來(lái)源頭條作者:新浪探索

烏云低垂至地平線上，空氣粘稠而悶熱；突然間，一道無(wú)聲的閃電劃破天空。整整4秒鐘后，我們才聽到一聲轟隆的巨響。

與光速每秒30萬(wàn)公里的驚人速度相比，音速簡(jiǎn)直微不足道。在空氣中，聲音的傳播速度只有每秒0.3公里。這就是為什么你在聽到雷聲之前先看到閃電的原因。不過(guò)，如果音速變快一百萬(wàn)倍，也就是與光速一樣的話，會(huì)發(fā)生什么呢？

顯然，雷聲會(huì)在你看到閃電的同一時(shí)刻到達(dá)你的耳朵，但那道閃電看起來(lái)也會(huì)很怪異。聲波是由粒子組成的，每一個(gè)粒子的移動(dòng)都輕微到足以與下一個(gè)粒子碰撞，這會(huì)在聲波內(nèi)部產(chǎn)生密度更高和更低的區(qū)域。我們可以想象一個(gè)彈簧玩具：當(dāng)玩具移動(dòng)時(shí)，線圈會(huì)不斷地壓縮然后散開，并重復(fù)這一過(guò)程。聲波也與此類似。在低速時(shí)，密度的變化是難以察覺(jué)的，但在與光速相同的速度下，情況就不一樣了。

雷暴期間空氣非常潮濕，聲波會(huì)穿過(guò)并擠壓空氣，然后急劇膨脹，使氣壓顯著下降。由于氣壓與溫度相對(duì)應(yīng)，因此打雷后氣壓的突然下降會(huì)導(dǎo)致潮濕的空氣凍結(jié)。屆時(shí)，你將透過(guò)冰晶形成的濃霧看到閃電。

當(dāng)聲音以光速傳播時(shí)，我們所聽到的聲音也會(huì)與原來(lái)截然不同。此時(shí)的音調(diào)會(huì)變得非常高，以至于無(wú)法被我們聽見，甚至你的狗都聽不見你說(shuō)話。

我們的聲帶是通過(guò)產(chǎn)生駐波來(lái)發(fā)聲的，而駐波的行為就像健身房里的戰(zhàn)繩：只有當(dāng)我們把戰(zhàn)繩搖得足夠快時(shí)，它的波形才會(huì)開始上下擺動(dòng)；隨著繩子搖得越來(lái)越快，波的數(shù)量——即波的頻率——也在增加。同樣地，當(dāng)我們喉頭產(chǎn)生的聲波速度增加時(shí)，它們的頻率也會(huì)增加。

對(duì)于聲波，更高的頻率意味著更高的音調(diào)。那么，我們的聲音會(huì)變得多高呢？一個(gè)有趣的事實(shí)是，聲音在純氦中的傳播速度是在空氣中的3倍，因此吸入氦氣會(huì)讓我們的聲音聽起來(lái)就像米老鼠。我們可以想象一下把音速提高一百萬(wàn)倍時(shí)的情況。

音速提高一百萬(wàn)倍也會(huì)對(duì)管弦樂(lè)隊(duì)造成嚴(yán)重影響。管樂(lè)器的發(fā)聲原理就像人類的聲帶，聲音在雙簧管或小號(hào)的空腔內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，產(chǎn)生駐波。我們必須把管樂(lè)器設(shè)計(jì)得比現(xiàn)在長(zhǎng)一百萬(wàn)倍，才能讓它們與小提琴和大提琴合拍，不過(guò)，空氣中音速的變化不會(huì)改變沿琴弦傳播的聲音。

當(dāng)然，最可惜的是，人類無(wú)法在這樣的世界中生存下來(lái)，以體驗(yàn)這些神奇的變化。即使是柔和的笛聲，也會(huì)將周圍環(huán)境中的一切炸成碎片。光是通過(guò)電磁波傳播的，而電磁波并非由物質(zhì)粒子組成；但聲波卻是機(jī)械性的，由粒子相互碰撞而產(chǎn)生。一個(gè)以光速運(yùn)動(dòng)的分子將擁有“幾乎無(wú)限的能量”，它會(huì)擊破遇到的每一個(gè)粒子，使電子逸出，并產(chǎn)生物質(zhì)和反物質(zhì)的“噴射”。反物質(zhì)是在超高速碰撞中產(chǎn)生的粒子，其性質(zhì)與物質(zhì)粒子相反，這種景象將會(huì)非常驚人。