古希臘的學者阿基米得曾豪情萬丈地宣稱:給我一個支點,我能撬動地球。而現(xiàn)代的美國發(fā)明家特士拉更是“牛氣”,他說:用一件共振器,我就能把地球一裂為二! 他來到華爾街,爬上一座尚未竣工的鋼骨結構樓房,從大衣口袋里掏出一件小物品,把它夾在其中一根鋼梁上,然后按動上面的一個小鈕。數(shù)分鐘后,可以感覺到這根鋼梁在顫抖。慢慢地,顫抖的強度開始增加,延伸到整座樓房。最后,整個鋼骨結構開始吱吱嘎嘎地發(fā)出響聲,并且搖擺晃動起來。
上面這一段是一本書中有關美國著名發(fā)明家特士拉進行共振器發(fā)明的描寫,里面所說的“小物品”便是一個共振器。可以預見,若是他把這個小物品再開上那么十來分鐘,這座建筑物準會轟然倒地。書中說,用同樣的這個小物品,在一小時不到的時間內(nèi),也能把布魯克林大橋摧毀,使之墜入幽深黑暗的海底。
這該是一本科幻或者荒誕小說吧?否則,一件大不過拳頭、重不過幾斤的小東西,真的就有那么厲害,能把一座巍然聳立的大樓甚至是一座巨無霸似的大橋震垮?共振器的威力主要在于它能發(fā)出各種頻率的波,這些不同頻率的波作用于不同的物體,就能夠相應地產(chǎn)生出一種共振波,當這種共振波達到一定程度時,就能使物體被摧毀。
共振是物理學上的一個運用頻率非常高的專業(yè)術語。共振的定義是兩個振動頻率相同的物體,當一個發(fā)生振動時,引起另一個物體振動的現(xiàn)象。 共振在聲學中亦稱“共鳴”,在電學中,振蕩電路的共振現(xiàn)象稱為“諧振”。 產(chǎn)生共振的重要條件之一,就是要有彈性,而且一件物體受外來的頻率作用時,它的頻率要與后者的頻率相同或基本相近。從總體來看,這宇宙的大多數(shù)物質(zhì)是有彈性的,大到行星小到原子,幾乎都能以一個或多個固有頻率來振動。
我們都知道,宇宙是在一次劇烈的大爆炸后產(chǎn)生的。而促使這次大爆炸產(chǎn)生的根本原因之一,便是共振。當宇宙還處于混沌的奇點時,里面就開始產(chǎn)生了振蕩。最初的時候,這種振蕩是非常微弱的。漸漸地,振蕩的頻率越來越高、越來越強,最后,在共振和膨脹的共同作用下,宇宙在瞬間急劇膨脹、擴張,然后,就產(chǎn)生了日月星辰,于是,在地球上便有了日月經(jīng)天、江河行地,也有了植物蓬勃葳蕤、動物飛翔騰躍。
宋代的科學家沈括就曾巧妙地利用共振原理設計出了在琴弦上跳舞的小人:先把琴或瑟的各弦按平常演奏需要調(diào)好,然后剪一些小小的紙人夾在各弦上。當彈動不夾紙人的某一弦線時,凡是和它共振的弦線上的紙人就會隨著音樂跳躍舞動。這個發(fā)明比西方同類發(fā)明要早幾個世紀。我國古時還發(fā)明出了另一種更加輕巧、簡便、實用的共鳴器。如唐代的軍隊中就有一種用皮革制成的叫做“空胡鹿”的隨軍枕,讓聽覺靈敏和睡覺警醒的戰(zhàn)士在宿營時使用,“凡人馬行在三十里外,東西南北皆響聞”。當聲音通過地面?zhèn)鞑サ娇昭〞r,在空穴處產(chǎn)生交混回響,于是就能知道敵人的多寡遠近。
既然共振是宇宙間一切物質(zhì)運動的一種普遍規(guī)律,人及其他的生物也是宇宙間的物質(zhì),當然共振也是普遍存在于這些生命中了。人除了呼吸、心跳、血液循環(huán)等都有其固有頻率外,人的大腦進行思維活動時產(chǎn)生的腦電波也會發(fā)生共振現(xiàn)象。我們喉嚨間發(fā)出的每個顫動,都是因為與空氣產(chǎn)生了共振,才形成了一個個音節(jié),構成一句句語言,才能使我們能夠用這些語言來表達我們的情感和進行社會交往。
共振能充當?shù)厍蛏锏谋Wo神。紫外線如果大舉入侵地球,會使生物的機能遭到嚴重的破壞。不過不用擔心,我們大氣層中的臭氧層借助于共振的威力,阻止了紫外線的長驅(qū)直入。當紫外線經(jīng)過大氣層時,臭氧層的振動頻率恰恰能與紫外線產(chǎn)生共振,因而就使這種振動吸收了大部分的紫外線。
優(yōu)美曼妙的音樂里也無不蘊藏著共振的“精靈”。音樂的頻率、節(jié)奏和有規(guī)律的聲波振動,是一種物理能量,而適度的物理能量會引起人體組織細胞發(fā)生和諧共振現(xiàn)象,這種聲波引起的共振現(xiàn)象,會直接影響人們的腦電波、心率、呼吸節(jié)奏等,使細胞體產(chǎn)生輕度共振,使人有一種舒適、安逸感,音律的變化使人的身體有一種充實、流暢的感覺。當人處在優(yōu)美悅耳的音樂環(huán)境中,可以改善精