牛津通识课:声音

麦克·戈德史密斯/著

2026-01-05

书籍简介

《牛津通识课》系列丛书,是牛津大学出版社镇社之宝。自1995年出版以来,该系列已经涉及数十种学科,包含近700本读物,销量过1000万册。其特点在于,每一本书对应一个主题,每个主题都由该领域的专家撰写。确保读者能在三小时内读懂一个学科。牛津出版社曾这样描述他们的野心:《牛津通识课》将会涵盖所有主要学科,为所有读者提供一个可读性强且包罗万千的工具书图书馆。声音是我们体验这个世界的重要途径。我们日常沟通、享受音乐以及鸟鸣或者涛声这些自然之声都离不开声音。但因为人类发达的大脑,我们可以用呼吸的声音传达信息,公开演讲和传道受业,但其实开始的声音出现在宇宙诞生后,也就是137亿年前。在这本小书中,迈克·戈德史密斯着眼于声音科学和音响文化,探讨声音是如何产生又是怎样被耳朵感觉到,音调与和声的物理基础以及乐器如何产生独特的声音。他还讲解了音乐这门艺术的演变和音乐令人心生愉悦的原因。通过了解不同来源的:听得见的与听不见的、地下的与水下的、技术性的以及有害的声音,你将了解到声音背后的科学原理,掌握声动人心背后的科学真相。

首章试读

01 声音的历史 Past Sounds 137亿年前的声音 声音的起源可以追溯到很久以前,远在宇宙大爆炸发生之后不久。很遗憾,宇宙大爆炸本身是寂静无声的。事实上,声波在传播媒介出现之时就形成了,那是在宇宙诞生30万年后,但直到130亿年后能够倾听到它的人类才出现。 原始声音的频率非常低,却蕴含着巨大的能量。新生宇宙的等离子体在太空中以不规则的方式开始排列,在此过程中,声音形成了。最终,在密度较大的区域诞生了星系,其中包括我们赖以生存的地球的前身,还有太阳。 从几十亿年前到地球诞生的最初数天(大约46亿年前),有大量的声音穿过这颗固体行星的外壳和它的地下液态区,在它的大气层中反弹、转弯。最终,炎热的土地逐渐冷却,降雨汇聚成海洋,而海洋中充满了声音。最早的生物进化环境中有多种多样的声音,这些声音深刻地影响了原始生物的形态、习性和命运。 500万年前的听觉 对人类来说,听觉和触觉有明显的区别,但对海洋生物来说却并不如此。就像振动可以穿过我们的身体一样,声音能轻松地通过海洋生物的身体。鱼类依靠名为神经丘的结构感知声音,这种结构分布在它们的身体表面,除此以外,鱼类还有其他几个负责听觉的结构。神经丘含有与人耳里的毛细胞类似的细胞,鱼类依靠神经丘获得有关附近声音强度和方向的信息。神经丘这种结构大约在5亿年前就已经演化形成。 为了探测经由空气传导的声音,鼓膜和耳蜗必不可少。因此,在大约4亿年前,当两栖动物在陆地上定居后,鼓膜和耳蜗就开始演化了。交流可能是听觉进化的主要推动力,因为声音具有远远超过视觉信号的优势。尽管一些海洋生物拥有发光和改变颜色的能力,但灯光表演远比制造噪声更具挑战性,传播范围也更小。制造噪声很容易,就像呼吸一样简单。对人类来说,呼吸发出的声音(由我们的大脑精确控制)赋予了我们说话的能力。 4万年前的音乐 对音乐的喜好是人类一种神秘且古老的乐趣。4万多年前,尼安德特人可能就已经有了笛子。在智人时期,一个没有石锣的洞穴,设...

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