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聲音是什么？音樂(lè)是什么？生命是什么？它們?nèi)咧g有什么聯(lián)系？

聲音是一種物質(zhì)能量。它是由物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的波動(dòng)能量。機(jī)械運(yùn)動(dòng)是自然界最普遍、最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方式最常見(jiàn)的是往復(fù)位移，或者理解成：物質(zhì)狀態(tài)呈前后波動(dòng)、或上下波動(dòng)。無(wú)論是哪種理解，波動(dòng)就會(huì)形成能量。這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)的能量可以在固體、液體、氣體中傳播。

聲波（也就是聲音的波動(dòng)），不同于光波、電波、磁波，它是二維物質(zhì)。它只有形狀與能量，沒(méi)有質(zhì)子。其他物質(zhì)都是三維的，有形狀、有能量、還有質(zhì)子。

聲波的能量大小計(jì)量，通常采用聲功率符號(hào)“dB”來(lái)表示。數(shù)值越大，聲能量越大，數(shù)值越小聲能量越小。

聲波的形狀，要從多角度理解。

第一，波形。從聲音結(jié)構(gòu)方式來(lái)理解。物理學(xué)在定義聲音時(shí)，又頻率、音色、振幅三大要素組成。其中，頻率指每秒鐘振動(dòng)多少次；振幅即振動(dòng)幅度。振動(dòng)幅度越大，聲功率越大；音色指的是聲音組成的泛音列秩序及其組成方式。

    泛音列秩序及其組成方式不同，音色就不同。

由于聲波沒(méi)有質(zhì)子，它的傳播就必須依賴介質(zhì)?；蚬腆w介質(zhì)、液體介質(zhì)、氣體介質(zhì)。所以它在沒(méi)有質(zhì)子的真空里是不能傳播的。我們?！奥?tīng)”到的聲音，就是通過(guò)氣體傳播的。也因此，空氣的濕度、溫度、密度對(duì)聲波的傳播都有影響。

聲波在空氣中的傳播，會(huì)因?yàn)轭l率大小而產(chǎn)生能量損耗差異。頻率越高，損耗越大，頻率越小，損耗越小。因?yàn)轭l率越大，通過(guò)介質(zhì)的數(shù)量就越大。而介質(zhì)傳遞能量同時(shí)也消耗能量。如表1：

表 1

表1中可見(jiàn)：100米距離內(nèi)，40Hz的第9個(gè)倍頻程時(shí)，生能量衰減了500倍。

也因此，一個(gè)交響樂(lè)團(tuán)的演奏，指揮聽(tīng)到的音色與觀眾聽(tīng)到的音色是不一樣的。尤其是后排的觀眾，基本上聽(tīng)不到弦樂(lè)的擦弦聲甚至銅管的嘶嘶聲。頻率越高衰減越大。

如果物質(zhì)密度與楊氏模量比越高，聲音傳播的速度（聲速）就越快。如空氣密度約為1.29kg/m3，基本上沒(méi)有楊氏模量[[1]]，所以它的聲速為331.5m/s；又如水的密度約為997.0479kg/m3（26度水溫時(shí)），較空氣密度高了 近800倍，所以其聲速為1497m/s，是空氣的4.5倍；又如鉆石，是當(dāng)前固體材料中密度與楊氏模量比最高材料之一，密度為3.4g/cm3，楊氏模量90(*E1ON/m2)，密度與楊氏模量比為26.47，聲速為16270m/s，是水的10倍。

聲音作為一種機(jī)械波能量，并不是因聽(tīng)覺(jué)而存在。無(wú)論是否聽(tīng)到，它都存在。

通常，人類(lèi)的理論聽(tīng)覺(jué)閾值為20Hz~20KHz[[2]]。將低于20HZ的成為次聲波，將高于20KHz的成為超聲波。

1.1. 生物波

波，存在于任何生物體中，包括人。人體生命中的新陳代謝是典型的生物運(yùn)動(dòng)。它涉及了分子、細(xì)胞、組織、器官等運(yùn)動(dòng)。只要運(yùn)動(dòng)就必然產(chǎn)生波，波是生物活體的存在特征之一，如果沒(méi)有波現(xiàn)象存在，生物體的科學(xué)意義就不存在了。

生物體（包括人）的波，在人體中如水（體液）、分子、細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)等新陳代謝或應(yīng)激運(yùn)動(dòng)中等都有存在，它們或者是聲波或者是電磁波，或者是聲波+電磁波。

在醫(yī)生診斷過(guò)程中，采用針對(duì)心、肺、腹、血管、皮下、肌束、關(guān)節(jié)、骨折面等施行聽(tīng)診，也表明人體組織或器官的聲波存在。人體聲波不僅只是器官和組織有，細(xì)胞、分子等都有。

這里把存在于生物體內(nèi)的聲波與電磁波統(tǒng)稱(chēng)為生物波。生物波也是一種物質(zhì)波。它既是生物運(yùn)動(dòng)的必然，又是生物運(yùn)動(dòng)的一種特征。生物波與其他物質(zhì)波不同：生物波是一種“主動(dòng)波”，它的形成源于生物自振，與生物運(yùn)動(dòng)直接相關(guān)；其它物質(zhì)波是一種“被動(dòng)波”，它的形成源于物質(zhì)外力，與外力作用相關(guān)。生物波的科學(xué)意義，在生命構(gòu)成中的地位不亞于化學(xué)成分、嚴(yán)整有序的結(jié)構(gòu)、新陳代謝、生長(zhǎng)、遺傳和繁殖、應(yīng)激、進(jìn)化等特征。波存在或者說(shuō)波特征，是完全可與生物中其他生命特征在科學(xué)意義上并列的一種特征。

無(wú)論是生物波還是其它物質(zhì)波，只要是波，也都有頻率?？茖W(xué)界計(jì)算頻率的標(biāo)準(zhǔn)是用時(shí)間“秒”：每秒鐘波動(dòng)2次，即2Hz；每秒鐘波動(dòng)200次，即200Hz... ...馀類(lèi)推之。

1.2. 波干涉

無(wú)論是聲波還是電磁波，作為一種物質(zhì)能量體現(xiàn)，是具有對(duì)物質(zhì)對(duì)象起干涉作用的。這是大自然的波動(dòng)交互行為。波干涉，就是波現(xiàn)象對(duì)物質(zhì)作用的一種物理機(jī)制。

1.2.1.    受迫振動(dòng)

即在外力作用下所發(fā)生的振動(dòng)。在交互過(guò)程中，物質(zhì)固有頻率不同，其中一個(gè)受另一個(gè)驅(qū)動(dòng)力影響產(chǎn)生振動(dòng)是一種波干涉的受迫振動(dòng)。如敲鐘，鐘的振動(dòng)是因?yàn)橥饬η么蚨芷日駝?dòng)的。又如聽(tīng)覺(jué)，耳膜所產(chǎn)生的振動(dòng)，是因聲波作為外力驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的受迫振動(dòng)。

“波動(dòng)”這個(gè)單詞與“振動(dòng)”這個(gè)單詞具有同樣的科學(xué)意義，在物理學(xué)中兩者可以互換。

1.2.2.   共振

在交互過(guò)程中，物質(zhì)固有頻率接近或相同時(shí)，其中一個(gè)物質(zhì)的振動(dòng)因另一個(gè)物質(zhì)振動(dòng)而驅(qū)動(dòng)叫共振。如：把兩個(gè)音叉放置到較近的距離，其中一個(gè)振動(dòng)時(shí)，也會(huì)引起另一個(gè)振動(dòng)。由于兩個(gè)音叉的固有頻率是一樣的，所以，當(dāng)其中一個(gè)音叉振動(dòng)時(shí)，聲波的能量會(huì)驅(qū)動(dòng)另一個(gè)音叉振動(dòng)。這是在不同物質(zhì)系統(tǒng)之間產(chǎn)生的共振。

又如宋代科學(xué)家沈括在《夢(mèng)溪筆談》中提到了“聲同者即應(yīng)”現(xiàn)象^[[3]]。即固有頻率相同條件下，觱篥^[[4]]的吹奏可引起琵琶的聲學(xué)響應(yīng)。

相同頻率的波與波疊加也屬于一種共振。在聲學(xué)上，聲波能量按倍數(shù)疊加在空氣中可提高3dB的聲功率。如1把小提琴聲功率為80dB，2把83dB，4把86dB，8把89dB，16把92dB... ...馀類(lèi)推之。粒子加速器，就是利用這種共振原理，把許許多多粒子具有的微小“波紋”疊加起來(lái)形成巨大的“波紋”，所產(chǎn)生能量把電子或質(zhì)子推到近乎光速，在高速的相撞下產(chǎn)生新的粒子。

在同一物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)，其振動(dòng)產(chǎn)生并非單一頻率。如樂(lè)音或噪音，都是復(fù)合頻率。復(fù)合頻率能量的慣性疊加造成其中某個(gè)頻率波動(dòng)幅度最大，這個(gè)振幅最大的頻率也叫共振頻率，該共振頻率也被稱(chēng)為物質(zhì)的固有頻率。

1.2.3.   交遞振動(dòng)

在特定條件下，受迫振動(dòng)或共振會(huì)形成一系列的交遞振動(dòng)。在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，具備受迫振動(dòng)與共振的聲學(xué)條件，共振也會(huì)被受迫振動(dòng)所激勵(lì)，形成交遞振動(dòng)。如奏小提琴：弓毛摩擦琴弦，琴弦受迫振動(dòng)；琴弦振動(dòng)通過(guò)琴橋?qū)⒄駝?dòng)傳遞給琴面，琴面將振動(dòng)傳遞給音柱、側(cè)板，音柱、側(cè)板再把振動(dòng)傳遞給背板，一系列的受迫振動(dòng)引起了亥姆霍茲共鳴箱內(nèi)空氣的共振，使源于琴弦振動(dòng)的所有振動(dòng)環(huán)節(jié)聲波疊加，將音量（振幅）放到最大。由于琴面振動(dòng)與背板振動(dòng)有時(shí)差，共鳴存在一定的延時(shí)現(xiàn)象，所以會(huì)出現(xiàn)“水汪汪”般的音色；由于亥姆霍茲共鳴箱產(chǎn)生的聲壓最高，因此，小提琴的第二泛音聲壓大大高于第一泛音（基音）數(shù)倍[[5]]。也因此，小提琴的聽(tīng)覺(jué)音高較鋼琴等其他樂(lè)器要高八度。

交遞振動(dòng)在波干涉中很普遍。如風(fēng)引起海浪的波動(dòng)，海浪引起船的波動(dòng)，船引起（船上的）人的波動(dòng)，人體引起器官（包括體液）的波動(dòng)，器官引起組織的波動(dòng)，組織引起細(xì)胞的波動(dòng)，細(xì)胞引起分子的波動(dòng)等。

1.2.4.   加減波動(dòng)

在波干涉行為中，波與波相加會(huì)增大能量，波與波相減會(huì)降低能量。

任何波（無(wú)論電磁波還是聲波）都是由一個(gè)波峰（上弦）與一個(gè)波谷（下弦）構(gòu)成的。

圖1

當(dāng)兩個(gè)聲波疊加時(shí)，聲能量會(huì)加倍。所謂疊加，就是兩個(gè)聲波的上弦、下弦重合。

（波與波相加）

圖2

當(dāng)兩個(gè)聲波相減時(shí)，聲能量會(huì)減倍^[[6]]。所謂聲波相減，就是兩個(gè)聲波的相位相反，一個(gè)聲波的波峰對(duì)準(zhǔn)了另一個(gè)聲波的波谷。

（波與波相減）

圖3

通俗理解：一個(gè)聲波相位與另一聲波相位相反時(shí)，就等于正能量+負(fù)能量=0。這種聲干涉現(xiàn)象被普遍應(yīng)用于工程中。

如有源消音器。它的原理是利用電聲設(shè)備將接受到的聲源信號(hào)以同樣聲壓、同樣頻率，但延遲半個(gè)周期再重放。因延遲半個(gè)周期時(shí)，正好重放聲波與聲源聲波聲場(chǎng)反相，即重放的下弦與聲源的上弦重疊，造成聲場(chǎng)相反，抵消了聲源能量，達(dá)到消音目的。

1.3. 生物的波影響

人類(lèi)總是暴露在波能量中的^[[7]]，必然會(huì)受到波干涉影響。也就說(shuō)，人類(lèi)的生物物質(zhì)，包括人體的體液、器官、組織、細(xì)胞、分子等都會(huì)受到來(lái)自于外界波動(dòng)能量或受迫振動(dòng)、或共振、或交遞波動(dòng)、或加減波動(dòng)的影響。

1.3.1.    環(huán)境波影響

人類(lèi)生物會(huì)受到來(lái)自系統(tǒng)外的環(huán)境波影響。

人類(lèi)生存的環(huán)境，處處充滿了聲波與電磁波。無(wú)論聲波還是電磁波，人類(lèi)都無(wú)法避免，完全暴露在聲波或電磁波環(huán)境中。所以只能被動(dòng)地接受一切環(huán)境波的影響。

環(huán)境聲波或電磁波，通過(guò)受迫波動(dòng)、共振、交互波動(dòng)、加減波動(dòng)等行為方式作用人體系統(tǒng)，使人體內(nèi)部的體液、分子、細(xì)胞、組織、器官等受其影響，進(jìn)而改變其生物固有頻率。

生物固有頻率的改變，就意味著波能量附著的分子、細(xì)胞、組織、器官等主體^[[8]]結(jié)構(gòu)上的改變。在環(huán)境波能量影響下，人體生物的固有頻率，一部分通過(guò)人體應(yīng)激機(jī)制反應(yīng)、調(diào)整后得到恢復(fù)，保持原生態(tài)，表示人體這部分健康處于“未病”狀態(tài)；另一部分在恢復(fù)中或正在改變中，意味著生物主體結(jié)構(gòu)正在變化中，表示人體這部分健康處于“欲病”^[[9]]狀態(tài)；還有一部分恢復(fù)不了，隨環(huán)境波影響而改變了，意味著這部分生物主體的原生態(tài)結(jié)構(gòu)已經(jīng)變了，表示人體這部分健康已達(dá)“已病”狀態(tài)。

當(dāng)然，環(huán)境波不是唯一改變生物固有頻率的途徑。但，起碼是人體生物系統(tǒng)難以避免的、生物固有頻率被迫改變的重要條件之一。

實(shí)際上，人體生命如果還是一個(gè)活著的有機(jī)體話，那么，整個(gè)系統(tǒng)都在波動(dòng)，有著千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)固有頻率在相互影響，形成一個(gè)有序的生物自振系統(tǒng)。這個(gè)自振系統(tǒng)，是在生物波相互影響中保持了生理系統(tǒng)平衡的，即人體自振系統(tǒng)的平衡。

當(dāng)自振系統(tǒng)的某些頻率，受外界波動(dòng)負(fù)能量干涉，生物主體運(yùn)動(dòng)受到阻礙，或生物頻率振幅受到削弱，就會(huì)造成某些生物主體運(yùn)動(dòng)抑制、降低或生物活力消退，自振系統(tǒng)的生理平衡就會(huì)被打破，人體應(yīng)激機(jī)制就會(huì)調(diào)動(dòng)一切可調(diào)動(dòng)的能量重新找回自振系統(tǒng)的平衡，也就是恢復(fù)自振系統(tǒng)的平衡?；謴?fù)過(guò)程中，人體健康就會(huì)付出疾病風(fēng)險(xiǎn)的代價(jià)；當(dāng)自振系統(tǒng)的某些頻率，受外界波動(dòng)正能量干涉，生物主體運(yùn)動(dòng)受到促進(jìn)，或生物頻率振幅受到共振能量疊加，就會(huì)造成某些生物主體運(yùn)動(dòng)活化能力提升或生物活力增強(qiáng)，自振系統(tǒng)的生理平衡就會(huì)被維護(hù)、被恢復(fù)、或被強(qiáng)固。^[[10]]

這也是人體接受音樂(lè)治療的生理機(jī)制。

1.3.2.    意識(shí)波影響

人類(lèi)生物還會(huì)受到來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)的意識(shí)波影響。

一切生物都有著生命的共性。但人是特種生物，有著它獨(dú)特的個(gè)性。動(dòng)物生命與植物生命所不同在于意識(shí)；人的意識(shí)與動(dòng)物意識(shí)所不同在于抽象。動(dòng)物不能抽象，人類(lèi)可以。

也就說(shuō)，人的生命結(jié)構(gòu)與植物不同：植物僅僅是生理的，而人體生命結(jié)構(gòu)既是生理的也是心理的；人類(lèi)心理與動(dòng)物心理不同：動(dòng)物心理不能進(jìn)行抽象活動(dòng)，更多地是出于條件反射做出應(yīng)激反應(yīng)；而人類(lèi)心理可以進(jìn)行抽象活動(dòng)，除條件反射外，還可以根據(jù)抽象思維做出生理上的應(yīng)激反應(yīng)。

人的生物系統(tǒng)，是一個(gè)意識(shí)與物質(zhì)互為環(huán)境的系統(tǒng)：意識(shí)以物質(zhì)的生物條件為環(huán)境，生物的物質(zhì)以意識(shí)條件為環(huán)境。生物會(huì)影響意識(shí)，意識(shí)也會(huì)影響生物。

抽象意識(shí)，是一種及其復(fù)雜的思維方式。它是建立在若干體驗(yàn)基礎(chǔ)上的概括、推演、想象與歸納上的。當(dāng)音樂(lè)述諸于主觀時(shí)，人類(lèi)思維并不當(dāng)它作為一連串的聲音來(lái)認(rèn)識(shí)，而是從聲波運(yùn)動(dòng)秩序的覺(jué)察中抽象出聲波能量負(fù)載的信息，信息的汲取與響應(yīng)激發(fā)意識(shí)活動(dòng)，即產(chǎn)生意識(shí)波。

從物理的角度講，音樂(lè)就是一連串的有規(guī)則呈現(xiàn)的聲波；從生理上講它就是一連串能對(duì)生物物質(zhì)產(chǎn)生作用的聲能量；但從心理上講，它是在生理作用下能產(chǎn)生意識(shí)波的信息流。

意識(shí)的波動(dòng)即意識(shí)波，它會(huì)激發(fā)生理上的響應(yīng)。

生理上的響應(yīng)，以生物物質(zhì)形式表現(xiàn)出來(lái)，就是腦電波。腦電波是生物物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)形式。尤其是負(fù)載著精神內(nèi)容的電波形式。從這角度看，意識(shí)也是物質(zhì)的。它看起來(lái)似乎是大腦皮層神經(jīng)元的突觸后電位變化，但卻與人體生物整體相聯(lián)系。不僅人體生物系統(tǒng)的健康狀態(tài)直接影響腦電波表現(xiàn)，腦電波的表現(xiàn)也直接影響人體生物系統(tǒng)的健康。

如腦電波在音樂(lè)意識(shí)波的影響下，通過(guò)神經(jīng)細(xì)胞觸發(fā)，可激勵(lì)人體生物系統(tǒng)分泌或調(diào)整多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素、內(nèi)啡肽、乙酰膽堿、褪黑素、免疫球蛋白、酶等生理霍爾蒙物質(zhì)。而這些生理激素物質(zhì)又對(duì)人體生物系統(tǒng)的健康起著積極的促進(jìn)作用。

這是人體接受音樂(lè)心理治療的物理機(jī)制。

另一方面，音樂(lè)作品及其聲波是音樂(lè)主體意識(shí)的物態(tài)化，它的呈現(xiàn)是一連串的聲波——物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式。但其物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式所負(fù)載的信息，卻是主體意識(shí)形態(tài)（也是一種意識(shí)波）。這種意識(shí)波在物態(tài)化之前，也就是還沒(méi)有呈現(xiàn)出聲音形式之前，抽象地展開(kāi)在音樂(lè)家（作曲家、指揮家、演奏家、演唱家）的大腦中，它仍然會(huì)以腦電波這種生物物質(zhì)形式存在，仍然能激活相應(yīng)的心理及其生理響應(yīng)。