布朗大学生物医学大楼里有一部电梯（希望现在已经修好了），我听说过它被称为“通往地狱的电梯”，不是因为目的地，而是因为顶部风扇的叶片弯曲了。这部电梯是老式电梯的典型代表，一个 2 米 x 2 米 x 3 米的方盒子，配有必不可少的嗡嗡作响的荧光灯，使其成为低频声音的完美谐振器。门一关上，你不会真正听到什么不同，但你会感觉到你的耳朵（如果你没穿外套，也会感觉到你的身体）每秒大约搏动四次。即使只乘坐两层楼，你也会感到非常恶心。风扇的功率不是特别大，但其中一个叶片的损坏恰好改变了空气流速，使其与轿厢的尺寸相匹配。这就是所谓的振动听觉综合征的基础——次声波输出对你的听觉而不是你身体的各种充满液体的部分产生的影响。
人们通常根本不认为次声波是声音。在 88-100 分贝以上的水平下，你可以听到非常低频的声音，低至每秒几个周期，但在大约 20 赫兹以下，你无法从中获得任何音调信息——它主要感觉像是脉动的压力波。和任何其他声音一样，如果以超过 140 分贝的水平呈现，它就会引起疼痛。但次声波的主要影响不在于你的耳朵，而在于你的身体的其他部分。
由于次声波会影响人的全身，自 20 世纪 50 年代以来，军方和研究组织（主要是海军和 NASA）一直在认真研究它，以弄清低频振动对困在大型、嘈杂的船只上、有巨大隆隆作响的马达，或者在太空发射的火箭顶部的人们的影响。正如几乎任何军事研究一样，它也是猜测和阴险谣言的主题。在最臭名昭著的次声武器开发者中，有一位俄裔法国研究员，名叫弗拉基米尔·加夫罗。根据当时的流行媒体（以及如今太多未经充分事实核查的网页）的说法，加夫罗开始调查他实验室里有关恶心的报告，一旦一个通风扇被禁用，这些恶心症状就消失了。然后，他进行了一系列关于次声波对人类受试者影响的实验，其结果（据新闻报道）包括受试者需要被及时从损害其内脏的次声“死亡包围圈”中拯救出来，以及人们的内脏被次声哨声暴露后“变成果冻”。
当达到 166 分贝时，人们开始出现呼吸问题。
据说加夫罗已经为这些申请了专利，并且它们是秘密政府次声武器计划的基础。如果你相信容易获取的网络参考，这些无疑可以被归类为声波武器。然而，当我深入研究时，我发现加夫罗确实存在，并且确实进行了声学研究，但他实际上只在 20 世纪 60 年代发表了几篇关于人类暴露于低频（非次声）声音的论文，而且所谓的专利并不存在。后续和同时期的次声研究论文，如果引用他的工作，也只是在指出让媒体接触复杂工作的弊端。我个人的理论是，他的作品之所以能在阴谋论的记载中流传，是因为“弗拉基米尔·加夫罗”这个名字本身就是一个非常适合疯狂科学家的称号，他一定有什么事情在做。
抛开阴谋论不谈，次声波的特性确实使其具备了作为武器的某些可能性。次声波的低频率和相应的长波长使其更容易绕过或穿透你的身体，产生一个振荡的压力系统。根据频率的不同，你身体的不同部位会产生共振，从而可能产生非常不寻常的非听觉效应。例如，在相对安全的声音水平（< 100 dB）下发生的一个现象是 19Hz 的频率。如果你坐在一个高质量的超低音音箱前播放 19Hz 的声音（或者有一个声音编程器，并将一个可听到的声音调制到 19Hz），试着摘下你的眼镜或隐形眼镜。你的眼睛会抽搐。如果你调高音量，开始接近 110 dB，你甚至可能开始看到视野边缘的彩色光点或中心区域的幽灵般的灰色区域。这是因为 19Hz 是人眼球的共振频率。低频脉冲开始扭曲眼球的形状并按压视网膜，通过压力而不是光激活视杆细胞和视锥细胞*。这种非听觉效应可能是某些超自然民间传说的基础。1998 年，Tony Lawrence 和 Vic Tandy 在《心灵感应研究学会杂志》（我通常不看的刊物）上发表了一篇题为“机器中的鬼魂”的文章，他们在文中描述了他们如何揭开了“闹鬼”实验室故事的真相。实验室里的人曾描述看到“幽灵般”的灰色形状，当他们转过身时就会消失。经过对该区域的检查，发现一个风扇正在以 18.98Hz 的频率共振房间，这几乎与人眼球的共振频率完全一致。当风扇关闭时，所有关于幽灵 apparitions 的故事也随之消失了。
你需要使用 240 分贝的声源才能使头部发生破坏性的共振。到时候，直接用头撞击对方会更快。
根据其体积和构成，你身体的几乎任何部分在足够强大的功率下都会以特定的频率振动。人眼球是充满液体的卵形结构，肺是充满气体的膜，人体腹部包含各种充满液体、固体和气体的囊。所有这些结构在受到力时都有拉伸的极限，所以如果你在振动后面提供足够的力量，它们会随着周围空气分子的低频振动而同步拉伸和收缩。由于我们听不清次声频率，所以我们常常不知道声音到底有多大。在 130 分贝时，内耳会开始出现与正常听觉无关的直接压力变形，这会影响你理解语言的能力。在大约 150 分贝时，人们开始抱怨恶心和全身振动，通常是胸部和腹部。当达到 166 分贝时，人们开始注意到呼吸问题，因为低频脉冲开始影响肺部，在大约 177 分贝时达到临界点，此时 0.5 至 8Hz 的次声实际上可以以异常的节奏驱动声诱导的人工呼吸。此外，通过基质（如地面）的振动可以通过骨骼传递到你的整个身体，进而导致你的整个身体垂直方向以 4-8Hz、侧向以 1-2Hz 的频率振动。这种全身振动可能会引起许多问题，从短时间暴露造成的骨骼和关节损伤，到慢性暴露造成的恶心和视力损伤。次声振动在重型设备操作领域尤为常见，这促使联邦和国际健康与安全组织制定了指南，以限制人们暴露于这种次声刺激。
由于身体的不同部位都会产生共振，而共振可能具有极大的破坏性，你能否通过 targeting 特定低频共振来构建一个实用的次声武器，从而不必携带笨重的放大器或将受害者锁在电梯里？例如，设想我是一个疯狂的科学家（我知道这有点牵强），我想用声音制造一种武器，让人的头爆炸。在研究某些助听器类型的骨传导时，已经计算出了人头骨的共振频率。一个干燥的（即从身体上取下并放在桌子上的）人头骨在约 9 和 12kHz 时有明显的声学共振，在 14 和 17kHz 时共振稍弱，在 32 和 38kHz 时甚至更小。这些声音很方便，因为我不需要搬运一个很低的低频发射器，而且它们大多不是超声波，所以我不必担心涂抹凝胶来让头骨爆炸。那么，我是否可以使用一个输出在最高两个共振点 9 和 12kHz 的声波发射器，以 140 分贝的功率，然后等待你的头爆炸？嗯，这还需要一段时间。事实上，除了可能让一个干燥的头骨在桌子上轻轻晃动之外，它不太可能做任何事情，对活着的头也不会做任何事，除了让它转向你，看看那个恼人的声音来自哪里。
我一直想能够到处跑，炸掉东西，赶走超级反派。
问题是，虽然你的头骨可能在这些频率下最大程度地振动，但它被柔软湿润的肌肉和结缔组织所包围，并且充满粘稠的大脑和血液，它们在这些频率下不会共振，因此会像放在立体音箱前的地毯一样衰减共振振动。事实上，当在一个研究中用活人头骨代替干燥头骨时，12kHz 的共振峰降低了 70 分贝，最强的共振现在约为 200Hz，而且比干燥头骨的最高共振低了 30 分贝。你可能需要使用大约 240 分贝的声源才能使头部发生破坏性的共振，到那时，用发射器直接敲击对方的头会更快。因此，虽然我们仍然不能使用次声波来防御危险的断头，也还没有找到能够让我们嘲笑朋友的“棕色声音”，但次声波确实会对活体造成潜在的危险影响——只要你有一个非常高功率的气动位移源，或者在非常密闭的环境中操作很长时间。
很抱歉在声波武器方面扫了你的兴。我一直想在我的地下实验室里组装几个扬声器，到处跑，炸掉东西，赶走超级反派，但大多数声波武器都比宣传更实际。LRAD 等设备确实存在，并且是有效的威慑工具，但即使是这些设备也有明显的局限性。手持式声波干扰器还需要等待电源和换能器技术的重大突破。但声音在未来的用途可能比破坏能力更有趣。
* 在黑暗的房间里揉你的眼睛，也可以看到类似的视觉显示，称为光视现象。
经 Seth S. Horowitz 博士的《通用感官：听觉如何塑造思维》（Bloomsbury USA, 2012）许可摘录。Horowitz 是一位神经科学家，曾任布朗大学的研究教授。他是 NeuroPop 的联合创始人，NeuroPop 是第一家使用神经感官和心理物理算法进行音乐、声音设计和声波品牌推广的声音设计和咨询公司。他与声音艺术家 China Blue 结婚，居住在罗德岛州沃里克。在此处以 15 美元购买《通用感官》购买。
