伽利略：声音的寓言

伽利略（1564-1642，意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家，科学革命中的重要人物）

多年的经验使我发现这样一个现象。对于知识，懂得越少的人越是急于发表自己的观点，而那些知识渊博的人反而会对新生事物三缄其口。曾经有这样一个人，他虽然生活在一个偏僻的地方，却天生拥有敏锐的洞察力和强烈的好奇心。出于个人爱好，他养了几只鸟，并为其美妙的歌声所深深地吸引。因此，他开始了仔细的观察，试图发现鸟类是如何把空气神奇般地转变为婉转悦耳的声音的。一天晚上，他在住所附近听到了一段清脆悦耳的声音，他认为这一定是鸟儿的叫声，就想去捕捉它。在一条小路上，他看到了一个年轻的牧羊人。牧羊人正在吹着一根带孔的木棒，随着手指的移动，木孔被不断地覆盖或者打开，由此产生了如鸟鸣般的声音，但其发声方式和鸟类却大相径庭。他被自己所看到的这一幕惊呆了。受到好奇心的驱使，他用一头牛犊来交换牧羊人手中的音管。回到家中，他陷入了沉思：如果不是碰巧遇到了那个牧羊人，我可能永远也不会知道，世间居然有两种方式可以产生如此美妙的声音。他决定外出探险，相信自己还会遇到奇妙的事情。第二天，在经过一所破败的小屋时，他听到里面传来了相似的声音，但无法确定发声的究竟是音管还是乌鸫。走进小屋，他看到一个小男孩。他右手持（琴）弓，并使其与固定在凹面木器上的线弦反复摩擦，左手扶木器，手指在上面来回移动。动听的乐曲就是这样产生的。和前两种发声方式不同的是，整个过程没有身体呼吸的参与。真是太奇妙了！在偶然发现了两种意想不到的发声方式后，他相信世界上可能还存在着其他更多的发声方式。设想一下，如果你具有像他一样的洞察力和好奇心，会不会对这一切感到匪夷所思呢？他推门踏入一座庙宇，听到了吱呀声，回头一看，才惊奇地发现这是门轴转动发出的声音。后来，他满怀好奇地来到一家小酒馆，本想看看人们是如何演奏小提琴的，却意外地发现一个人用指尖摩擦玻璃杯发出了甜美的声音。后来，他注意到，和鸟类不同，黄蜂和蚊蝇不是通过呼吸而是通过翅膀的快速震动来持续发声。他的困惑与日俱增，越来越不敢确定声音究竟是如何产生的。对声音如此全面的考察仍然不足以使他理解蟋蟀的发声方式。尽管蟋蟀不能飞翔，它们依然可以通过翅膀震动而不是呼吸制造洪亮的乐律。除了上述的发声方式，他还研究了种类繁多的风琴、号角、横笛以及弦乐器。这其中甚至包括舌簧。精巧地悬置于牙齿上的舌簧通过口腔与身体产生共鸣和呼吸发声。可是，当他开始相信已经穷尽了世上所有的发声模式时，却发现自己陷入了前所未有的无知——他突然意识到，蝉的发声模式不同于以往的任何一种。无论是紧闭其口还是制止翅膀活动，都无法让其高亢的鸣叫减弱分毫，同时也看不到其腹节或者其他部位有任何发声动作。直到他去除了蝉的胸外壳，才发现了一些软骨组织。他认为蝉鸣的秘密就在于软骨组织的震动，只要用针破坏软骨组织就能使它们安静下来。可事实证明这一切都是徒劳的。他只好使针不断地深入，直到刺穿了它的身体。最终，蝉的鸣叫和生命一起消失了。当然，他最后也不能确定蝉鸣是不是来源于此。因此，他不得不对自己的知识水平产生了怀疑。当有人向他请教声音的产生方式时，他坦白自己虽然了解了一些发声模式，但坚信仍有上百种是他所未知的。

本文节选自《伽利略眼中的科学》，劳伦斯•利普金 著，卢东民、王庆梅 译，黑龙江教育出版社，2017年，第249-250页。