音響考古學

音響考古學，一種集考古學，聲學，數位訊號處理科學等為一體的新生的交叉科學，是由日本音響學會現任會長，早稻田大學國際信息通訊研究科教授山崎芳男先生提出的。

音響考古學
音響考古學是日本音響學會現任會長，早稻田大學國際信息通訊研究科教授山崎芳男先生提出的一種集考古學，聲學，數位訊號處理科學等為一體的新生的交叉科學。
簡單地、狹義地解釋音響考古學的話，就是——想辦法，清晰地聽到從前的未經故意記錄、或者未被良好記錄的聲音。
我們知道，一百多年前，愛迪生髮明留聲機之前，人類可以說是還沒有長期記錄聲音的技術。也就是說，之前的幾千年上萬年的人類文明所產生的無以計數的聲音，都沒有得到保存。音響考古學研究者們希望能夠藉助現代科技力量，復元出原來的聲音讓現代人聽到。這對於以考古學、語言學、文學等為首的多種科學有些莫大的意義。
下面籍音響考古學一個成功的例子，介紹一下音響考古學。
日本津田塾大學創建於一百多年前。創建者為津田梅子。
（1864年，津田梅子出生於江戶牛入南町（現在東京都新宿區）。1871年，只有七歲的梅子做為北海道開拓使派遣的5位女子留學生的中的一員，隨考察歐美的岩倉具視大使一行踏上了赴美留學之路。1882年梅子，回到日本。1886年成為華族女子學校的教授。算起來這一年梅子只有22歲。1889年至1892年，梅子再次留學 ，其後的1898年兼任了婦女子高等師範學校的教授，並於1900年創立了現在的津田塾大學的前身——女子英學塾（女子英語學習班）。1929年8月16日，梅子逝世，1933年為紀念津田梅子，“女子英學塾”改名為“津田英學塾”，1943年增設理科，並改名為“津田塾專門學校，1948年建立津田塾大學。）
津田梅子在一屆畢業典禮上為畢業生的英語講話，當時被錄製下來並於稍後製成SP盤，發放給學生們留為紀念。現在這張SP盤只餘下了有數的幾張，並且經過歲月的侵蝕，音質很差。
早稻田大學山崎研究室的一個研究小組借到了一枚這樣的SP盤，錄下了該SP盤播放時的聲音並運用現代科技減輕噪音，成功地清晰重放了當時津田梅子的聲音。
SP是老式唱片的一種，通過刻在盤面上的音軌的深度/寬度來控制聲音的變化以達到記錄的聲音。重放的時候也需要用探針來重新探取盤面上的音軌的深度及寬度來產生聲音。這樣，音軌是否清潔，是否有微小損壞，探針的粗細等等都會對唱片的音質產生影響。例如：當探針較細時，音軌溝內的灰塵會造成探針實際上並沒探到溝的最底部；而當探針較粗時，音軌溝壁上的損傷以及瑕疵乃至灰塵也會影響探針的位置。這些都對音質產生影響，而且實際中情況更加複雜。而且，由於探針直接接觸盤體，每一次放音，無疑都是對盤體本身的一次損傷。對於某些文物級別的老式唱片，即使是這樣的微小損傷也是應該盡力去避免的。
該研究小組先用超音波洗淨器（通常用來洗淨眼鏡鏡片上的灰塵）對SP唱片上的灰塵進行清洗，洗淨了大部分的灰塵。
然後該小組用粗細不同的探針，用各種力度重新播放了這枚SP並且錄音。
之後該小組又用“計算平均值”，“一般化調和解析”等不同的方法，成功地抑制了這些錄音上的噪音。
計算平均值是指用多段不同條件下錄製的聲音求和並求平均後得到的聲音。這樣如果在某段錄音中某處產生了噪音而另一段錄音中該處沒有噪音，則平均後該處的噪音變弱（當然同時語音也變弱）。實際上，錄製過程中由於探針的粗細和力度不同，聲音回放的速度是不同的，也許平均下來每秒只產生幾十分之一秒的誤差。雖然人耳感知不出來，但用計算機處理的時候必須要考慮到這一點。實際處理的時候，這是非常麻煩的一點。
一般化調和解析（GHA）是數位訊號處理科學中一種類似於傅立葉變換的方法，此處不討論。
下面是該研究的數據以及結果
原音|8段平均|一般化調和解析
這樣，成功地得到了噪音減弱，原音加強後的津田梅子的聲音。
同時，日本千葉工業大學一個研究小組還做了如下研究：用特殊的照相機照下唱片上音軌並轉換為明暗度以及寬度變化的相片，通過對該相片重放唱片的聲音。也取得了一定的成果。
山崎教授還提出了各種想法。其中聽起來較為“瘋狂”的一條：
古代的西方，人們寫字時用的是羽毛筆。羽毛筆重量很輕，而且尾部面積較大，其受空氣振動影響也較大。如果古代人用羽毛筆寫字的時候現場有較大的聲音，或者筆附近有聲音（比方說寫字者一邊寫字一邊還在說話）的話，羽毛筆有可能受到空氣振動的影響，或者受到骨骼振動的影響，從而在字跡上留下痕跡。如果能夠順藤摸瓜，是否可以在一定程度上重現當時現場的聲音。如：美國獨立宣言簽署時現場的聲音。
不僅是這樣，只要有聲音的地方，周圍的物體都會受到聲波——振動的空氣——的影響。如果有什麼行為或者事件能夠無意識地記錄下這些振動的話——理論上，我們可以在一定程度上通過分析和合成，再現當時的聲音。本著大膽假設、小心求證的科學精神，該研究室正在積極進行相關研究並已經取得了一些成果。
如果這一研究能夠取得成功，我們甚至可以預想到其不可思議的魔力——我們可能能聽到莎士比亞的聲音，聽到李白在吟詩，甚至聽到古人類做在洞穴牆壁上畫壁畫時的的雷聲。我們能聽到犯罪現場裡兇手與被害人的對話，協助警方破案。
十幾年前，日本曾經發生過一次綁架案。發生犯罪事件並不是什麼稀罕事兒。但是這是一次成功運用聲學及語音學、語言學技術來協助破案的很好的例子。案子是這樣的，一個小店的一個店員在工作中突然失蹤，後來確認是被綁架。綁匪給店長打電話，要求店長支付巨額贖金，否則撕票。所幸的是，店長及時地將這幾次通話錄了音。
錄音被拿到早稻田大學理工學部白井研究室（該研究室的指導教授白井克彥博士也是聲學方面的權威，曾任日本音響學會會長等職，現為早稻田大學總長）。雖然嫌疑人們打電話的時候努力保持一致的發音，但研究者們通過計算機分析（主要是說話人識別技術），得出了打這幾次電話的犯罪嫌疑人的人數（是一個人、還是幾個人我忘了。好像不止一個），這一結論及時協助警方確定了犯罪嫌疑人的人數。同時，另一大學的一位語言學家（筑波大學？），根據錄音分析出犯罪嫌疑人雖然努力模仿標準日語，但是其發音中仍然帶有地方方言的痕跡，並且判定這一犯罪嫌疑人的說話帶有靜岡縣附近口音。這一分析也極大地幫助了警方確定犯罪嫌疑人的身份。最終案件得到偵破，案犯人數以及口音等證明了以上的結論全部正確。案件的大致過程如上。被綁架人的安危我沒有記清，具體過程也忘了。但如果沒有這些通過科學分析做出的結論，恐怕警方要破案還要多費一些周折。
向音響考古學方面引申一下的話，假設一個兇殺案發生了，現場在一間破舊的公寓裡，窗外很冷，屋子裡很暖和。窗上凝結了許多水汽，並且逐漸結成水滴，順著玻璃面向下流淌。這時，兇手和被害者吵了起來，兇手出手，逃跑。可以說這是一次完美的犯罪，一切天衣無縫，沒有留下任何線索，警方一惆莫展。
冥冥之中自有天意，兇手與被害人爭吵時，受到音波振動的空氣同時也振動了窗戶上的玻璃，水珠向下淌，玻璃在振動，水珠在玻璃上畫出了一道道彎曲扭折的痕跡。
現場勘察時，一位警員手持照相機，照下了水珠在窗面上劃出的痕跡。通過計算機的分析、處理，成功地得到了當時兇殺現場中兇手和被害人的對話的內容。音響考古學幫助警方破了一起毫無頭緒的案件。當然這只是一個假設， 一個猜想，甚至你可以將它當成一篇科幻小說的題材。但是伴著技術的發展，相信世界各地研究者們辛勤的汗水一定能創造出這樣一個神話。