聲學(xué)原理

( 1)聲學(xué)歷史

　當(dāng)森林中有一棵樹倒塌下來時，發(fā)出一陣轟然大響聲音，但是沒有人在這個原始森林中，所以就聽不到這聲音。這算不算有聲音發(fā)出來呢?聲音是肯定發(fā)出來了，因為當(dāng)樹干及樹枝接觸地面時，它們都會產(chǎn)生某些聲音，但是沒有人聽見，但這聲音對于人類或其他動物所聽到的是有所不同，所以這就是聲學(xué)上所說的心理(Psychoacoustics)。

　我在這里講的聲學(xué)原理，最主要是讓一個調(diào)音員能夠了解聲學(xué)的各方面，而不是進(jìn)行聲學(xué)研究，或是碩士、博士的聲學(xué)論文，所以我在這書內(nèi)講的聲學(xué)理論都是實際可以給在現(xiàn)場操作音響的人用得上的。

　1915年，有一個美國人名叫 E． S． Pridham將一個當(dāng)時的電話收聽器套在一個播放唱片音響的號角上，而聲音可以給一群在舊金山市慶祝圣誕的群眾聽時，電聲學(xué)就誕生了。當(dāng)?shù)谝淮问澜绱髴?zhàn)結(jié)束之后，在美國哈定總統(tǒng)(Harding)就職典禮上，美國貝爾公司把電話的動圈收聽器連接在當(dāng)時的唱片唱機(jī)的號角上，就能夠把聲音傳給觀看總統(tǒng)就職典禮的一大群群眾，因此就產(chǎn)生了很多專業(yè)的音響研究及開發(fā)了擴(kuò)聲工程這門學(xué)問。音響研究人員不單純是努力地把音響器材進(jìn)行改進(jìn)，也做了各類不同的實驗來了解人類對聽覺的反應(yīng)。但最高級的音響研究人同都明白音響學(xué)是要整體的研究，要了解音響器材的每一個環(huán)節(jié)，及人類對聽覺的生理反應(yīng)，他們在過去多年內(nèi)直至現(xiàn)在都作出了很大的貢獻(xiàn)。早在1877年，英國的萊李爵士(Lord Raleigh)就已經(jīng)做過聲學(xué)的研究，他曾經(jīng)說過：“所有不論直接或間接有關(guān)音響的問題，一定要用我們的耳朵來做決定，因為它是我們的聽覺的器官，而耳朵的決定就應(yīng)該算是最后決定，是不需要再接受上訴的。但這不是等于所有的音響研究都是單靠用耳朵來進(jìn)行。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)聲音的根基是一個物理的現(xiàn)象時，我們探測這個音響境界就要轉(zhuǎn)到另外一個領(lǐng)域范圍，它就是物理學(xué)。重要的定率是可以從研究這方面而來，而我們的聽覺感應(yīng)也一定要接受這些定率。”我們可以從以上一段文字看到，就算在沒有電聲音響學(xué)產(chǎn)生的時候，老前輩科學(xué)家都認(rèn)為這個是物理的領(lǐng)域。

　著名科學(xué)家英國的卡爾文勛爵常常說：“當(dāng)你度量你所述的事物，而能用數(shù)字來表達(dá)它，你對這事物已有些知識。但如果你不能用數(shù)字來表達(dá)它，那么你的知識仍然是簡陋的和不完滿的；對任何事物而言，這可能是知識的始源，但你的意念還未達(dá)到科學(xué)的境界。”卡爾文勛爵(1824—1907)是19世紀(jì)最出色的科學(xué)家之一，后世的科學(xué)家為了要紀(jì)念這位偉人，把絕對溫度—273．16攝氏度命名為0度卡爾文度。

　戴維斯夫婦(Don＆ Carolyn Davis)是《音響系統(tǒng)工程》(Sound System Engineering)這本書的作者。這書被稱為音響圣經(jīng)，幾乎是每一個外國研究音響的人必讀之物。我引述他書內(nèi)這一段：“具有數(shù)學(xué)和物理學(xué)的知識，是實質(zhì)上了解音響工程學(xué)的必要條件。對這兩種科學(xué)認(rèn)識越深，越能使你跨越從感覺上所得到的意念，而達(dá)到用科學(xué)來引證事實。著名音響家占士摩亞曾經(jīng)說過：‘在音響學(xué)中，任何在表面看來很明顯的事情，通常都是錯誤的’。”

    我在以上引述了幾位科學(xué)家及音響學(xué)家的訓(xùn)言，主要是因為現(xiàn)在大部分做音響的人士，他們當(dāng)然是對音響及音樂很有興趣，但是以為光靠他們的聽覺就可以鑒定什么是好或不好的音響，不明白這是一門專業(yè)的工程學(xué)問，是做不好音響的。遠(yuǎn)在19世紀(jì)的萊李爵士已經(jīng)指出這是一個科學(xué)的境界，現(xiàn)代的音響工程學(xué)也像其它科學(xué)學(xué)術(shù)一樣正在努力地發(fā)展，所以音響工程學(xué)是離不開數(shù)學(xué)及物理學(xué)的。