巨石陣的神奇聲學特性:能放大聲音、但又將聲音侷限在陣內

作者 | 發布日期 2020 年 09 月 04 日 16:34 | 分類 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


世界神廟遺址「巨石陣」是英國最著名的史前建築,建造年代、各種用途猜測引人入勝,而最近有工程師花 9 個月時間造出巨石陣的 1:12 模型以考據聲音動力學,驚訝發現巨石陣內發出的聲響會放大,但又被困在石陣內,位於巨石陣外的人聽不太到聲音傳出。

世界各地科學家已多番研究過巨石陣,有些人認為巨石陣是日曆,因為每逢夏至上午,日出的光線就會與巨石陣呈整齊隊列;有些人認為巨石陣是亡靈的紀念碑,佐證來自周圍地區分布數以百計的古代墓葬;還有一些人認為巨石陣是觀察天文的地方,人們可能在季節變化之際聚集在那裡。

只不過迄今為止,沒有人真正知道巨石陣當初建造的目的到底為何。

最近有 3 名聲學工程師 Trevor Cox、Bruno Fazenda、Susan Greaney 對巨石陣進行新測試,研究人員想知道這些石頭擺法是否會帶來有趣的聲學特性,他們花費 9 個月時間,按 1:12 比例重新製造一個縮小版實體模型,接著在石陣中與石陣周圍放置喇叭與麥克風,前者發出從很低到很高的聲音頻率,後者收音,然後研究人員分析麥克風記錄的數據。

分析結果顯示,石圈內部聲音殘響效果比石圈外部還長,高頻殘響至少 0.6 秒,低頻殘響甚至接近 0.8 秒,比較一般聲音在客廳的殘響時間不到 0.5 秒,而大教堂的殘響時間約 8 秒鐘。

殘響(reverberation)是指聲源發音停止後,聲音還繼續存在的聲學現象,如彈鋼琴時只要踏住最右邊踏板,就可以製造出殘響讓琴鍵聲音迴盪久一些。換句話說,巨石陣就像是座巨大的「音量放大器」,讓陣中的人更容易聽到建築內的對話或音樂;然而更神奇的是,巨石陣又可以隔絕聲音,位於石陣之外的人聽不太到內部發出什麼聲響,說明巨石陣只是為了陣內少數人的活動而建造。

雖然,研究人員自身並不相信巨石陣是出於這種聲學特性目的而建造,也許這只是附加功能。新論文發表在《科技考古學》(Archaeological Science)期刊。

(首圖來源:論文

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