簡介
招鶴回鳴聲學專家帶著“神器”探尋鶴聲三大實驗揭招鶴回鳴之謎:
站在距離即墨鶴山三真殿一側台階不遠處擊掌後，能聽到清晰的仙鶴鳴叫聲。1998年偶然發現的這一聲學奇觀被命名為“招鶴回鳴”，此後，慕名來鶴山探秘的遊客絡繹不絕。但“招鶴回鳴”之謎一直無人能給出科學解釋。昨天，山東聲學學會組織中國科學院聲學研究所北海研究站以及中國海洋大學信息科學與工程學院專家一同前往即墨鶴山探秘，通過聲學專業儀器設備和三項不同實驗，初步揭開了謎底——特殊環境下掌聲共鳴和散射的結果。□記者趙偉本版攝影湯臻
探奇
專家組成6人“揭秘團”
作為即墨市著名景點的鶴山，是一座歷史悠久的道教名山，但“招鶴回鳴”現象並非古已有之，而是在1998年被一名建築工人意外發現。為了完成本次實驗，按照學會理事長王寧理的安排，山東聲學學會臨時組建了一支由6人組成的“揭秘團隊”，分別為：聲學學會秘書長林建恆研究員、中國科學院聲學研究所北海研究站蔣國健研究員、中國海洋大學信息科學與工程學院高大治副教授、中科院聲學所北海研究站博士生李家亮以及中國海洋大學信息科學與工程學院即將攻讀碩士學位的張新耀和李小雷。
“既然要從科學角度揭開招鶴回鳴這一現象的秘密，必須用專門儀器對現場進行聲學測試，通過分析實測數據，最終得出結論。”林建恆說，雖然大家都知道“招鶴回鳴”是因為回聲而形成的現象，但是，只有通過實驗，並對實驗數據進行分析，才能準確解釋這一現象的成因。
準備
網上下音頻初步估計分析
昨天上午，鶴山艷陽高照、風清氣爽。“揭秘團隊”帶著設備從山底出發，步行來到位於山頂部的三真殿。廟宇旁有一塊半米來高的石碑，上刻“招鶴回鳴”四字，這就是記者此行的目的地了。上午10時許到達現場，專家們開始用捲尺測量，根據距離確定導致招鶴回鳴現象的主要聲音散射體。“昨天，我們從網上找到了招鶴回鳴的視頻，下載後又將其轉化為音頻進行了分析。”林建恆說。經過初步分析，專家得出結論：導致招鶴回鳴的聲音散射體應該在距離拍掌處15米到17米之間，“三真殿旁的這個長長的石階距離招鶴回鳴石碑正好是16米，應該就是招鶴回鳴的主要成因。”
現場
六大設備上陣探尋聲音
“這裡是在1998年重修完成的。”即墨市鰲山衛鎮工作人員介紹說，除了“招鶴回鳴”，鶴山上還有個“水鳴天梯”奇觀，人走在三真殿後的台階上腳步聲如同踩在水中的聲音，咕咚咕咚，越到台階上端，水聲越明顯。而無論是“招鶴回鳴”還是“水鳴天梯”，看樣子都與47級樓梯有關。
組裝完儀器，接上電源，實驗就開始了。“今天，我們總共帶來了信號發生器、專業錄音機、大功率揚聲器、功率放大器、傳聲器以及噪聲分析儀。”高大治說，實驗主要是通過控制儀器發射不同頻率的單頻脈衝，得到多組實驗數據，通過分析數據，得出一個根據發射聲脈衝及台階回波等得到的頻響曲線，由此確定台階對不同頻率聲音的反射情況，繼而揭出“招鶴回鳴”和“水鳴天梯”的秘密所在。然而，在實驗操作過程中，卻遇到了不少麻煩。山頂廟宇之上有一個大鐘，不時傳來的鐘聲，加上風聲、遊客腳步聲、說話聲都對實驗造成了干擾。無奈之下，專家們不得不經常提醒過往遊客快速、安靜通過。
數據
3小時70組單頻脈衝實驗
“我們這次主要設計了3個實驗，分別是拍手回聲實驗，人群聲屏障實驗以及不同頻率的單頻脈衝回音實驗。”高大治解釋說，其中，拍手回聲實驗需要有人站在實驗地點拍手，驗證“招鶴回鳴”的效果，同時用專業儀器錄音，以便於後期進行頻譜分析。上午11時許，上山遊客多了起來，為進行人群聲屏障實驗提供了便利。在高大治的安排下，20多名遊客分開站到台階的3、4、5級，實驗者站在距離台階十六七米遠的地方拍手。“人體對聲音的反射與台階的反射不同。”高大治說，這一實驗主要是為了與第一個實驗進行對比，結果表明，人群站到台階上會減弱拍手的回聲。“20多個人站到台階上，大約能占台階面積的1/10，對回聲有所影響，如果台階上站滿人，招鶴回鳴這一現象就會消失了。”
這兩個簡單的實驗過後，就需要專業儀器上場了。通過儀器分別發射從500赫茲到5000赫茲的單頻脈衝，然後將入射聲信號和散射聲信號錄製下來。這個實驗要做70多組，形成一組完整的數據，再通過後期分析，才能為招鶴回鳴做出一個科學解釋。為了做這個實驗，“揭秘團”前前後後花費了3個小時，直到下午1時許才收工。
結論
台階山體產生共鳴和散射
“聲音在空氣中的傳播速度是340米/秒，通過前期對音頻的分析，我們發現，該環境下產生較強而清楚的招鶴回鳴的時間大約需要0.1秒，聲音傳過去再傳回來是一個來回，這么算下來，聽到招鶴回鳴最清楚的距離應該是距離台階15米到17米左右。”蔣國健解釋說，人拍巴掌的聲音是一種寬頻聲脈衝，頻譜很寬，其中包括很多不同頻率的聲波，三真殿一側的台階相當於一個“聲學濾波器”，它對不同頻率聲音的敏感度不同，這就導致拍巴掌的聲音經過反射後發生變化，高頻回波強度較大，傳回人耳時變成了仙鶴鳴叫般的聲音。在聲學上，這是一個典型的共鳴、散射現象。”
“這兩條聲學現象的形成與其所處的環境分不開，其中最主要的是台階對聲音的散射作用和濾波作用。”蔣國健說，只要在三真殿的台階前發出跟巴掌聲相似的寬頻聲波，就能產生“招鶴回鳴”的效果。“目前，實驗研究結果正在分析之中，”高大治預測，等分析獲得初步結論後，想要人工複製“招鶴回鳴”這一景點應該就很容易做到了。
