漫话次声波

1948年初的一天，一艘载有大量货物的荷兰商船正穿越马六甲海峡。由于当时风急浪高，船员们都在紧张地忙碌着，但是突然间，这些体格健壮的船员们一个个倒下，失去控制的商船随波漂荡。事后，警方在对这起海难事故调查中发现：所有死者既非遭海盗的砍伤，也无中毒迹象。尸体解剖显示，死者心血管全部奇怪地破裂了。后来在有关医学专家的协助下，警方才弄清事故真相：原来是次声波在作祟。

　　次声波是频率低于20赫兹的声波(又称“低频次声”)。一般来说，人的耳朵所能听到的声音，声波在20至20000赫兹之间；声波频率高于20000赫兹的，称为超声波；低于20赫兹的则叫次声波。通常，人体内脏活动时也产生一定的振动，频率在0.01至20赫兹之间；也就是说和次声波频率相近似，但这属于正常的人体生理活动。不过危险也恰恰隐藏在这里。如果外来的次声波频率跟人体脏器振动频率非常接近，内脏会发生“共振”现象，正常的生理活动就受到干扰和破坏。如果程度比较轻微，人会出现头晕、烦躁、耳鸣、恶心等一系列症状，如果情况严重，人的内脏就会遭到致命的伤害。

　　实际上，科学界对次声波的现象早就有所了解。早在19世纪，人们就已记录到了自然界中一些偶发事件(如火山爆发)所产生的次声波。其中最著名的是1883年8月27日，印度尼西亚的喀拉喀托火山突然爆发，它产生的次声波传播了十几万公里，当时用简单微气压计都可以记录到它。在理论方面，最早在1890年，英国物理学家瑞利就开始了大气振荡现象的研究。20世纪30年代，苏联地球物理学家B.B舒列金发现了由海浪产生的次声波。后来许多科学家还发现：除了火山爆发、海洋风暴等，诸如地震、雷电、台风等自然活动，都能产生次声波。

　　不同生物对次声波的适应能力不同。次声波可以穿透船只、飞机的坚硬钢板而危及人的生命，却不能摧毁这些运输工具。自然界里的一些生物对次声波的适应能力要大大强于人类。鸟类、猫、狗等小动物在某一频率段的次声波内不会受到伤害，水母甚至能够清楚地“听”到快速气流与海水摩擦时生成的、频率区间在8～13赫兹的次声波。

　　次声波传播可以达到很远的地方。据记载，1883年印尼喀拉略托火山爆发产生的次声波，绕地球3圈之多，而且历时1个多小时。冷战时期苏联曾在北极圈进行了一次1500万吨当量的核爆炸试验，产生的次声波绕地球转了5圈。在我们的生活环境周围，有许多小型机械动力设备同样可产生次声波，如鼓风机、引风机、压气机、真空泵、柴油机等。虽然这些机械动力设备产生的次声波能量不大，但一旦它与周围的设备、环境等产生共振，其能量就会变得十分强大，而且传播较远，并产生较强的穿透能力。实验数据表明：只有当次声波穿过厚厚的墙壁时，其强度才明显减弱；而若在大气中传播，其强度在千里之外衰减也不到5％。这些次声波都是一种环境污染，对人体健康有不良影响。

　　次声波传播远、波长不易衰减、穿透力强、难以被人察觉这些特点，较早引起军事专家的高度注意。一些武器专家利用次声波的性质，进行“次声波武器”的研制。所谓次声波武器。其实就是一种能发射20赫兹以下低频声波的大功率装置。目前研制的次声波武器分“神经型”和“内脏器官型”两种，也即“次声波发生器”和“次声波炸弹”。两种武器都是利用频率低于16赫兹的次声波与人体发生共振，使共振的器官发生形变和位移。从而达到摧毁敌方战斗力的目的。这种武器与常规的杀伤性武器相比，其优越性是不必一定使敌致死，同时还不破坏敌方的武器和装备，以便为我所用。

　　目前，科学家正寻求利用次声波的特性为人类造福。

　　科学家发现，通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，可以更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。再如，通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波，来探测出这些次声源的有关参量。

　　科学家还通过次声波预报自然灾害。因为次声波传播距离远，能量衰减小、速度快，穿透能力强，所以可以利用它及时探测各种有害的自然现象的发生。许多灾害性的自然现象，如火山爆发、龙卷风、雷暴、台风等，在发生之前可能会辐射出次声波，人们就有可能利用这些前兆现象来预测和预报这些灾害性自然事件的发生。例如，在酝酿着暴风的海面上，会发出次声波震荡。这种震荡是在空气流受到浪峰的拍击时产生的，它们在空气中以高达330米／秒的速度传播，而在水中的传播速度则更快，达到1650米／秒。人类捕捉到这些信息，能及时、准确地预报海洋风暴；其他诸如地震、火山爆发等危害极大的自然灾害，以及台风、龙卷风、雷电等灾害天气，也能按照类似方法预报。

　　次声波对于地质学研究也能发挥重要作用。地质工作者在地面上有计划地定点爆破，让它发出的次声波穿透地层，从而获得地下构造的信息，探测深处的矿藏，还可用它来测定同温层中冷热空气团的分布。

　　次声波在医学上也有重大作用。人和其他生物不仅能够对次声波产生某些反应，而且他(或它)们的某些器官也会发出微弱的次声波。因此，可以利用测定这些次声波的特性来了解人体或其他生物相应器官的活动情况。利用这种方法可以帮助医生诊断病情，医生用特殊的次声波接收器“收听”人体器官发出的次声波，可以帮助确诊疾病的位置。此外，次声波在疾病诊疗方面有很大的开发潜力，目前已有这方面的尝试和实践，并取得一定进展，如通过次声按摩治疗近视，通过次声诊断骨质疏松，利用次声频段的心音变化可以反映心脏某些病变；利用颈动脉的振动信息有助于颈动脉机能不全综合征的诊断等。