文／記者羅智華

耳朵是人體用來接收周遭環境訊息的重要部位，但你可曾算過我們一天當中會聽到多少種聲音呢？從每天睜開眼睛開始，各種聲音就不斷湧進耳裡，開水龍頭刷牙的聲音、廣播新聞的播報聲、發動機車的引擎聲、辦公室內打電腦的鍵盤聲……日常生活中有這麼多種聲音環繞在你我身邊，令人不禁好奇，為何我們可以聽到聲音，這些聲響又是如何被傳導的呢？

聲音之所以能被聽見，除了與聲音發出的音量大小有關係外，其實也和頻率有密切關係。曉明女中物理科教師李忠義表示，聲音本身是一種行進波，可以在空氣、液體及固體的環境中進行傳遞，由於傳遞聲音的介質會導致壓力周期變化的產生，因此也就讓聲音出現了頻率，以物理學來說，每秒振動的次數就稱之為聲波的頻率，例如每秒振動一次就是1Hz。

一般來說，人類的耳朵大概可以聽見的聲音頻率範疇是介於20Hz到2萬Hz間，但有些動物可以聽見更高的頻率範疇，以狗為例，牠們的耳朵就能聽到2萬Hz以上的聲音，蝙蝠更厲害，甚至可聽見12萬Hz的聲音頻率，比人類更高一籌。而聲音的大小則稱為「響度」，一般以「分貝」來作為衡量單位，李忠義表示，以人類來說，其實聽覺不差，可以聽見接近零分貝的聲音，像是蚊子在耳邊嗡嗡作響的聲音就很接近零分貝，但令人莞爾的是，儘管蚊子嗡嗡聲的分貝很低，但當我們夜深人靜、好夢正甜時，蚊子的嗡嗡聲卻可能造成我們睡眠中斷的惱人聲響。

有些人或許會想問，聲波就像風一樣，看不見也摸不著，那我們要如何感受聲波的傳遞呢？為了讓民眾對聲音有更多認識，國立台灣科學教育館特別和愛爾蘭都柏林科學藝廊跨國合作，在科教館舉行「生物律動─住在身體裡的音樂家」特展，引進多件結合音樂、科技與藝術的互動展品，讓民眾可體驗身體和聲音之間的奧妙關係。

以展區「電子音樂桌」為例，就是頗受年輕學子歡迎的互動展品，我們只要用手去移動擺放在音樂桌上的感應器，就能搖身為音樂DJ，創造出各種跳躍的音符，宛如貝多芬般，譜出一首獨一無二的即興樂章。特展中另一個亮點「音波床」，則是將一張結合特殊裝置的大床搬到展場內，只要民眾躺下來，就能感受到音樂在我們皮膚上四處遊走的足跡，讓摸不到的聲波也能透過體驗式科學道具來讓民眾感同身受，相當有意思。


聲波具有能量  可靠空氣等物質傳遞

然而，我們若想聽見聲音，可不能只靠耳朵，還得仰賴大腦來幫忙才行，原因之一是因為聲音的產生和物體的振動有密切關聯，就如同我們小時候常會玩傳聲筒的遊戲般，以人類來說，聲音的產生亦和聲帶振動以及大腦訊息接收有關。李忠義解釋，當我們說話時，聲帶會受到震動，透過空氣產生疏密波、進而產生壓力變化，當傳到聽者的耳朵裡時，就會震動耳膜，進而將聲音訊號傳遞到大腦，讓聲音被「聽見」。

也因如此，讓我們得以聽見各種美妙樂音，有不少年輕學生坐捷運、等公車時經常耳機不離身，雖然可以時時刻刻徜徉在音樂世界裡的感覺很美好，但長期佩戴耳機，卻可能造成聽力損害，耳鼻喉科醫師就發現，近年來因為許多年輕族群經常戴耳機聽音樂，日積月累下來造成聽力損傷，反而得不償失，就如同眼睛看電腦一樣，醫師建議民眾也應該避免長期配戴耳機聽音樂，每隔一小時就應休息，才能避免聽力受損。

除了要好好保護聽力外，也有學生利用空氣振動的原理，讓聲音也能成為滅火工具，像是就讀中學的雙胞胎兄妹檔王子洋、王育涵就和父親集思廣益，一同腦力激盪，研發出獨樹一格的「聲音滅火器」。創新研發不但讓他們獲得發明專利，更因此榮獲IEYI世界青少年發明展金牌，為台灣爭光。

聲音滅火器的研發原理，就是來自於聲音是疏密波的特性，王子洋、王育涵透過反覆實驗發現，可以藉由低頻、高音量的聲音來減少空氣的存在，而藉此讓正在燃燒的火焰因為沒有空氣作為助燃物而漸漸熄滅。研發者表示，他們希望能將聲音滅火器應用在著火的繪畫作品等珍貴文物史料或是不適合直接用水或乾粉滅火器滅火的物品，讓滅火的工具變得更smart。