中国古代的隔声、回音建筑

共鸣器是将声音放大，以便听到远处的声音。古代中国人利用共鸣还发明了隔声的方法。隔声是将声音约束在一定范围内，而不让它传播出去。

考古工作者从墓葬中发掘出的战国时的空心砖，可以认为是中国古代最早的隔声建筑材料。

从南北朝起，人们已注意到厅堂建筑的混响问题。

萧梁朝的周兴嗣（？~521）在其撰《千字文》中有“空谷传声、虚堂习听”一句，表明古代人已将空旷深谷的回声和高堂大厦的混响看成是一回事。或许还受到军事家在地面设置地听器的启发，音乐演奏家从宋代开始在琴室或琴厅内地面上装陶瓮，利用混响以增大原本低微的古琴声。

据南宋王明清《挥麈录·孝宗登真如寺钟楼》记载：

“佛宇挂钟之阁，多虚其中，盖欲声之透彻也。孝宗潜跃，在幼岁时，偶至秀州郡城外真如寺，登钟楼游戏，而僧徒先以蘧藤覆空处，上误履其上，遂并坠焉。　　　

旁观之人，失色无措，亟往视之，乃屹然立于席上，略无惊怖之状。此与夫国史所载太祖皇帝少年日人马俱堕于汴都城楼者，若合一契焉。（陈揆彦蕴云）” 

讲得是佛寺内挂钟之阁，正对钟鼓之地面挖空穴，埋陶瓮。宋孝宗赵昚幼时曾不慎跌入挂钟之地下洞穴中。这些记载，表明古代人曾利用混响增大声音效果的一些方法，与墨家创用的地听技术不无关系。

明代屠隆在《考盘余事》中写道：

“琴室，宜实不宜虚，最宜重楼之下。盖上有楼板，则声不散；其下空旷，则声透彻。若高堂大厦，则声散漫；斗室小轩，则声不达。如平屋中，则于地下埋一大缸，缸中置一铜钟，上用板铺也可。”

其后，文震享在《长物志》中又一次写道：

“古人有以平屋中埋一缸， 缸中置铜钟， 以发琴声者。”

利用陶瓮等瓦器建造吸声墙和隔声房也是中国人在此领域的一大创新应用。

明洪武三十一年 （1398），太祖朱元璋崩。军师姚广孝为助燕王朱棣（后为明成祖）夺取帝位，在燕王府后宫私召兵马，铸造兵器。为防泄露风声， 姚广孝在地下建造隔声房，私铸兵器于其中。

在《明史·姚广孝传》中记述姚广孝的作为， 即：

“穴地作重室，缭以厚垣，密瓴瓶缶，日夜铸军器，畜鹅鸭乱其声。”

这种地下隔声房屋，其吸声墙是以瓶缶瓦器密砌而成的，使其口朝向屋内。为避免室外、地面上尚存之余声，故而以畜养大批鹅鸭，鹅鸭叫唤声更能“乱其声”也。

明方以智在《物理小识·天类》中曾对此更清楚地写道：

“私铸者匿于湖中，人犹闻其锯锉之声，乃以瓮为甃，累而墙之，其口向内，则外过者不闻其声。何也？声为瓮所收也。”

明代方以智说：私铸钱者，藏匿于地下室之中，以空瓮累墙，使瓮口向着室内。这样，过路人就听不见他们的锯锉之声。他还首创“隔声”一词以概括这种声技术的实质， 并指提出了隔声的道理：“声为瓮所收也”。

清代，也建有隔声建筑。郑光祖《一斑录·物理篇》曾记述道：

“人家墙壁以空瓮横砌而成， 使口尽向 （屋） 内， 则室中所作之声皆收入瓮， 不达于外， 贴邻不克闻也。”

郑光祖于1822年完成其着作《一斑录》的初稿， 他记述的吸音墙和隔声建筑可能已成为众所周知的知识了。

至晚在十九世纪上半叶，人们以同样的方法，将那种在地下的隔声室搬到地面上，以致「贴邻不闻」他室声。可见，中国人最早创建了隔声室。

还有就是船舱隔音，一般就是填充一些木屑等达到隔音效果。

说了古代的隔声建筑，就要提回声建筑了，古人很喜欢把各种现象原理巧妙的应用在各种场合，发明各种东西，这也是古代科技文化的一个特点吧！

在我国，最著名的四大古代回音建筑是：北京天坛回音壁、山西蒲州普救寺塔、河南三门峡蛤蟆塔、四川潼南大佛寺石琴。

莺莺塔

莺莺塔原名舍利塔，因古典文学名著《西厢记》中张生和莺莺的故事发生在普救寺，所以人称莺莺塔。《西厢记》中“日午当庭塔影圆”，就是指此塔。

莺莺塔高三十多米，外观就像西安大雁塔的缩小版。在塔西侧六七米处，有一个击蛙台，击蛙台下有个击蛙亭，在击蛙台用石头敲击，在击蛙亭就能够听到“呱呱呱”的声音。

塔初建于唐武则天时期（684年到704年间），是七层的中空方形砖塔。后毁于明嘉靖三十四年（1555年）大地震，震后八年按原貌修复。

该塔初建于隋唐，现存的塔重修于1564年明嘉靖年间，并把塔高增到十三层五十米。这是一座方形空筒式十三层密檐式砖塔，高36.7米，建于陡坡的高处，周围空旷，整个塔身和塔檐由涂釉青砖建成，这些青砖的声反射系数达0.95～0.98，是声音的良反射体。

这塔最明显的声学效应是：在距塔身十米内击石拍掌，三十米外会听到蛙鸣声；在距塔身十五米左右击石拍掌，却听到蛙声从塔底传出；距塔二·五公里村庄的锣鼓声、歌声，在塔下都能听见；远处村民的说话声，也会被塔聚焦放大。

塔身外部每一层都有宽大的倒层式塔檐，可以把声音反射回地面，相距稍有差别的十三层塔檐的反射声音会聚于三十米外的人的耳朵而形成蛙鸣的感觉。

诸如此类奇特的声学效应，原是由塔身的形体造成的：塔体中空，具有谐振腔作用，可以把外来声音放大。

塔身成空筒形，对声波起着谐振腔作用。由于十三层塔檐各层砌砖所成曲线的巧妙配合，对来自塔前距离约24米处的击石声产生良好的反射及会聚作用，因而“于地击石，有声如吠蛙”。

同样，远处的声音通过十三层塔檐反射就会聚在檐前附近，使人耳接收到的声波能量大增。五里外的蒲州镇的演唱声，犹如塔内有戏台。

四川潼南大佛寺石琴

潼南大佛寺石琴位于涪江岸边，有着三十六级石梯，就像一把巨大的石琴，每个台阶就好像一个琴弦，只有走上去，就会响起美妙的琴声，所以又被称为“石磴琴声”。

回音壁

天坛回音壁相信知道的人是最多的，比较北京天坛比较有名一些。它位于天坛公园内，因为围墙弧度非常规则，因此成了声波的完美反射体。两个人站在墙面两端，一呼一应，一问一答，能够听到声音，声音悠长，非常有趣。

回音壁是一座高约六米的圆形围墙，半径32.5米。围壁里有三座建筑物，一座叫皇穹字，位于北面，最接近围墙，距围墙最近处约2.5米。整个围墙整齐光滑，是优良的声音反射体。在墙壁近旁即使相距比较远的两个人都可以小声交谈。

甲紧贴围墙向北小声说话，乙不仅听得清楚，而且还误以为是从丙处发出的声音。这声音不从甲直线传到乙，而是绕围墙一周传播的。只要甲说话声对着围墙甲点切线的入射角小于二十二度，声波就总是受围墙的反射，而不受皇穹字的散射。  

皇穹字南面路上第三块石板，正处在围墙中央，传说在这里拍一掌可听到三响，所以叫它“三音石”。事实上，不止听到三响，可以听到五六响。在三音石周围也有同样的效应，只是模糊些。

之所以能听到几响，是因为掌声等距地传播到围墙之后，被围墙同时反射回中央，于是人们听到第一响回声；这第一次回声又照样传播出去，并被围墙反射回来，于是听到第二响。这样往返几次，直到声能被墙壁和空气完全吸收为止。  

回音壁南面有一座由青石砌成的圆形平台，叫“圆丘”，它最高层离地面约五米，半径约11.5米。除东西南北四个出人口外，周边都围有青石栏杆。整个圜丘包括地面都是由反射性能良好的青石和大理石砌成的。

平台并不平，而是从圆心向周边稍有倾斜的台面。它的声学奥妙就在这里。当人站在台中心叫一声，他自己听到的声音比平常的声音响，而且似乎是从他脚底石板下传上来的。这是由于声波被青石栏杆反射到稍有倾斜的台面，再从台面反射到人耳的缘故。  

上述成就体现了声学与音乐、建筑、军事等的结合，也体现了我国在声学方面的足够了解，才能应用在生活的方方面面，润物细无声，潜移默化的影响我们的一切。