天壇的神奇聲音

譚烈飛

作為世界文化遺產的天壇有無數神奇，其中以五大神奇建筑而聞名中外：一為祈年殿，俗稱無梁殿;二為回音壁;三為三音石;四為對話石;五為圜丘壇，即祭天臺。圍繞著天壇神奇的聲音之謎一直為人津津樂道，也凸顯出天壇不同凡響的特殊地位。

聲之地

說到天壇其實是指圜丘壇，是舉行祭天大典的場所，圜丘形圓象天，三層壇制，每層四面出臺階各九級。上層中心為一塊圓石，外鋪扇面形石塊九圈，內圈九塊，以九的倍數依次向外延展，欄板、望柱也都用九或九的倍數，為極陽之數，象征“天”數。圜丘壇的中心圓石即是天心石。站在天心石上說話，產生強烈的共鳴效果，耳畔回蕩著自己的聲音，感覺天地昭昭，天與大地都在感知自己的心聲。而在無人的圜丘臺上，不論向哪個方向喊話，回聲都從四面八方傳來，仿佛有許多人站在臺的四周同時在應和一樣。試想在祭天時，皇帝在天心石上朗讀祭文，天地共鳴，似乎皇帝身后有無數人的聲音在隨聲附和，這便是“億兆景從”的效果。

回音壁在皇穹宇院落內，圜丘壇外北側，坐北朝南，南面設三座琉璃門，主要建筑有皇穹宇和東西配殿，是供奉圜丘壇祭祀神位的場所。周圍是圓形圍墻，墻高約3.72米、厚0.9米，當人們分別站在東西配殿的后面靠近墻壁輕聲講話，雖然雙方距離相距很遠，都可以非常清晰地聽見對方講話的聲音，被形象地稱為“傳聲墻”。20世紀70年代，美國國務卿基辛格博士在喬冠華外長陪同下游覽回音壁時，也反復嘗試，興趣盎然，稱贊回音壁“傳聲墻”的效果很好，風趣地說可以通過它來談判。

皇穹宇殿前甬路從北面數，前三塊石板即為“三音石”。當站在第一塊石板上擊一下掌能聽見一聲回音;當站在第二塊石板上擊一下掌就可以聽見兩聲回音;當站在第三塊石板上擊一下掌便聽到連續不斷的三聲回音。這是為什么把這三塊石板稱為三音石的原因，也有人專門把第三塊石板稱為“三音石”。

皇穹宇的這些奇妙的聲學現象使游天壇者流連忘返，特別是孩子們要反復嘗試，并探索這些聲音發出的秘密所在。

聲之源

這些奇妙的聲音現象早就引起學者與聲學專家的重視，清末民初金梁所著《天壇志略》上記載了皇穹宇院內的聲學現象，認為皇穹宇院內可以產生回音需滿足四個條件：第一，必須開著殿門;第二，由殿門到殿內正北面的神龕前不準堆放障礙物;第三，殿窗必須關上且需要糊上窗紙;第四，人說話時必須站在殿前甬路的第三塊石板上，其實并不盡然。1953年中科院院士湯定元先生發表了《天壇中幾個建筑物的聲學問題》，對天心石、回音壁、三音石三個聲學現象的形成機理，提出了很有見地的科學猜想，有別于金梁的《天壇志略》所言，對天壇的發聲現象都做了比較科學的解釋。他認為，從天心石發出聲音，向各方擴散，經周圍欄板反射回來的聲音走了同樣的距離，正好在中心集合;皇穹宇圍垣周密，表面光潔，使聲波不被墻體吸納，進而發生反射，產生了回音。其實這些是沒有經過科學儀器測定的，還是建立在假說的設定上。1993年，天壇公園與黑龍江大學合作，使用聲級計、頻譜分析及記錄儀等現代先進的科學儀器和現代科技手段，對天壇聲學建筑進行了測試與研究，得出了讓人信服的結論：圜丘的臺面、欄板、望柱是很好的聲音反射體。在天心石上發出聲音，聲波一部分經連續反射，匯聚到天心石;一部分經欄板、臺面、對側欄板返回再匯聚到天心石;另一部分聲波則經圍欄中部凹凸不平的花紋來回三次散射，最終匯聚到天心石。雖然連續形成回聲，但是由于說話聲與回聲間隔很短，所以聽起來是強烈的共鳴聲。

回音壁能傳音是因為它是由山東臨清“澄漿磚”磨磚對縫砌筑而成，磚體“敲之有聲，斷之無孔”，質地堅硬，墻面光滑平整，墻體弧度規則，是良好的聲音反射體。聲波由一人發出向北經墻面多次連續反射后傳給另一人，向南則因有三座琉璃門阻斷了聲波的反射而難以聽到。

三音石基本位于回音壁的圓心，它的第一個回聲是兩個配殿將聲波反射后疊加而成，第二、第三個回聲則是回音壁對擊聲波的第一、第二次反射的匯聚。其實，還有第三、第四次反射，只是聲音太弱，人耳難以分辨?！耙灰羰?的一個微弱回聲，是聲波被回音壁兩次連續反射，經歷一個鈍角三角形長距離返回到一音石上形成?！岸羰钡膬蓚€回聲，第一個是聲波被東西配殿墻反射后在二音石上疊加形成，第二個則與一音石的回聲機理相同。

在這次研究的過程中，研究人員還發現了皇穹宇院內第三個聲學現象——“對話石”。對話石指的是皇穹宇殿前的第18塊石板，站在這塊石板上的人可以和站在東配殿東北角或西配殿西北角的人互相對話。這是因為聲音發出之后經過圍墻的反射，在特定位置匯聚，使得相互見不到面的人可以利用聲音的反射相互對話。

聲之意

天壇是個神圣的地方，這些奇妙的聲學現象是有意為之，還是后來人無意發現的呢？

明朝嘉靖年間建造的圜丘，有記載說已經產生回音，嘉靖朝建圜丘時，將天心石命名“億兆景從”石，意寓皇帝在此祈求皇天上帝佑護，“億兆”之人追隨其后，皇帝發出的旨意就是天命，所有的人都必須服從。而對皇穹宇的圍墻所具有的回音效果未見記載，而有一個傳說，是乾隆皇帝在巡視皇穹宇休息時無意間發現回音壁的回聲，從此回音壁得名。清乾隆年間擴建圜丘、改建皇穹宇時，人們既然已經知道明朝圜丘有回音現象，那么擴建時是必定要注意這個問題的，乾隆年間的建造水平已經達到相當高的程度，工匠已懂得一定的回音建筑知識、回音效果把握。因而，在材料的選取、工程的實施中都采取了相應的措施，比如回音壁墻體用磚，必須采購于山東臨清“澄漿磚”，搭建和整修圍墻不僅要磨磚對縫，而且必須平整光滑，不能有任何瑕疵。圜丘、皇穹宇建成圓形所產生的回音現象，正好附和“上天垂象”“億兆景從”的效果，因此，刻意而為是必然的。但是，作為歷史研究的結論是憑史料說話，現在并沒有找到能夠說明乾隆朝改建圜丘、皇穹宇時是有意營造回音效果的直接依據。只能臆測天壇是皇帝祭天的場所，皇帝在這里與上天交流和溝通，產生這樣震天動地的轟鳴回音，恰是皇帝祭祀的最佳效果。