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声学生活 | 在室内声学的领域,音响离不开数学和物理

影音新生活 ACOUSTICS 建筑声学 2022-03-21 1,680 0
声学生活 | 在室内声学的领域,音响离不开数学和物理-影音新生活

当森林中有一棵树倒塌下来时,发出一阵轰然大响声音,但是没有人在这个原始森林中,所以就听不到这声音。这算不算有声音发出来呢?声音是肯定发出来了,因为当树干及树枝接触地面时,它们都会产生某些声音,但是没有人听见,但这声音对于人类或其他动物所听到的是有所不同,所以这就是声学上所说的心理(Psychoacoustics)。

这里讲的声学原理,最主要是让一个调音员能够了解声学的各方面,而不是进行声学研究,或是硕士、博士的声学论文,所以这里讲声学理论都是实际可以给在现场操作音响的人用得上的。

1915年,有一个美国人名叫 E.S.Pridham将一个当时的电话收听器套在一个播放唱片音响的号角上,而声音可以给一群在旧金山市庆祝圣诞的群众听时,电声学就诞生了。当第一次世界大战结束之后,在美国哈定总统(Harding)就职典礼上,美国贝尔公司把电话的动圈收听器连接在当时的唱片唱机的号角上,就能够把声音传给观看总统就职典礼的一大群群众,因此就产生了很多专业的音响研究及开发了扩声工程这门学问。音响研究人员不单纯是努力地把音响器材进行改进,也做了各类不同的实验来了解人类对听觉的反应。但最高级的音响研究人同都明白音响学是要整体的研究,要了解音响器材的每一个环节,及人类对听觉的生理反应,他们在过去多年内直至现在都作出了很大的贡献。早在1877年,英国的莱李爵士(Lord Raleigh)就已经做过声学的研究,他曾经说过:“所有不论直接或间接有关音响的问题,一定要用我们的耳朵来做决定,因为它是我们的听觉的器官,而耳朵的决定就应该算是最后决定,是不需要再接受上诉的。但这不是等于所有的音响研究都是单靠用耳朵来进行。当我们发现声音的根基是一个物理的现象时,我们探测这个音响境界就要转到另外一个领域范围,它就是物理学。重要的定率是可以从研究这方面而来,而我们的听觉感应也一定要接受这些定率。”我们可以从以上一段文字看到,就算在没有电声音响学产生的时候,老前辈科学家都认为这个是物理的领域。

著名科学家英国的卡尔文勋爵常常说:“当你度量你所述的事物,而能用数字来表达它,你对这事物已有些知识。但如果你不能用数字来表达它,那么你的知识仍然是简陋的和不完满的;对任何事物而言,这可能是知识的始源,但你的意念还未达到科学的境界。”卡尔文勋爵(1824—1907)是19世纪最出色的科学家之一,后世的科学家为了要纪念这位伟人,把绝对温度-273.16摄氏度命名为0度卡尔文度。

声学生活 | 在室内声学的领域,音响离不开数学和物理-影音新生活

戴维斯夫妇(Don& Carolyn Davis)是《音响系统工程》(Sound System Engineering)这本书的作者。这书被称为音响圣经,几乎是每一个外国研究音响的人必读之物。我引述他书内这一段:“具有数学和物理学的知识,是实质上了解音响工程学的必要条件。对这两种科学认识越深,越能使你跨越从感觉上所得到的意念,而达到用科学来引证事实。著名音响家占士摩亚曾经说过:‘在音响学中,任何在表面看来很明显的事情,通常都是错误的’。”

以上引述的几位科学家及音响学家的训言,主要是因为现在大部分做音响的人士,他们当然是对音响及音乐很有兴趣,但是以为光靠他们的听觉就可以鉴定什么是好或不好的音响,不明白这是一门专业的工程学问,是做不好音响的。远在19世纪的莱李爵士已经指出这是一个科学的境界,现代的音响工程学也像其它科学学术一样正在努力地发展,所以音响工程学是离不开数学及物理学的。

声学生活 | 在室内声学的领域,音响离不开数学和物理-影音新生活
北京清华大学建筑声学原理与设计培训课程是由云九(Cloud9)影音文化传播机构整体策划与组织,由清华大学著名教授及讲师教学的建筑声学课程。
2022清华大学建筑声学原理与设计
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时间丨5月28日-30日
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