语音的故事（六十一）| 焦磊：水是眼波横：横波与纵波（连载）

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既然浪纹计是通向可视语音的重要环节，那我们下面就补充一些有关浪纹计的物理常识。实际上浪纹计所记录的就是声波。我们前面已经讲过，声音的产生是靠振动。而声音的传播，则要依赖一定的媒介。无论是金属，水，还是我们看不见的空气都可以成为传播声音的媒介，声源的振动在媒介中形成声波，不断传播。

波是振动的一种表现。学过一点近代物理的都知道，根据法国物理学家德布罗意所提出的物质波公式，任何一种运动都可以看作是波。我们不妨以声波在空气中的传播为例，声源的振动，周期性推动靠近声源的空气粒子振动，而振动的空气粒子则带动附近的空气粒子一起振动。这种振动以一定的速度向各个方向扩散，就形成了波。

波可以分成横波与纵波两类。有句诗叫做“水是眼波横”——没错，水波就是一种横波。当我们向水池中投入一粒小石子，或是“风乍起，吹皱一池春水”的时候，我们就可以看见水波形成一个圆圆的圈，向周围扩散开去。如果这时在水上漂着一片叶子，我们会看见这片叶子上下浮动，但是不会跟着水波扩散的方向漂走。也就是说，波的振动方向与它的传播方向垂直，这样的波就叫做横波。

（配图：在水中央，摄影：甘于恩）

（路易·维克多·德布罗意，1892-1987，法国理论物理学家，物质波理论的创立者，量子力学的奠基人之一）

声波则是一种纵波，纵波的振动方向与其传播方向相同。当声音在空气中传播时，实际上在不断改变空气的密度。空气粒子按照疏——密——疏——密……的顺序沿着声波传播的方向排布。

当声音传入人耳的时候，疏密不同的空气粒子就会带动鼓膜一起内外振动。鼓膜的内外振动就会牵动内部的锤骨，砧骨和镫骨，这三块软骨称为听小骨，它们小而精巧，形成鼓膜与内耳之间的机械链。它们通过附着在腔壁上的几根韧带悬挂在中耳房内。锤骨的柄固定的附着于鼓膜并覆盖着二分之一以上的鼓面，鼓膜的动作通过或锤骨传导砧骨，而砧骨又与镫骨相连。就像留声机的针头一样，可以把外界传入的声音刺激放大。之后将其传到耳蜗中。耳蜗则是一个盘成螺旋状的组织，里面充满着粘粘的液体。在这里，物理刺激被转化为神经脉冲，将声音变成神经讯号，传入我们的大脑中。这样，人就可以感知到外界的声音刺激了。

（原载《叫我如何不想她——语音的故事》，朱晓农、焦磊著，商务印书馆2013年第一版）

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