聲學妙用 回音神奇
圖：北京天壇的回音壁，高約6米，半徑約32.5米
中國古代聲學，從振動波的概念到樂器、建築等實踐中的應用，都有許多突出的成就。
陸地傳音速度比空氣快，因為密度高的物質較密度低的物質容易傳音，這是現代聲學的基本原理，但在古代戰場已廣泛應用。軍旅常以牛皮作箭筒，睡覺時兼做枕頭，俯地而臥，能聽到遠處人馬走動的聲音，探知敵人動向。
古人還發明了隔聲的方法。隔聲是把聲音約束在一定範圍裡，不讓它傳播出去。明代《物理小識》提到，私鑄錢幣者藏於地下室，以空甕壘牆，使甕口向着室內。這樣，過路人就聽不見鋸銼之聲，「何也？聲為甕所收也。」可見中國很早便創建了隔音室。
聲學在建築上的運用更為廣泛。北京天壇的回音壁、三音石與圜丘都巧妙地利用了聲的反射效應。
回音壁是皇穹宇的圓環形圍牆，周長193.2米。兩人分別站在東、西配殿，面對牆壁輕聲對話，彼此都能聽得清清楚楚，且回音悠長。這是因為牆面光滑平整，是聲波的良好反射體；圓周曲率精確，有利於聲波的規則折射。聲波沿牆面連續折射前進，可傳到百米外的另一端，遠較直接經空氣傳播的聲波衰減得慢。
站在回音壁圓心位置的「三音石」，拍一掌可聽到五六下回聲。這是因掌聲等距地傳到圍牆，被反射回中心點匯聚為第一響；接着再向四方傳播，碰到圍牆後再反射回來形成第二響，如此往返不停，直到聲能耗盡。
回音壁南面有一座圓形平台叫「圜丘」，站在台中心的圓心石上說話，聽起來聲音特別洪亮。其奧妙在於圜丘的半徑很短，約11.4米，聲波傳到周圍的石欄後，迅速反射回來。據測試，從發音到聲波返回圓心石僅需0.07秒。說話者無法分清原音和回音，兩者相混，便顯得格外響亮了。
這些奇妙的聲學運用，為中國古代科學增添了無窮的想像和魅力。
（古代科技·七）余正
