怎样才能知道地方上的黄钟律管和中央的一样呢?最公正的法官是声音。中央派出的度量衡官员，只须吹响他带去的标准的黄钟律管，如果放在附近的地方上的黄钟律管也跟着发声，就说明它们是一模一样的，这种现象叫做共鸣。如果地方上的黄钟律管标准不一样，或者哪怕有一点伤痕，共鸣现象就会消失或者大大削弱，官员马上就可以查出来这个度量衡器具不符合要求，真是巧妙极了。
声音怎么来计量
我们都知道，在国际单位制中，物体的质量是用"千克"来计量的，力的大小是用"牛"来计量的，那么声音的计量单位是什么呢?在这一节中，我们就来共同了解一下声音的计量单位，看看响度究竟是怎么回事。
声音的强弱叫作响度。响度也就是声音响亮的程度，是感觉判断的声音强弱，根据它可以将声音排成由轻到响的序列。
响度的大小与声音的振幅有关，但决定因素在于声强。
声传播时也伴随着能量的传播，单位时间内通过的垂直于声波传播方向的单位面积的能量叫做声强，它的单位定义为瓦／米2。响度由气压迅速变化的振幅大小决定，但人耳对强度的主观感觉与客观的实际强度其实是不一致的。比如，对于50赫兹的声音，其声强为5×10-6瓦／米2就能够听到，可是对于2000赫兹的声音，需2×10-12瓦／米2才能听到，虽然它们的声强差2.5×106倍，但这两个声音的响度听起来感觉基本相同。因此对于同一频率的声音，响度与声强并不是呈线性关系：响度增大为2倍，声强需增大到10倍；响度增大为3倍，声强却需要增大到100倍。
人们把对于强弱的主观感觉称为响度，这是根据1000Hz的声音在不同强度下的声压比值，取其常用对数值的十分之一而定的，其计量单位为分贝(dB)。取对数值的原因是强度与响度的增加是真数与对数的关系，而不是我们通常所理解的正比关系。比如说，声音强度大到十倍时，听起来才响了一级(10dB)；强度大到百倍时，听起来才响了两级(20dB)。对于1000Hz的声音信号，人耳可以感觉到的最低声压是2×10-5Pa，把这一声压级定为0dB，人耳听觉的动态范围为0～130dB，当声压超过130dB时人耳将无法忍受。
人对强度相等、频率不同的声音感觉是不同的；声压级越低，人的听觉频率范围越小；声压级越高，人的听觉频率特性越平直。不论声压高低，人耳对3kHz～5kHz频率的声音是最为敏感的。人耳的听觉频率为20Hz~20kHz，这个频带叫音频或声频。因此，频率f<16~20Hz以及f>18~20kHz的声音，不论声级多高，人的耳朵都是听不到的。大多数人对信号声级突变3dB以下时是感觉不出来的，所以对音响系统常以3dB作为允许的频率响应曲线变化范围。
人耳对声音的感觉，不单单和声压有关，而且还和频率有关。比如说，同是百分贝声压级噪声的空压机与电锯，电锯声听起来要响得多。这是因为，声压级相同，频率不同的声音，听起来响亮程度也不同。按人耳对声音的感觉特性，依据声压和频率定出人对声音的主观音响感觉量，称为响度级，单位为方。
说起响度，自然就会想到声音，鸟鸣对于人类来说无疑是最悦耳的声音之一。有这样一个有意思的现象，鸟类中有些鸟除了有自己特定的鸣声外，还喜欢学其他鸟的鸣啭，科学家们把这种现象称做效鸣。小嘲鸫就是这些喜欢效鸣的鸟类的佼佼者，英国人甚至把它叫做mockingbird，即为模仿鸟。它非常善于把其他鸟的鸣叫加到自己的鸣啭中，甚至可以达到以假乱真的地步。椋鸟是自然界中较为出色的效鸣能手，它们有时还能模仿小嘲鸫的声音。一只椋鸟学会了足球裁判的哨声，而另一只椋鸟竟然在第二次世界大战中学会了德国V-1火箭飞行时的呼啸声。鹩哥也是椋鸟的一种，令人不可思议的是，它甚至还会模仿人类语言，唱京剧《苏三起解》。鹦鹉学舌更是古已有之，《红楼梦》中就曾描述过鹦鹉学林黛玉吟《葬花词》。为什么这些鸟类喜欢效鸣呢?这对我们来说是难以理解的，但现在大家普遍认为，效鸣是这些鸟类为丰富它们的鸣啭所能采取的最有力最简单的方法。那么，为什么鸟类要千方百计地使它们的鸣啭复杂化呢?这个问题至今仍没有合理的解释，需要科学家们进一步的探索和发现。
捕捉声音的"指纹"
日本名古屋有一个专门绑架女大学生的罪犯。当他通过电话向受害人的家属进行勒索时，警察录下了他的声音。在计算机中存有这个罪犯的声音，因为他是一个有前科的罪犯。通过声纹的对比确定了罪犯的身份，立即将他逮捕。
在通电话时，当把受话器拿起，大多数人在对方自报姓名前，就识别出对方了。如果是不认识的人给你来的电话，你也能判断对方是男是女、年龄多大等等，并且听对方谈话时，还能察觉到对方的情绪。
这是由于每一个人说话都有自己的特点。人的发音器官可以用提琴来比拟。提琴有琴弦，还有琴箱的共鸣器。人的声带类似琴弦，人体内有许多空腔，例如喉腔、咽腔、口腔、鼻腔、鼻窦腔、颅腔和胸腔等，几乎每一个空腔都参与共鸣。
声音的放大是靠共鸣，当然主要的共鸣器是喉咙和口腔。在气流刺激声带振动的同时，其他的空腔也在做程度不同的振动，它们就像提琴的音箱，不仅把声音放大了，而且使声音既有特色又丰富多彩。男子发音较低(约500赫兹)，孩子和女子较高(约3000赫兹)。这些特色主要取决于这些共鸣器的形状和大小。
人声共鸣区的发现，首先是英国科学家佩哲特60多年前发现的，现在声音分析技术的发展，可以用频谱图来表示共鸣区。借助电子计算机对这样的声谱进行仔细分析，著名的女高音歌唱家的声谱里能清晰见到强力的女声共鸣区。这是她们歌喉动人的奥秘。
世界上有几十亿人，每一个人的说话声音都彼此不同。说话声音也像指纹一样，是每一个人独有的标志，因此语音也常作为认定罪犯的重要证据之一。在鉴别语音时，先对声音的振动情况加以分析，看一看它的组成，再把组成声音的基本振动情况编成数字，这些数字不仅能标志出每一个人的说话特征，还能依据数字提供的振动情况，再把语音合成出来。这就是现代的语音分析和语音合成技术。
自动描绘声纹的机器是1945年美国贝尔研究所的波茨塔博士发明的，叫声谱仪，用声谱仪描绘的图形叫做声谱图。
声谱仪的显示方法，有"浓淡显示"和"等高线显示"两种。它们都是以横轴为时间、纵轴为频率显示波谱变化的。在表示浓淡时把波谱的大小用浓淡来显示。在用等高线显示时，就像地图的等高线一样。在表示相同波谱的大小的地方用线连接起来，相同大小的部分颜色深浅度相同。"声纹"的名称就是来自这种等高线显示图，贝尔研究所的波茨塔博士注意到它很像指纹，所以取名为"声纹"。
研究声纹并不只是用来侦察罪犯，还可以实现以声音为钥匙来提供有用的服务。就像《一千零一夜》故事里讲的阿里巴巴口喊"芝麻，开门!"就打开了宝库大门那样，不仅在家庭，而且在电子计算机室和存有重要机密情报的地方，都能够防止非指定人员入内。在采用电话购买东西时(从预付金中自动划账的方式)，如果通过声音就能判断购物者是不是他本人，那么就不必担心信用卡落在他人手中，甚至连用信用卡都成为多余的了。
目前，电子计算机的声音输入发展很快，不久的将来键盘将变得多余，去掉键盘的计算机体积将大大缩小，屏幕像眼镜一样，计算机可以像衣服一样穿在身上了。
次声波杀人之谜
1890年，一艘名叫"马尔波罗号"的帆船在从新西兰驶往英国的途中，突然神秘地失踪了、20年后，人们在火地岛海岸边发现了它。奇怪的是，船上的东西都原封未动，完好如初。船长航海日记的字迹仍然依稀可辨；就连那些已死多年的船员，也都"各在其位"，保持着当年在岗时的"姿势"；1948年初，一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时，遭遇了一场风暴，风暴过后，全船海员英明其妙地死光；在匈牙利鲍拉得利山洞入口廊里，3名旅游者齐刷刷地突然倒地，停止了呼吸……
这些船员们是怎么死的?是死于天火或雷击吗?不是，因为船上没有丝毫燃烧的痕迹；是死于海盗的刀下吗?不是！遇难者遗骸上看不到死前打斗的迹象；是死于饥饿干渴吗?也不是!船上当时贮存着足够的食物和淡水。是自杀还是他杀?死因何在?凶手是谁?检验的结果是：在所有遇难者身上，都没有找到任何伤痕，也不存在中毒迹象。显然，谋杀或者自杀之说已不成立。那么，是以疾病一类的心脑血管突然发作致死的吗?法医的解剖报告表明，死者生前个个都很健壮!
案情的确蹊跷、迷离而莫测!
经过反复调查，研究人员终于弄清了制造上述惨案的"凶手"，原来它是一种不为人熟知的次声波。次声波是一种每秒钟振动数很少、人耳听不到的声波。次声波频率很低，一般均在20兆赫以下，波长却很长，传播距离也很远，它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远。例如，频率低于1赫的次声波可以传到几千以至上万千米以外的地方。1960年，南美洲的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落！1961年，苏联在北极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失!
次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。次声波穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊、吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木，而且还可能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的重大损伤。次声波对心脏影响最为严重，最终可导致死亡。
那么为什么次声波能置人于死地呢?原来，人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似(0.01～20赫)，倘若外来的次声频率与身体内脏的振动频率相似或相同，就会引起人体内脏的"共振"，从而使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状。特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时，更易引起人体内脏的共振，使人体内脏受损而丧命。前面开头提到的发生在马六甲海峡那桩惨案，就是因为这艘货船在驶近该海峡时，恰遇海上起了风暴。风暴与海浪摩擦，产生了次声波。次声波使人的心脏及其他内脏剧烈抖动、狂跳，以致血管破裂，最后促使死亡。次声波虽然无形，但它却时刻在产生并威胁着人类的安全。在自然界，例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变；在工厂，机械的撞击、摩擦；军事上的原子弹、氢弹爆炸试验等等，都可以产生次声波。
由于次声波具有极强的穿透力，因此，国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起"次声定位站"，监测着海潮的洋面。一旦船只或飞机失事，就可以迅速测定方位，进行救助。
近年来，一些国家利用次声能够"杀人"这一特性，致力次声武器-次声炸弹的研制。尽管眼下尚处于研制阶段，但科学家们都预言：只要次声炸弹一声爆炸，瞬息之间，在方圆十几千米的地面上，所有的人都将被杀死。次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。人即使躲到防空洞或钻进坦克的"肚子"里，也还是一样地难逃厄运。次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物。但两者相比，次声弹的杀伤力远比中子弹强得多。
关于"腹语"的奇闻
让我们如此惊奇的"腹语术"实际上是基于听觉的几个特性，我们下面就要谈到它。
甘普松教授写道：
如果一个人在房脊上走，他说话的声音传到房子里就像是说悄悄话一样。他越走向房顶的边缘，声音就越来越小。如果我们坐在屋子的某个房间里，我们的耳朵没有办法告诉自己声音的相对方向和说话人与我们的距离。但是我们会根据声音的变化判断出来说话者是在远离我们。如果这个声音对我们说："说话者是在房顶上移动"，我们很容易就会相信他的话。而假如这时外面有一个人开始跟这个人对话，并得到了合情合理的回答，我们关于这个对话的存在的错觉自然就会出现。
腹语者就是就是利用了这种现象表演的。当轮到类似在房顶的这样一个人说话的时候，腹语者开始小声嘟嚷；而当轮到他自己说话的时候，他就大声而又清楚地说，以便凸现是在跟某个人对话。他问话的内容和假想的那个对话者的回答都会加强我们的错觉。这个骗术的要害就在于想象中的在外面的这个人的声音事实上是从舞台上的这个人这里传出来的，就是说是从完全相反的方向。
应该指出，"腹语者"这个称呼实际上不太恰当。腹语者不应该让观众发现轮到假想的那个对话者说话时是他自己在说。为达到这个目的，他还有很多小伎俩。比如他可以靠各种手势的帮助分散观众的注意力。他可以把身子倾向一侧，把手罩在耳朵上，好像在听谁说话一般。他还要极力地挡住自己的嘴唇；要是实在没法把脸挡住，就要极力做一些好像不得不动嘴唇的事。他就是这样发出那些含混的、轻微的声音的。嘴唇的运动被掩盖得很好，以至于有些人以为演员的声音是从身体内部的某个部位发出来的。所以他们才被称为"腹语者"。
其实，腹语者的"奇闻"只是由于我们没有办法准确判断声音的方向和说话人与我们之间的距离。在通常条件下我们只能获得一个大概的情况，而这对我们在一般条件下理解声音就已经足够了，尽管实际上我们在判断声源上已经犯了很愚蠢的错误，尽管实际上完全明白腹语者的表演是怎么一回事，我们看着他仍然很难克服错觉。
从海底传出来的回声
人们有很长的一段时间，没有从回声身上得到一点好处，后来才想一个方法，利用它来测量海洋的深度。这件发明是偶然得到的。1912年，一只很大的邮船"泰坦尼克"号跟冰山相撞沉没了，几乎全部乘客遭了难。为了保证航行的安全，人们想在浓雾里或者夜里行船的时候，利用回声来发现前进路上有没有冰山。这个方法实际上并没有成功，但是引出了另外一个想法：利用声音从海底的反射来测量海洋的深度。这个想法已经得到了成功。
