声音绝对是一个法力高强的魔法师，因为它可以让平凡的事物变得神奇，让我们的生活更加美好。一个平凡的乐器，因为有了声音，它就会变得不平凡起来，由此它的身价也会倍增。一个普通的人，也很可能因为声音的悦耳而受到大家的喜爱。有了声音，我们可以清楚地表达内心的感受，与人交流；动物们也可以通过它们的语言与同伴交流，并向人类发出特定的信号，借助它们的声音来向我们传递信息。
一、声音的巨大魔力
声音是从哪来的呢?答案是振动。物体的振动会产生声波，而这个正在振动的物体就叫做声源。
人类的声音也是通过振动产生的。我们拥有一个叫做声带的器官，当它振动的时候，声音就会从我们嘴里发出来了。声带就是我们的声源，当我们说话或唱歌的时候，声带就会产生振动，所以我们可以发出声音。
各种声源所发出的声音都是不同的，因为声源不同，振动的频率也不同，发出的声音自然就不相同。
我们可以听见声音，是因为我们拥有健康的听觉器官。也就是说，没有听觉器官的物体是听不见声音的。但是由于听觉器官的功能不同，所以我们所能听到的声音范围也是不同的。比如说我们人类可以听到频率在20～20000赫兹的声波，称为可听声波，低于20赫兹的声波称为次声波，而高于20000赫兹的声波称为超声波。虽然次声波和超声波我们都听不到，但是有些动物却能听得到。所以说动物通常可以及时发现一些我们人类无法察觉的特殊现象，如地震、台风等。
那么是不是在听觉范围以内的声音，我们就一定可以听到呢?这个也不一定。因为声波发出以后，还必须得传播出去，我们才能听得到。那么声音的传播靠什么呢?靠的是介质。所有能传播声音的物质都可以叫做介质。水、空气、钢铁等物质都可以传播声音。而且不同的介质，传播声音的速度也不同。也就是说，同一种声音，在不同的介质中传播，你能听到的时间就不同。比如说在钢铁中会快一些，而在空气中则会慢一些。但是如果在真空中，声音就是不能传播的。所以说，即使物体所发出的声音在我们的听觉范围内，在真空中我们也是听不到的。
声音可以柔和也可以高亢，音调可高可低，这主要是由声音的能量和频率决定的。大且高的能量波使耳膜振动幅度变大，人就会感到很响的声音，反之低能量波使耳膜振动的幅度变小，人会听到较轻微的声音。声音的音调是由发声体的振动频率(振动频率是指发声体每秒钟的振动次数)决定的。频率越大，音调越高。每一秒内波的振动次数叫做频率，量度单位是赫兹(Hz)。
人们用分贝来测量声音的相对响度。0分贝大约等于人耳通常可觉察响度差别的最小值。人耳对响度差别能察觉的范围，大约包括以最微弱的可闻声为1而开始的标度上的130分贝。
二、音乐与古希腊神话
下面，让我们先回到2500年前，回到爱琴海边的古希腊。当时，灿烂的古希腊文明正处在它的黄金时代。
古希腊人天性爱好艺术，有着爱琴海般的浪漫情怀。他们认为，音乐是缪斯女神们最美妙的艺术。在古希腊人的社会生活中，音乐占有极为重要的地位，从敬拜神灵、城邦赛事、公众集会到私人聚会学习，古希腊人都离不开音乐。现在从残存的古希腊浮雕、石像、壁画和容器上，我们还能一窥当时的情景。
在古希腊，流传着许多关于音乐的美丽传说。河神之子俄尔甫斯的歌声能使树枝弯腰，百兽俯首，顽石点头。他的琴声感动了冥河上的老艄公，得以破例进入冥国；后又打动了冥王的恻隐之心，恩准他领走已故的妻子。底比斯王安菲特律翁的竖琴声如此美妙，以致石头听了之后，居然自行筑成了一座宫殿。
在古希腊人的诸多乐器中，单弦琴和长笛是最为人们所熟悉的。在古希腊神话中，长笛是智慧女神雅典娜发明的。她端坐在河边吹奏，笛子的气流让河水荡起了涟漪。雅典娜蓦然间发觉，自己的倒影在涟漪中扭曲得很难看，不禁羞愤难当，扔掉笛子匆匆离去。半人半羊的森林之神玛息阿见状，捡起笛子狂吹起来，吹得如痴如醉。但他得意忘形，竟用笛子去挑战阿波罗形影不离的七弦琴。比赛结果，玛息阿输了。阿波罗十分震怒，用奥林匹斯山上最严厉的刑法惩罚他，剥了他的皮挂在一棵树上，一有笛声，那张羊皮便闻声颤动。可是牧神潘不服气，又拿笛子找阿波罗比试。这次是巴比伦国王米达斯当裁判，他判定笛声胜于琴声。阿波罗认定这是对神乐大不敬，一怒之下，让米达斯长了一对驴耳朵。
正是在这样浓郁的音乐氛围里，毕达哥拉斯发现了琴弦定律，从此使音乐成为一门建立在数学基础上的艺术科学。
毕达哥拉斯生于萨摩斯岛，其生平充满传奇色彩。他不仅是位杰出的哲学家、数学家、天文学家和教育家，还是位有名的音乐家、琴师和歌手。毕达哥拉斯从小就在当地名诗人门下学诗学唱，还学会了演奏被称为"里拉琴"的小竖琴。后来，他在腓尼基、古埃及、古巴比伦、古希腊各地四处漂泊，直到年过半百之后，才定居在南意大利滨海之城克罗托内，并创建了一个具有浓厚宗教色彩的团体，这就是著名的毕达哥拉斯学派。
毕达哥拉斯一直对竖琴情有独钟。在毕达哥拉斯之前，乐师们完全是凭耳朵给竖琴等弦乐器定音，依靠各人不同的听觉、经验和直觉来调整音调，其中的个体差异性和随意性之大可想而知。如何才能对不同的音调进行准确的测定?毕达哥拉斯苦苦思索着。
有一次，毕达哥拉斯偶然路过一个铁匠铺，听到一阵阵很有节奏的金属敲击声。突然，他那敏锐的耳朵捕捉到其中交织着的不同和声。他拐进了铁匠铺，发现原来是不同重量的铁发出了不同的谐音。
毕达哥拉斯赶紧回到家里，做了这样一个实验。他在墙角上敲了一枚长铁钉，上面等间距地挂了4根相同的金属弦。然后，他把不同重量的铁锤头轮流悬吊在每根弦的末端，使弦受到不同的张力，再相邻两根一组地敲击。结果，他先后听到了悦耳的不同谐音。
毕达哥拉斯又在两侧墙角间拉起一根金属弦，通过在弦上悬挂可滑动的重物来改变弦长，并逐一记下不同弦长对应的不同音调。这个简单的装置，就是后来的"独弦琴"的雏形。
接着，毕达哥拉斯又在钉上绷起第二条平行弦，变成"二弦琴"。他在反复试验后发现：两条琴弦的弦音程之比越简单，和声就越和谐。反过来，当比例太复杂时，如137∶171、23∶29之类，听上去就很刺耳。
就这样，毕达哥拉斯发现了琴弦定律，成功地揭开了阿波罗竖琴中的秘密，奠定了音乐理论的基石。用现代术语表述这一重大发现，便是：在给定张力作用下，一根给定弦的频率与其长度成反比；音程之比越简单，和声越和谐。
著名物理学家乔治·伽莫夫曾这样高度评价毕达哥拉斯的琴弦定律："这一发现大概是物理定律的第一次数学公式表示，完全可以认为是今天所谓理论物理学发展的第一步。"
声音是如何传播的
地震是一种非常可怕的自然灾害，地震发生时会有一个震源，地震波就是以这个震源为中心向四处扩散开来的，就好像是水波一圈一圈地向四周扩散一样。声音的传播和刚才的这个例子有些类似，也是以波的形式在传播，我们把这种波叫做声波。
声源体发生振动会引起四周空气振荡，这种振荡以波的形式传播着，我们把它叫做声波，声波借助各种媒介向四面八方传播。
声音是可听声波的一种特殊情形，比如说，对于人耳的可听声波，当那种阵面波达到人耳位置的时候，人的听觉器官会产生相应的声音感觉。除了空气，水、金属、木头等也都能够传递声波，这些都是声波的良好媒质，但在真空状态中声波就不能传播了。
正弦波是声波中一种最简单的波动形式。优质的音叉振动发出的声音产生的即是正弦声波。正弦声波属于纯音。正弦波是各种复杂声波的基本单元。任何复杂的声波都是由多种正弦波叠加而成的复合波，它们是有别于纯音的复合音。
对于人体来说，外界的声波由耳廓和耳道组成的外耳收集。当声音进人耳朵之后，耳道将普通声音响度提高，使它成为更易理解的语音。与此同时，耳道还充当着耳朵另一个重要部分的"保护者"的角色，这个重要的受保护对象就是鼓膜。鼓膜是一层有弹性的圆形膜，当声波撞击它的时候会产生振动并一直传到中耳。中耳包含了3块很小的骨头，一般情况下，人们称之为锤骨、砧骨和镫骨，医学上叫作听小骨。它们架起了一座从鼓膜到内耳的桥梁。它们将声音提高，加大声音的振动，直到声波通过椭圆窗安全到达内耳。内耳(又称耳蜗)，是一个形状和蜗牛外壳比较相似的螺旋管，管内充满着淋巴液。当声波穿过椭圆窗，液体开始运动，使微小的毛细胞也跟着运动。这些毛细胞依此将振动转换成电脉冲，沿着听神经传送到大脑。
人类很早就懂得用声波学原理来解决物质生产中遇到的问题。在蒙古族的牧区中，经常会出现这样的情况：有些母羊生下小羊后，由于一些特殊的原因，无力哺养自己的羊羔。为了不让这些小羊夭折，就必须找到另外一只母羊来代替它哺育羊羔。可是，母羊除了自己亲生的小羊以外，是拒绝给别的小羊喂奶的。每当这种情况发生的时候，牧民就抱着小羊蹲坐在母羊的身旁，一遍又一遍地吟唱着祖辈流传下来的《认奶歌》，不久后，令人不可思议的奇迹就出现了。刚才对小羊极为排斥的母羊慢慢地走到了小羊的面前，并且用舌头轻轻地舔着小羊的头，而这个时候的小羊也不再害怕了，而是轻快地蹦出牧民的怀抱，跑到羊妈妈身旁跪下来吃奶，从此以后，它们就像亲生母子一般相依为命地生活了。这种情况听起来似乎非常神奇，但实际上也是有道理可讲的。在平稳和谐的音乐节奏和真挚舒缓的歌声中，母羊的感情被完全激发起来，所以，发生了拒绝喂奶到主动喂奶的自然变化；相反，如果换成起伏不定光怪陆离的现代舞曲，就不会达到这种效果，甚至可能出现相反的结果。这主要就是由于声波的不同从而对生物体产生了完全不同的刺激、引导和暗示。
在现代科学中，科学家们根据声波学原理解释了很多现象，也解决了很多困扰人们的问题。相信在以后的科学发展中，声波学还将继续帮助人类去探索未知的世界。
耳朵听不到的也叫声音吗
虽然都是"听觉正常"的人，但各人的"听域"是有差别的。有人"听不到"高音的蟋蟀鸣叫声，甚至有人"听不到"麻雀叫声。有的人年轻时听得到的高音，到老年变得听不到了。当然，听不到并不是这些声音不存在。但是，一般来说，低于十六次每秒的振动和高于两千二百次每秒的振动，都会听不到。这就是一般的"听域"。通常把高于两干二百次每秒的声音称为超声波，意思是频率超过能听到的"声音"的声波。
一般人听不到超声波，可是有的动物恰能听到，如狗能听到三千八百次每秒的超声高音，人是无论如何听不到的。蚊虫的振翅声约在一千次每秒，所以大多数人都能听到。而有的昆虫振翅高达两千五百次每秒，人听不到，可是捕食它们的动物听得到，而且就靠"循声"捕食。有一些人的耳朵特别"尖"，不仅对风吹草动的轻微响动感受灵敏，而且"听域"宽，一般人听不到的超声高音和超声低音，他可以听到，属于少数"奇人"。看来，除了疾病、衰老外，听得到、听不到还是很有"个性"的，也就是各人的"听域"是不同的。
音乐家不一定"听域"宽，但他们对不同频率的声音，分辨能力很高。这是不同的概念。
暖水瓶为什么会唱歌
灌暖水瓶的时候，热气腾腾，很难看清水是否灌满，但是几乎每个人都听得出来，水是不是灌满了。
刚一开始水瓶是空的，水撞击瓶底发出低沉的咚咚声，随着水位的升高，声音变得尖细起来。因此，通过听声音的变化，就可以准确地知道暖水瓶是不是灌满了。
但这是为什么呢?为了探本求源，让我们先寻找一下这个声音是怎么发出来的。用一只铅笔轻轻地敲一下玻璃瓶胆，瓶胆发出的声音和灌水时听到的完全不一样。看来，那声音不是玻璃瓶胆发出来的。
瓶胆里还有什么?有空气和水。似乎也不像流水发出的哗啦哗啦的声音，"嫌疑犯"就是瓶子里的空气。别看空气看不见摸不着，但是空气是我们这世界中声音的主要发生和传播者。请你来做一个吹瓶子的小实验来了解一下空气发声的规律：找一个干净的空酒瓶，把它放在嘴边，用嘴唇轻轻地贴着瓶口，平着吹气，让空气既能进去又能出来，瓶子就会发出呜呜的低鸣。为了找出规律，可以往瓶子里加一些水，加的水越多，吹瓶子时发出的音调越高。这说明空气振动时发出音调的高低和瓶子里面空气柱的长短有关。酒瓶子空的时候，空气柱最长，发声低沉，加入水，空气柱变短，音调也就升高了。
利用这个知识，你便能够解释灌暖水瓶时听到的声音了。水灌进暖瓶里，扰动了空气，使空气振动，随着水位的增加，上方的空气柱变短，所以音调变高。现在，我们进一步把这个道理推广开来，便可知道，这也是许多管乐器发声的原理。
笛子是用一根竹管做成的，在侧面开了许多孔。吹笛子的时候，用手指堵住不同的侧孔，就能改变音调。堵住侧孔的作用，就是在控制笛子内空气柱的长度。笛子管内空气柱的长度是从吹口处到第一个被打开的侧孔计算的。如果用手指把侧孔全部堵上，空气柱最长，音调最低，把最靠吹门的一个侧孔打开，空气柱最短，这时候音调最高。你再想想，单簧管、双簧管等管乐器，不也是用这个道理吗!
笛子的声音高亢、明快，而箫管的声音却低沉悲凉。也许你认为箫是竖吹，而笛子是横吹所造成的。其实竖吹、横吹是没有什么关系的，关键是箫比笛子长得多。乐器短小，里面的空气柱也跟着短，自然发声音调高。听交响乐的时候，如果你注意观察，会发现乐队的管乐器大小相差很多，一般管乐器的个头越大，发出的声音越低。管弦乐队中的铜号是很有趣的，为了加长号管内空气柱的长度，号的管道只好盘卷起来，有的卷一圈，还有卷许多圈的。有的号管还能伸长或缩短。
原始的号很长，西藏喇嘛寺举行庆典的时候，吹的法号有十几米长，发出的声音很低沉。如今把号管卷起来，是一个聪明的发明。
有趣的是，中国古代学者曾经利用空气柱的长度和体积来统一全国的度量衡。他们选择十二个音律管中的第一根，即黄钟律管，作为度量衡的标准。把它的长度定为九寸，用它作为全国度量衡的基准。各地方都保存着由中央统一翻造的黄钟律管，好随时对照。
