【專題企畫】

聲歷其境 自然樂章

不知道是心跳還是雨點
總是那麼急迫的聲音
而世界又是那麼廣闊
海在山的那一邊，更遠
更遠還有月光有城市……
　　　　　　　－楊牧〈聲音〉（節錄）

聲波如何傳遞？大自然充滿天籟，動物如何發出及接收聲音，彼此間的聽覺構造又有何不同？而植物看似沉默，卻非寂靜無聲，它又如何表達心情呢？讓我們打開「科學」的耳朵，諦聽自然界的「聲聲不息」。

聲音是什麼
 

聲音是振動所產生的「聲波」，透過「介質」，如空氣、水、木材、玻璃或其他物質「向外傳送」，傳播出去後能被人或動物聽覺器官所感知的「波動現象」。我們可以試著把手放在喉嚨上，發出「啊」的聲音，就可以感受到聲帶的振動了！雖然聲音大多經空氣傳播，但液體或固體介質的分子排列緊密，傳播速率其實比空氣快得多。

那麼，假如我們在太空，能夠聽到聲音嗎？

答案是「不能」。宇宙基本上是真空狀態，但或多或少有些物質，所以有些聲波還是能夠傳播，只是沒有空氣來震動我們的鼓膜，自然也就聽不到聲音了。

聲音的頻率一般以「赫茲」表示，記為Hz，指每秒鐘週期性震動的次數。而「分貝」則是用來表示聲音強度的單位，記為dB；聲音的高低、響度與音色，被稱為「聲音三要素」。人耳能感受到的振動頻率範圍約為二十至兩萬赫茲，這個範圍聽起來很廣，但人類的聽力在兩千至五千赫茲頻率範圍內最為敏感，許多動物的聽力都比我們好得太多，尤其隨著年齡增長，人的聽覺上限還會慢慢降低；另外，我們可以聽見零分貝的聲音，但若長期曝露在超過八十五分貝的聲音之下，如通勤時耳機音量太高，就容易對聽力造成傷害。

 

耳聽八方

人的耳朵是聲音第一次處理以及感覺的受器，由外耳、中耳、內耳組成。外耳就是眼睛可見的「耳廓」，聲波撞擊耳廓後會反射與衰減，接著進入「耳道」，聲波在此被放大，然後震動「鼓膜」，將聲能從空氣傳輸到進入「耳蝸」，使裡面的毛細胞產生電訊號，進而由聽神經傳到腦部產生聽覺。
 

植物並不沉默

農人常說：「收成要好，首先要學會聽植物的聲音。」如今這可能不只是則比喻了，植物看來「木訥」，但似乎也會表達「心聲」。 有項研究顯示，阿拉伯芥屬（Arabidopsis）植物可以區別毛毛蟲的咀嚼聲與風造成的振動聲，因為當它「聽到」昆蟲進食的錄音後會製造較多化學毒素；該研究的第一作者艾培爾（Heidi M. Appel）說：「我們往往低估了植物，因為我們比較看不到它們的反應，但葉子其實是極度敏感的振動偵測器。」而以色列的研究也發現，番茄及菸草在缺水或根莖被折斷時，會發出人類聽不見的聲音，有人將其理解為哭聲或求救信號。

不只能「說」，植物還善於「聽」－它能聽見在附近飛舞的蜜蜂的嗡嗡聲，並趕緊提升花蜜的糖分，以吸引蜜蜂採蜜；花兒好比是植物的耳朵，所以有許多花都開成「碗狀」，很可能就是要便於收集或感知聲音。

牠，有話要說

人類以聽覺跟語言溝通，傳達訊息，表達情感，甚至會歌唱、創造樂器來交流情感；而對動物來說，聲音也同樣是聯繫的媒介，具有各種意義，如求偶、警報、覓食或避敵，動物的「話」，充滿了奧祕，值得我們去用心「解碼」。

發「聲」大事件
 

人類震動聲帶以發聲，許多動物也是如此，如老虎從肺送出空氣振動聲帶，再以咽喉、口鼻組合的空間共鳴，發出吼聲。而所謂「蟲鳴鳥叫」，蟲究竟如何鳴叫呢？一般來說有五種方式：震動、摩擦、敲擊、噴氣與腹膜。昆蟲沒有聲帶，只能像樂器那樣發聲，如蟋蟀會摩擦前翅，就像以琴弓摩擦小提琴弦；而最常聽到的蟬噪，是蟬快速地放鬆與拉緊發音肌，震動鳴膜，再透過腹部的共鳴腔放大聲音，才會如此響亮。鳥類則主要利用「鳴管」發聲，鳴管由許多瓣膜及肌肉控制；鸚鵡雖會「學舌」，但依然是運用鳴管跟舌頭的細微變化，發出如人語般的聲音。

另外，有些動物則以「共鳴腔」發聲，比如青蛙，牠會先吸一口氣讓肚子鼓起來，然後縮小腹部把這些氣體擠到咽喉，在此震動聲帶發出聲音，最後再把聲音跟氣體一起送到位於喉部下方或側面的「鳴囊」，氣體將鳴囊鼓大成為聲音的共鳴腔，並擴散出去。

大象、吼猴、鯨豚類也是運用共鳴腔發聲。鯨豚類透過聲音來互相理解、定位，甚至於統治領地，尤其長期生活在深海中，視覺多已退化，牠們對於聲音的依賴遠超過其他動物；鯨豚沒有聲帶，齒鯨亞目利用噴氣孔下方的「猴脣」震動發聲，經由頭頂前方的「額隆」調整音波的方向，音波碰觸物體後反彈回來，再利用含有多量油脂的下頷骨將回聲的聲波傳到聽骨及耳蝸，繼而辨識聲音、分析出物體及周圍環境，形成一套絕妙的定位系統，而鯨鬚目的發聲方式則尚未被確認。

各種類的鯨魚都有自己的「歌」，人類將此稱為「鯨歌」、「鯨語」或稱作「鯨詠」，如座頭鯨音域寬廣，高低共鳴，而在印度洋發現的藍鯨，聲音如同嘟噥或嘆息；有條鯨魚發出的頻率為五十二赫茲，牠的頻率比同伴都高，所以沒有一條鯨魚聽得到，也就無法與之交流、回應，這些年牠一直獨自徘徊在太平洋上，唱自己的歌，是真正的「曲高和寡」。

同樣善於回聲定位的動物－蝙蝠，牠是以聲帶發射超音波，頻率非常高，人類完全聽不到，這種高頻碰到物體再反射回蝙蝠的耳朵，就可判定獵物或障礙物的距離。其實人類也有「聽聲辨位」的本領，之前臺北田徑場舉辦了一場視障者的棒球賽，棒球員無論攻守，都只能依靠球和壘包所發出的蜂鳴聲，用耳朵找出方向，還要克服看不見、被擊中的恐懼感，但他們依然勇敢走出戶外，一圓棒球夢，看見「心」世界。

萬籟有聲　用心傾聽

天地間有許多聲音，如雷鳴、海韻、風蕭蕭、雨淅瀝、犬吠、鹿鳴、鶯啼、燕語……形成磅礡的交響樂章；細聽曲中意，草木鳥獸皆有情，若以愛共處，與天籟相互協奏與唱和，便能感受到大自然的愛與偉大，進而學會尊重與感恩，相信那將是一首最和諧動人的生命之歌。