漫話次聲波

1948年初的一天，一艘載有大量貨物的荷蘭商船正穿越馬六甲海峽。由于當時風急浪高，船員們都在緊張地忙碌著，但是突然間，這些體格健壯的船員們一個個倒下，失去控制的商船隨波漂蕩。事后，警方在對這起海難事故調查中發現：所有死者既非遭海盜的砍傷，也無中毒跡象。尸體解剖顯示，死者心血管全部奇怪地破裂了。后來在有關醫學專家的協助下，警方才弄清事故真相：原來是次聲波在作祟。

次聲波是頻率低于20赫茲的聲波(又稱“低頻次聲”)。一般來說，人的耳朵所能聽到的聲音，聲波在20至20000赫茲之間；聲波頻率高于20000赫茲的，稱為超聲波；低于20赫茲的則叫次聲波。通常，人體內臟活動時也產生一定的振動，頻率在0.01至20赫茲之間；也就是說和次聲波頻率相近似，但這屬于正常的人體生理活動。不過危險也恰恰隱藏在這里。如果外來的次聲波頻率跟人體臟器振動頻率非常接近，內臟會發生“共振”現象，正常的生理活動就受到干擾和破壞。如果程度比較輕微，人會出現頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等一系列癥狀，如果情況嚴重，人的內臟就會遭到致命的傷害。

實際上，科學界對次聲波的現象早就有所了解。早在19世紀，人們就已記錄到了自然界中一些偶發事件(如火山爆發)所產生的次聲波。其中最著名的是1883年8月27日，印度尼西亞的喀拉喀托火山突然爆發，它產生的次聲波傳播了十幾萬公里，當時用簡單微氣壓計都可以記錄到它。在理論方面，最早在1890年，英國物理學家瑞利就開始了大氣振蕩現象的研究。20世紀30年代，蘇聯地球物理學家B.B舒列金發現了由海浪產生的次聲波。后來許多科學家還發現：除了火山爆發、海洋風暴等，諸如地震、雷電、臺風等自然活動，都能產生次聲波。

不同生物對次聲波的適應能力不同。次聲波可以穿透船只、飛機的堅硬鋼板而危及人的生命，卻不能摧毀這些運輸工具。自然界里的一些生物對次聲波的適應能力要大大強于人類。鳥類、貓、狗等小動物在某一頻率段的次聲波內不會受到傷害，水母甚至能夠清楚地“聽”到快速氣流與海水摩擦時生成的、頻率區間在8～13赫茲的次聲波。

次聲波傳播可以達到很遠的地方。據記載，1883年印尼喀拉略托火山爆發產生的次聲波，繞地球3圈之多，而且歷時1個多小時。冷戰時期蘇聯曾在北極圈進行了一次1500萬噸當量的核爆炸試驗，產生的次聲波繞地球轉了5圈。在我們的生活環境周圍，有許多小型機械動力設備同樣可產生次聲波，如鼓風機、引風機、壓氣機、真空泵、柴油機等。雖然這些機械動力設備產生的次聲波能量不大，但一旦它與周圍的設備、環境等產生共振，其能量就會變得十分強大，而且傳播較遠，并產生較強的穿透能力。實驗數據表明：只有當次聲波穿過厚厚的墻壁時，其強度才明顯減弱；而若在大氣中傳播，其強度在千里之外衰減也不到5％。這些次聲波都是一種環境污染，對人體健康有不良影響。

次聲波傳播遠、波長不易衰減、穿透力強、難以被人察覺這些特點，較早引起軍事專家的高度注意。一些武器專家利用次聲波的性質，進行“次聲波武器”的研制。所謂次聲波武器。其實就是一種能發射20赫茲以下低頻聲波的大功率裝置。目前研制的次聲波武器分“神經型”和“內臟器官型”兩種，也即“次聲波發生器”和“次聲波炸彈”。兩種武器都是利用頻率低于16赫茲的次聲波與人體發生共振，使共振的器官發生形變和位移。從而達到摧毀敵方戰斗力的目的。這種武器與常規的殺傷性武器相比，其優越性是不必一定使敵致死，同時還不破壞敵方的武器和裝備，以便為我所用。

目前，科學家正尋求利用次聲波的特性為人類造福。

科學家發現，通過研究自然現象所產生的次聲波的特性和產生的機理，可以更深入地研究和認識這些自然現象的特征與規律。例如，利用極光所產生的次聲波，可以研究極光活動的規律。利用所接收到的被測聲源產生的次聲波，可以探測聲源的位置、大小和研究其他特性。再如，通過接收核爆炸、火箭發射或者臺風產生的次聲波，來探測出這些次聲源的有關參量。

科學家還通過次聲波預報自然災害。因為次聲波傳播距離遠，能量衰減小、速度快，穿透能力強，所以可以利用它及時探測各種有害的自然現象的發生。許多災害性的自然現象，如火山爆發、龍卷風、雷暴、臺風等，在發生之前可能會輻射出次聲波，人們就有可能利用這些前兆現象來預測和預報這些災害性自然事件的發生。例如，在醞釀著暴風的海面上，會發出次聲波震蕩。這種震蕩是在空氣流受到浪峰的拍擊時產生的，它們在空氣中以高達330米／秒的速度傳播，而在水中的傳播速度則更快，達到1650米／秒。人類捕捉到這些信息，能及時、準確地預報海洋風暴；其他諸如地震、火山爆發等危害極大的自然災害，以及臺風、龍卷風、雷電等災害天氣，也能按照類似方法預報。

次聲波對于地質學研究也能發揮重要作用。地質工作者在地面上有計劃地定點爆破，讓它發出的次聲波穿透地層，從而獲得地下構造的信息，探測深處的礦藏，還可用它來測定同溫層中冷熱空氣團的分布。

次聲波在醫學上也有重大作用。人和其他生物不僅能夠對次聲波產生某些反應，而且他(或它)們的某些器官也會發出微弱的次聲波。因此，可以利用測定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應器官的活動情況。利用這種方法可以幫助醫生診斷病情，醫生用特殊的次聲波接收器“收聽”人體器官發出的次聲波，可以幫助確診疾病的位置。此外，次聲波在疾病診療方面有很大的開發潛力，目前已有這方面的嘗試和實踐，并取得一定進展，如通過次聲按摩治療近視，通過次聲診斷骨質疏松，利用次聲頻段的心音變化可以反映心臟某些病變；利用頸動脈的振動信息有助于頸動脈機能不全綜合征的診斷等。