| █▉▊▋▌▍▎▏▏ 科 幻 科 學 報 http://mail.apol.com.tw/~scisci/ http://iwebs.edirect168.com/scisci/ ▏▏▎▍▌▋▊▉█ 本期內容 ▼〈No.193〉2003.11.11 ══════════════════════════════ 科技大趨勢 ■ 當聲音有了方向 科學小視窗 ■ 占星術不可信 ══════════════════════════════ ──────────────────────────────── ▌編輯的話 ──────────────────────────────── 《駭客任務完結篇－最後戰役》月初在全球首映，有些人看完 之後覺得失望、有些人卻覺得很精采。看到身邊朋友這麼兩極化的 反應，小編也應該抽空去看看到底Matrix是怎麼完結的。 嘉恩 星艦學院編輯小組 mailto:scisci@mail.apol.com.tw ──────────────────────────────── ▌科技大趨勢 ▌當聲音有了方向 ▌葉李華˙著 http://mail.apol.com.tw/~scisci/author01.htm ──────────────────────────────── 早在物理學家研究聲音之前，甚至早在物理學問世之前，中國 古人對「聲學」已有相當的認識，例如戰國時代的《墨經》即記載 著如何將「共鳴原理」應用於守城工事。而從「隔牆有耳」這句成 語，則可推斷古人也了解聲波必定四處擴散。然而基於種種原因， 人類卻又一直渴望駕馭聲波的走向，於是在武俠小說這類幻想文學 中，自然而然就會出現「傳音入密」這樣的玄妙想像。 在現實世界中，想讓聲音具有方向是極困難的一件事。即使是 「科學昌明」的二十世紀末，聲學科技仍致力於諸如聲音品質的改 良，至於聲音方向則始終是非主流的題目。如今邁入新世紀，相關 的理論與技術逐一成熟，「定向聲波」的研究終於成為一門顯學， 「傳音入密」也總算等到夢想成真的一天。 定向聲波要如何產生呢？簡單來說，雖然「可聞聲波」(人類聽 得見的普通聲波)通常具有擴散性，但頻率更高的超聲波(亦稱「超 音波」)卻不難形成集中的狹窄波束，兩者的差異可用普通光線與雷 射光比擬。沒錯，人類當然聽不見超聲波，好在對於任何聲波而言， 空氣都是所謂的「非線性介質」，因此超聲波會在空氣中再產生可 聞聲波，而這個可聞聲波就能具有很高的方向性(更詳細的說明請見 本文附註)。 倘若追本溯源，定向聲波科技可追溯到一九六○年代的聲納研 究。當年一批科學家正是利用類似的原理，製造出方向性極佳的海 底聲納系統。不過在海水這種介質中，定向聲波的用途想來想去總 離不開聲納，如今進入空氣介質，定向聲波卻立刻前途無量。一旦 聲音有了方向，不可思議的用途勢必層出不窮，以下所列舉的例子， 只是最容易聯想到的幾項應用。 ☆汽車裡的個人喇叭：例如四人座的私家車，可在車頂裝設四台定 向聲波發射器，車內四個人便可一邊(以定向聲波)欣賞各自的音樂， 一邊毫無障礙地(以非定向聲波)彼此交談。目前為止，至少已有 DaimlerChrysler這家公司推出這樣的概念車，而量產也是遲早的事。 ☆虛擬喇叭與環場音效：固定一處的定向聲波發射器，只要瞄準牆 上幾個角落，便能讓每一個反射點產生一個「虛擬喇叭」(反射後的 聲波沒有方向性，就好像雷射光打到牆壁會形成發散的小光點)。這 項功能最適合家庭電影院、小型視聽室等場所，因為只要架設一台 發射器，便能模擬出逼真的環場音效；倘若再加一點機關，環場音 效就能變為動態，因為移動反射點可說是輕而易舉。 ☆公共場所的一對一行銷：利用很簡單的電子裝置，商店櫥窗或廣 告看板便可先鎖定附近的行人，再對他發射定向聲波來推銷商品， 而不會對他人產生任何噪音。著名的科幻電影＜關鍵報告＞就有類 似的情節，不過其中的發射器還配備有眼紋辨識系統，因此叫得出 每個人的名字。此外，類似裝置亦可用在超級市場，用來向顧客提 供各區商品的資訊。 ☆展區的情境模擬：在博物館或美術館的各個重要展區，可利用定 向聲波製造不同的情境，還能包括展品的口頭解說，絲毫不用擔心 互相干擾。參觀者也不再需要耳機，即可隨時隨地聽到口述的導覽。 提到耳機，目前需要即時翻譯的場合都少不了這個累贅，相信定向 聲波很快也會將它淘汰。 ☆自我推銷的商品：在百貨公司或商展中，只要將定向聲波射到某 件商品上，該商品便能「長出」一個虛擬喇叭，開始向圍觀的顧客 自我推銷。 ☆機器與人的私密對話：例如用於提款機、售票機、販賣機的語音 說明。 附註：定向聲波的基本原理 1.根據物理定律，若要發出定向聲波，發射器尺寸必須超過聲波波 長許多倍。 2.普通的喇叭頂多半公尺寬，可聞聲波的波長範圍則是幾公分至十 幾公尺，兩者的比例不符合發出定向聲波的條件。 3.超聲波的波長頂多幾公釐，如果發射器的尺寸超過十公分，兩者 的比例便符合發出定向聲波的條件。因此可用這樣大小的發射器， 發射出人類聽不見的定向超聲波。 4.空氣對超聲波而言是非線性介質，這種非線性導致定向超聲波會 在空氣中再產生可聞聲波。換句話說，定向超聲波成了可聞聲波的 「隱形發射器」。 5.身為隱形發射器的定向超聲波(波束)大約呈柱狀，這根隱形柱子 可長達好幾公尺，足以發射波長並非很長(頻率並非很低)的定向可 聞聲波。 6.結論──定向可聞聲波的發射機制如下：超聲波發射器發出定向 超聲波，由於空氣介質的非線性，定向超聲波會再發出定向的可聞 聲波。 參考資料 ATC公司首頁 http://www.atcsd.com Holosonic實驗室首頁 http://www.holosonics.com 原載《科學發展》2003年7月號 →→完← ──────────────────────────────── ▌科學小視窗 ▌占星術不可信 ▌科學月刊˙提供 http://www.scimonth.com.tw/ ──────────────────────────────── 英國《每日電訊報》網站8.17報導，澳洲心理學家狄恩和加拿 大心理學家凱利，以2000位幾乎同時出生者為樣本，分析其職業、 婚姻狀況、進取心、抗壓能力、社交能力、智商、藝術傾向、運動 能力、數學能力和閱讀能力等，發現這些命宮相同者並無任何相關 性。根據占星學的理論，這些人的命運應該相同或相似才對。這項 研究將發表在最新一期的Consciousness Research（意識研究）。 →→完← ──────────────────────────────── ▌星艦學院發行 http://club.ntu.edu.tw/~sfa/ ▌科幻科學報 http://mail.apol.com.tw/~scisci/ ▌徵稿啟示 ˙科幻科學報徵求各式中文科幻創作、介紹、心得及科普文章。 ˙不接受外文作品及無版權翻譯作品。 ˙若有版權問題，作者自行負責。 ˙來稿請寄 scisci@mail.apol.com.tw，恕無稿酬。 ▌關於我們 ˙訪談室長期徵求問題，歡迎來信：scisci@mail.apol.com.tw。 ˙讀者意見，如未特別註明，視同授權刊登於科幻科學報上。 ˙活動看板一區，有任何科學或科幻活動皆可來信要求刊登。 ▌關於轉載 ˙網路上之非商業轉載： 若欲轉載，請勿更動版面或刪減文字，並請於文前註明 「轉載自『科幻科學報』」。 ˙商業性質或其他媒體轉載，請先徵求作者同意，謝謝。 ──────────────────────────────── |