行人才聽得懂。下面是
你學習這些名詞的好機會！只要學會這些專用術語，你就可以
滔滔不絕的發表科學演講，朋友會覺得你很酷，連老師也只好
閉嘴。

震耳欲聾的振幅
聲波的振幅代表聲音的強弱，振幅愈大，代表聲音愈強或
音量愈大。「幅」這個字的意思是波的振動「寬度」。
高低起伏的頻率
聲音的頻率代表聲波每秒振動的次數。有些聲音的頻率高
得人耳聽不見，例如蝙蝠可以發出每秒振動 10 萬次的聲波。聲
波的頻率愈高，代表聲音的音調愈高，例如蝙蝠發出的聲音都
比較高，所以聽起來是尖銳的吱吱聲，而不是低沉的吼聲。順
道一提，頻率的單位是赫或赫茲（簡寫為 Hz），聲音愈高，
頻率數值愈大。
優美的單音
這裡的「音」和綠草如茵的「茵」完全無關。只有單一頻
率的聲音叫做單音或純音（而且好像存心要把人弄迷糊，大多
數的聲響是由不同頻率的單音所混合而成的）；把音叉放在平
整的平面上敲擊，就可以發出一種單音。
大鳴大放的共鳴
當聲波的振動以特定頻率撞擊一個物體，使物體也跟著振
動起來，而且振幅愈來愈大，就是共振（共鳴）；這時物體所
發出的聲音也會愈來愈響，直到震耳欲聾。
和諧的泛音
想像你正在撥動吉他上的弦，你可以讓每條弦發出單一的
主音，或是用手指頭輕輕觸碰振動的弦來產生許多泛音。泛音
可以使你的演奏更加優美，如果沒有泛音⋯⋯你的音樂老師就
要「犯」頭疼了。
以上的術語，你都學會了嗎？它們已經足夠讓你在自然課
上大吹大擂了。不過，下面的情況會讓你的名聲更加響亮。想
像一下，如果你變成一名流行歌手⋯⋯
你能變成流行歌手嗎？
想要成為流行歌手，其實不需要太多條件，如果你有歌唱
的天分當然很好，但沒有也不會怎麼樣⋯⋯只要你喜歡音樂和
舞蹈，就有可能成為紅透半邊天的流行歌手。但是首先，你必
須錄製自己的第一首暢銷單曲。
為了向你解釋錄音的技術，我們以高薪聘請王牌 DJ 和唱
片製作人─爵士‧李斯寧以及科學家汪妲‧魏，來介紹剛出
道的歌手所應該具備的音響常識。
第一步：音響系統
高科技的隔音設備
當你在錄製歌曲的時候，一定不希望錄進鄰居的電視聲。
爵士的錄音室有高科技隔音牆，可以隔絕外界的噪音。
好啦！他只是在塑膠板後面貼上紙板做成的蛋盒。
柔軟的紙板就像柔軟的枕頭一樣，可以吸收振動，這就
是錄音室為什麼這麼安靜的原因⋯⋯只有爵士扯開他的大嗓門
時，才會破壞這片寧靜。
賣力的麥克風
唱歌或演奏樂器時，你必須靠麥克風來放大聲音，而且必
須很靠近它才行。有時候人們把麥克風簡稱為「麥」。
放大器與喇叭
麥克風本身不會主動運作，但是有了它，你的美妙歌聲就
可以轉換成電流訊號了。但是，你聽不到電流訊號，對不對？
嗯，其實你可以，只不過它可能像吹風機的聲音一樣可怕⋯⋯
所以你需要喇叭，把電流訊號再變回你本人的美妙聲調，還需
要放大器把聲音變大一點，讓別人可以聽見⋯⋯不過，有時實
在太大聲了。

動物魔音大考驗
想像自己是下面這些小動物，你會如何處理以下的情況？
記住！你的抉擇攸關生死，一旦選錯了，就可能變成大型動物
的美味點心。
1. 你是一隻南美負鼠（一種住在樹上、毛茸茸的小動物，尾巴
可以抓緊樹枝），而且遇到一隻巴西尖叫蛙。現在這隻蛙發出
尖叫（這就是牠會被取這個名字的原因），你該怎麼辦？
a. 吃掉青蛙，光憑嚇人的尖叫不足以阻擋你。
b. 快逃跑！青蛙正在警告你：附近有危險的動物。
c. 快逃跑！青蛙正在警告你：牠是有毒的。
2. 你是一隻北美地松鼠，有一條響尾蛇闖進你的洞裡，正在搜
尋你剛生下的小孩。你看不到蛇，但聽得到牠的尾巴正邪惡的
「嘶嘶作響」，那種聲音很特殊，聽起來高昂又緩慢，你該怎
麼辦？
a. 趕快逃跑！蛇的聲響正警告你，牠又大又毒。討厭！小孩
子要學著保護自己啦！
b. 緩慢的聲響表示蛇移動的速度緩慢，所以你有充分時間可
以挖個地道，讓自己和孩子順利逃跑。
c. 狠狠攻擊這條蛇！由緩慢的聲響可以判斷這條蛇比一般蛇
小，而且非常疲倦，所以你有機會打敗牠。
3. 你是一隻住在沼澤裡的小辮 （一種鳥），聽到赤足鷸（另
一種鳥）發出很響亮的三音節叫聲，你該怎麼辦？
a. 去找魚吃，牠們的叫聲代表附近有食物。
b. 叫聲是一種警告：有一群烏鴉即將抵達，牠們將會吃掉你
剛孵出的小孩（還有赤足鷸的小孩）。你應該加入其他小辮
c. 啥也別做！叫聲是告訴你：快下雨了。身為一隻沼澤鳥，

答案：
1. a。這種青蛙非常美味（當然是以青蛙的標準來
說）。2. c。蛇尾發出的音調愈高，代表這條蛇的體型愈
小，聲音緩慢表示這條蛇很疲累，而且動作遲緩。為了保
護小孩，你應該準備作戰了。如果你選了 a，應該為自己
的膽小感到羞愧。3. b。這是警告！快準備作戰。看來，
羽毛將滿天飛！
你一定不知道！
人類也喜歡用聲音溝通……什麼？你早就知道了？那打
賭你不知道：人類可以發出的聲音比任何動物都多。因
為人類會用很多不同的方式移動舌頭和嘴脣，來製造各
種奇怪又美妙的聲音。現在就試著發出幾種比較特別的
聲音吧！

動手做：發現你身邊的聲音
你需要：
你自己。
耳朵一對（如果你運氣好，本來就有耳朵，那你應該會在
頭的兩側發現它們）。
實驗步驟：
1. 什麼都別做。
2. 安靜坐著並仔細傾聽。
你會聽到什麼？
a. 什麼都沒聽到，而且過了半個小時後，就會非常無聊。
b. 聽到以前從未注意過的微小聲響。
c. 聽到從身體裡面發出的奇怪聲音。

答案：
b. 和 c. 都有可能。我們的環境裡充滿各種聲音，只
是多數時候我們通常不會注意，例如貓咪滾毛球的聲音、
阿嬤嚼軟糖的聲音，或是麻雀的咳嗽聲。如果什麼聲音都
沒有，你至少會聽到自己的呼吸（如果你發現自己沒有呼
吸，最好立刻去看醫生）。

滔滔不絕的聲音
下列三者有什麼共同點？
a. 你的寵物鼠。
b. 你的自然老師。
c. 60 個人組成的大型交響樂團。
不，答案不是他們都吃乳酪⋯⋯正確答案是：他們都會利
用聲音吸引你的注意。交響樂團會演奏樂器，老鼠吱吱叫，至
於自然老師⋯⋯呃，你能想像老師不說話的情況嗎？你將不用
上無聊的自然課，老師也不能指派功課給你，真令人難過！

對於動物來說，聲音也很重要；因為動物和我們一樣，必
須依靠聲音來傳遞訊息。想像一下，當狗狗外出「散步」的時
間到了，如果牠沒有發出叫聲，將會發生什麼事呢？沒錯，你
會因為忘了帶...

談古說今話聲音 　
簡麗賢 ／北一女中物理教師

　　小天下這本有關聲音的科普書，以略帶俏皮的語言，大大
減輕讀者對科學的恐懼，讀起來相當有趣。除了饒富趣味之
外，本書也讓讀者能夠以更輕鬆的心情來獲得科學知識；例如
書中提到「噪音與樂音」、「共振」、「音爆」等等，都是在
幽默的對話中傳遞科學知識。
　　談到噪音，我就想到《老子》中的「五色令人目盲，五音
令人耳聾。」過多刺耳的聲音的確會讓人失去音樂感。而閱讀
這本書之後，讀者可以了解，依據物理學的觀點，當發音體進
行不規則振動時，發出的聲波不具週期性，聲音聽起來不悅
耳，就是噪音；相反的，當發音體作規則性振動時，發出的聲
波會隨著時間進行週期性的變化，聲音聽起來很悅耳，就是樂
音。相對於噪音讓人煩躁，樂音卻能給人喜樂的感受。自古以
來，詩人留下許多詠歎樂音的美妙詩句，例如《荀子》中形容
琴音優美動聽使得「流魚出聽」及「六馬仰秣」；白居易＜琵
琶行＞以「大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私語。嘈嘈切切錯雜
彈，大珠小珠落玉盤」， 貼切的形容琵琶的樂音變化，令人讚
嘆不已；還有杜甫《贈花卿》所云：「此曲只應天上有，人間
能得幾回聞」。
　　讀者在閱讀這本書時，一定也會對「共振」現象深感興
趣。有關聲波的共振現象，讓我想到知名的男高音卡羅素在某
次演唱時，居然將水晶酒杯給「唱破」了。很神奇吧！其實這
是共振闖的禍啦！因為水晶酒杯的自然頻率比較高，而當卡羅
素唱到高音時，聲波的頻率剛好等於水晶酒杯的自然頻率，於
是聲波與酒杯發生共振而將酒杯震破。同樣的道理，在積雪的
山谷中千萬不要高聲喊叫，因為聲帶振動時會產生很多種頻率
的聲波，萬一有些聲波的頻率剛好等於積雪的自然頻率，聲波
就會和積雪產生共振而造成雪崩，非常危險、不可不慎。讀到
這裡，你是否想起阿里巴巴與四十大盜的故事，當阿里巴巴「
唸」出「芝麻開門」，山洞的大門就會打開⋯⋯這也是共振現
象嗎？你也許想到可以設計一種聲控鎖，當你的聲波頻率剛好
等於聲控鎖的自然頻率時，就會發生共振而開鎖，很酷吧！
　　閱讀這本書的趣味還包括可以更深入掌握生活中的聲音現
象。例如2011年的國軍漢光演習，當時附近農民養的鵝隻有幾
十隻被嚇死，當地的獸醫認為原因是戰機高速飛行時所造成的
音爆嚇壞了鵝群，慌亂的鵝隻因此互相踐踏而亡；同一時間，
新竹某地也傳出足以震動門窗的巨大聲響，當地民眾也認為是
戰機的「音爆」闖的禍⋯⋯但到底什麼是
音爆？音爆會帶來什麼災情？在上述
的報導中，民眾遇到的現象真的是
音爆嗎？這也是讀者閱讀本書時可以思
考，甚至繼續查閱相關書籍的動力。

談古說今話聲音 　
簡麗賢 ／北一女中物理教師

　　小天下這本有關聲音的科普書，以略帶俏皮的語言，大大
減輕讀者對科學的恐懼，讀起來相當有趣。除了饒富趣味之
外，本書也讓讀者能夠以更輕鬆的心情來獲得科學知識；例如
書中提到「噪音與樂音」、「共振」、「音爆」等等，都是在
幽默的對話中傳遞科學知識。
　　談到噪音，我就想到《老子》中的「五色令人目盲，五音
令人耳聾。」過多刺耳的聲音的確會讓人失去音樂感。而閱讀
這本書之後，讀者可以了解，依據物理學的觀點，當發音體進
行不規則振動時，發出的聲波不具週期...

前言
請聽聽以下的說法⋯⋯
年紀愈輕的人愈吵鬧，例如嬰兒就很喜歡製造噪音⋯⋯
兒童也是⋯⋯
青少年認為震耳欲聾的音樂才讚！
但是，當人的年紀愈來愈大，他們的個性會變得比較沉
穩，也比較喜歡安靜。你的父母不再認為聲音大就好聽，反而
覺得巨大的聲響很吵，尤其是由「你」發出的巨大聲響⋯⋯
所以，你最好安—安—靜—靜的閱讀這本書⋯⋯
你知道嗎？某些老師的要求更過分⋯⋯
事實上，老師唯一欣賞的聲響是自己的聲音，可以滔滔不
絕的解釋一些無聊的科學知識；而且為了不讓你製造噪音，他
還會教你有關聲音的科學。
真是無聊！但聲音的知識不一定都這麼無聊⋯⋯請聽聽以
下這些有趣的知識，一定會讓你豎起耳朵！
● 特定的高頻單音可以震碎玻璃。
● 聲音會讓眼球在眼窩裡面振動。
● 聲音可以把人震昏，甚至「震」亡。
本書還有許多與聲音有關的驚人知識，例如讓人血管爆裂
的鐘聲，以及可以讓人屁滾尿流的噪音炮。讀完本書之後，你
就可以在自然課上滔滔不絕，講到心滿意足，更棒的是：同學
都會專心聽講。
誰知道呢？說不定將來你會在科學界一「鳴」驚人呢！至
少有一點可以確定：對你而言，這個世界的聲音將變得不同凡
「響」。所以，現在你要洗耳恭「聽」，然後翻到下一頁⋯⋯

前言
請聽聽以下的說法⋯⋯
年紀愈輕的人愈吵鬧，例如嬰兒就很喜歡製造噪音⋯⋯
兒童也是⋯⋯
青少年認為震耳欲聾的音樂才讚！
但是，當人的年紀愈來愈大，他們的個性會變得比較沉
穩，也比較喜歡安靜。你的父母不再認為聲音大就好聽，反而
覺得巨大的聲響很吵，尤其是由「你」發出的巨大聲響⋯⋯
所以，你最好安—安—靜—靜的閱讀這本書⋯⋯
你知道嗎？某些老師的要求更過分⋯⋯
事實上，老師唯一欣賞的聲響是自己的聲音，可以滔滔不
絕的解釋一些無聊的科學知識；而且為了不讓你製造噪音，他
還會教你有關聲音的科學。
真是無聊！但聲...

前言 7
滔滔不絕的聲音 10
駭人聽聞 23
急速聲波 42
震天價響 62
喧嘩的大自然 71
古怪的回聲 80
人體的聲音 94
可怕的音樂傷害 116
陰森的音效 135
粗魯的錄音 146
無聲勝有聲？ 158
驚人的聲音大考驗 163
超酷索引 172

前言 7
滔滔不絕的聲音 10
駭人聽聞 23
急速聲波 42
震天價響 62
喧嘩的大自然 71
古怪的回聲 80
人體的聲音 94
可怕的音樂傷害 116
陰森的音效 135
粗魯的錄音 146
無聲勝有聲？ 158
驚人的聲音大考驗 163
超酷索引 172