除非 是 聾子 。 你 一定 會 這麼 回答 。 不過 ， 你 聽見 過 蝙蝠 的 叫聲 嗎 ？ 沒有 ？ 再 比如 ， 你 舉起 右手 ， 在 空中 快速 地 來回 擺動 幾 下 ， 你 聽見 什麼 了 ？ 還是 什麼 也 沒 聽見 吧 ！ 這 就 足以 證明 ， 人 不 是 所有 聲音 都 聽 得 見 的 。 我們 知道 ， 聲音 起源於 發聲體 的 機械 振動 ， 這 種 振動 藉著 有 彈性 仲介 向 外 傳播 ， 當然 我們 通常 是 藉著 空氣 ， 形成 聲波 。 人 之所以 能 聽到 聲音 ， 是 因為 聲波 傳入 耳朵 ， 引起 鼓膜 振動 ， 刺激 聽覺 神經 的 結果 。 但是 ， 人 耳 能 聽到 的 聲波 頻率 是 有 一定 限度 的 。 大多數 人 能夠 聽到 的 聲音 的 頻率 範圍 ， 大約 從 每 秒 20 次 到 2萬 次 ， 也 就 是 從 20 赫 ～ 2萬 赫 。 這 個 範圍 裏 的 聲波 叫做 可 聽聲 。 高於 2萬 赫 的 聲波 叫 超音波 ， 低於 20 赫 的 聲波 叫 次 音波 。 超音 和 次音 ， 對 一般人 來 說 ， 都 不能 引起 聲音 的 感覺 。 蝙蝠 會 發聲 ， 只 是 它 發 的 聲波 頻率 高達 幾萬 赫 甚至 十幾萬 赫 ， 大大 超過 了 正常人 的 聽覺 範圍 ， 所以 你 就 聽 不見 了 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 194 * 【 第三 章 】 。 同樣 ， 在 空氣 中 擺手 ， 可以 引起 空氣 振動 ， 產生 聲波 ， 只 是 它 的 頻率 只有 幾 赫 ， 大大 低於 正常人 的 聽覺 範圍 ， 你 當然 也 聽 不 到 了 。 每 個 人 能夠 聽到 聲波 頻率 的 最 高 限度 是 各 不 相同 的 。 一般來說 ， 老年人 的 聽覺 遲鈍 些 ， 能夠 聽到 的 最 高 頻率 不 超過 6千 赫 。 許多 昆蟲 能夠 發出 頻率 比較 高 的 聲波 ， 在 秋蟲 卿卿 的 田野 中 ， 通常人 感到 雜亂 甚至 刺耳 的 時候 ， 一些 不能 聽到 高音 的 人 往往 卻 感到 十分 寧靜 。 有趣 的 是 ， 某些 動物 分辨 高音 的 能力 比 人 強 得多 ， 比如 狗 ， 可以 聽到 頻率 高達 3.8萬 赫 的 聲波 ， 而 蝙蝠 能夠 聽到 頻率 是 十幾萬 赫 的 聲波 。 神通 廣大 的 超音 超音波 的 頻率 高 ， 有的 高達 幾十億 赫 ， 具有 奇特 的 性質 ， 在 工農業 生產 、 醫藥 衛生 以及 科學 研究 等 方面 都 有 廣泛 的 應用 。 頻率 很 高 的 超音波 在 媒質 中 可以 形成 劇烈 的 振動 ， 產生 機械 、 熱 、 光 、 電 、 化學 和 生物 等 各 種 效應 。 這些 效應 就 可以 形成 相當 特殊 的 用途 。 超音波 可以 用來 「 清洗 」 。 小 到 鐘錶 零件 一 類 的 精密 零件 ， 大 到 一二十 公尺 長 的 整 個 導彈 殼體 和 反應堆 裏 的 熱 【 科普 ｅ 世代 】 10 __UNDEF__ Story of Light 能 工巧匠 * 195 * 交換器 零件 ， 都 可以 被 「 洗 」 得 一乾二淨 。 超音波 可以 用來 鑽孔 。 對像 寶石 、 玻璃 、 陶瓷 等 堅硬 的 脆性 材料 ， 鑽出 任何 形狀 的 孔 。 如果 在 切削 工具 上 加進 超音 振動 ， 可以 使 切割 阻力 降低 1／5 ～ 1／10 ， 並且 提高 切削 品質 。 用 超音 方法 可以 使 物質 軟化 流動 ， 這 種 方法 所 需要 的 能量 只有 普通 加熱法 的 千萬分之一 ， 因此 超音 在 拉管 、 拉絲 、 擠壓 成型 和 鉚接 等 工藝 上 大有 用處 。 超音波 還 能 「 粉碎 」 液體 。 在 通常 情況 下 ， 很多 液體 是 不能夠 相互 溶解 的 ， 比如 我們 總 能 看見 在 水面 上 漂 著 一 層 油 ， 正 是 因為 油 和 水 是 不能 相互 溶解 的 。 而 在 超音波 的 作用 下 ， 像 油 和 水 等 不能 溶解 的 液體 也 可以 充分 地 混合 在一起 。 超音波 也 能 「 粉碎 」 細菌 ， 因此 可以 用來 對 食物 進行 殺菌 消毒 。 超音波 的 波長 很 短 ， 近似 直線 傳播 ， 能夠 定向 發射 ， 因此 可以 製成 「 超音 雷達 」 ， 用來 探測 魚群 、 海 底 深度 、 暗礁 、 潛艇 等 。 這 是 無線電 雷達 望塵莫及 的 ， 因為 電磁波 在 水 裏 衰減 很 快 ， 傳播 不遠 ， 無法 偵察 海 底 的 情況 。 超音波 的 穿透 能力 很 強 ， 可以 穿透 幾 公尺 厚 的 鋼鐵 。 因此 ， 超音波 可以 用來 探查 金屬 製品 內部 的 缺陷 ， 還可以 製成 醫學 上 檢查 疾病 的 工具 。 的 故事 發現 第二 個 愛因斯坦 * 196 * 【 第三 章 】 在 農業 上 ， 用 超音波 處理 種子 ， 可以 縮短 萌發 時間 ， 提高 發芽率 。 前面 提到 過 的 蝙蝠 發聲 的 超音波 原理 ， 對 科學家 們 的 啟發 很 大 ， 其中 還 有 一 段 有趣 的 歷史 呢 ！ 一 位 對 生理學 很 感興趣 的 科學家 ， 義大利 的 斯帕蘭札尼 在 觀察 中 注意到 ， 蝙蝠 有 特殊 的 認識 外界 事物 的 功能 ， 原來 它們 不 是 用 眼睛 ， 而是 靠 耳朵 去 辨認 外界 事物 及 周圍 情況 。 他 做 了 關於 蝙蝠 認識 周圍 事物 的 一 系列 實驗 ， 如果 蒙住 蝙蝠 的 雙眼 ， 蝙蝠 照樣 能夠 自由 地 飛翔 ， 辨別 四周 的 障礙物 ， 捕食 昆蟲 ； 但是 如果 用 蠟 堵住 了 它 的 雙耳 ， 那麼 它 就 不能 正常 飛行 了 ， 身體 會 失去 平衡 ， 飛行 跌跌撞撞 。 因此 ， 斯帕蘭札尼 於 1793年 在 瑞士 日內瓦 舉行 的 一 年 一 度 的 自然 歷史 協會 年會 上 ， 宣佈 了 他 的 研究 發現 ： 蝙蝠 有 一些 我們 所 沒有 的 新 的 器官 或 感覺 來 代替 它 的 視覺 。 接著 ， 另 一 位 名叫 裘林 的 外科 醫生 和 昆蟲學家 ， 也 發表 了 自己 在 一 個 實驗 中 得到 的 結論 ： 螞蟈 是 用 耳朵 代替 了 眼睛 去 認識 外界 的 事物 的 。 這 一 研究 成果 一經 宣佈 ， 立即 在 生物學界 招致 激烈 的 反對 意見 ， 認為 這 是 絕對 不可能 的 ， 「 用 耳朵 去 看 ！ 」 不可 想像 ， 而 反對 得 最 激烈 的 恰恰 是 當時 最 有 權威 的 生物學家 們 。 於是 斯帕蘭札尼 和 他 的 實驗 研究 成果 因此 而 被 埋沒 【 科普 ｅ 世代 】 10 Story of Light 能 工巧匠 * 197 * 了 100多 年 。 直到 20世紀 20年代 ， 由於 物理學 的 發展 ， 人們 逐漸 認識到 自然界 的 聲波 有 著 不同 的 頻率 ， 有 一些 聲波 是 人 的 耳朵 所 聽 不 到 的 。 1938年 ， 美國 哈佛 大學 物理系 的 四年級 大學生 格里芬 用 一 台 聲波 檢測器 檢測 了 籠 中 蝙蝠 的 活動 。 聲波 檢測器 將 蝙蝠 發出 的 超音波 轉化為 人耳 可以 聽到