包租婆的狮吼功成为现实？——次声波的秘密人类不仅生活在一个五颜六色

人类不仅生活在一个五颜六色的世界，环境中更是充满了各种各样的声音。有了声音的存在，我们才能聆听婉转鸟鸣，欣赏动人乐曲。以及更重要的，信息可以通过声音来传递。
除此之外，在周星驰的电影《功夫》里，包租婆甚至用可怕的狮吼功击退来犯的琴魔杀手二人组。看完电影问题来了，是什么声音有这么强大的杀伤力？

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图 | 电影《功夫》片段
人耳能感知的声波频率在20到20000赫兹之间，在20000赫兹以上，人耳听不到的声波属于超声波；而20赫兹以下，则属于次声波的范畴。这样的划分标准与电磁波中的可见光类似，均以人类感知的主观标准划分。声波中最具有狮吼功那种伤人潜力的，无疑就是本文的主角——次声波。

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—— 次声波的特点 ——
声音是由物体的振动而产生、并通过介质传播的，是一种典型的机械波，传播的实质是机械能在介质中的传递。

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声波在空气中的传递示意（将空气简化为气体分子）
从次声波的频率定义中不难看出，它的波长比超声波、可听声高出数个量级。这样的特性，使得次声波不易被水和空气等介质吸收，也能绕开某些大型障碍物发生衍射，当然也不易衰减（能量的衰减速度与其频率平方成反比）。在声学中，衡量声波的两个重要属性是频率（Hz赫兹）和强度（dB分贝），而次声波的衰减速率非常之低，例如10赫兹声波的衰减速率仅有0.011分贝/公里（30摄氏度、10%湿度的空气环境下）。
在自然界中，许多地理地质现象都是典型的次声波源，如地震、火山爆发、海啸、陨石坠落、泥石流等，往往能记录到与事件相伴随的次声波。
在生物界中，虽然人类听不见次声波，但一些动物不仅能感知，还能很好地利用次声波。这一功能集中在大象、长颈鹿、鲸鱼等体型较大的动物，由于它们宽大的颅骨尺寸带来的较大耳距，听觉范围一般都能下探至次声波频段。

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康奈尔大学研究团队收集了大象之间的交流音频，通过软件将其转换成可视化声谱。图为两头非洲象交流的声谱图像，白线是20赫兹的次声波阈值线，可见有部分波频下探至次声范围。图 | 参考资料［3］

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—— 次声波与人体 ——
在许多文艺作品中出现过次声波“杀人”的描述，这是一种共振现象的体现。人体许多器官固有的振动频率处于次声频率范围内，例如头部为8-12Hz、眼球为19Hz、心脏为5Hz、胸腔为4-6Hz、腹腔为6-9Hz、盆腔为6Hz 。当生物体处于次声环境，且声压达到一定强度，其作用频率与生物体组织器官的固有频率相同时就会出现共振反应，此时次声波产生的刺激最大。
若你面对着一个19Hz的喇叭，即使将音量调到100dB ，你也无法听到它发出的声音。但由于19Hz正是人眼的共振频率，你将会发现眼球出现晃动震颤，视力变得模糊。而如果暴露在5Hz、177dB的声波下，人将感到难以呼吸，并产生恶心呕吐等症状，心肺受到一定损害。