摘要：1988年美国蒙大纳州的一个乡间，联邦调查局的特工包围了一栋建筑，里面藏有一群全副武装的宗教狂热分子，联邦特工久攻不下，宗教狂热分子不断向联邦特工喊话要与他们同归于尽。这时，从军方调来了一种新型武器。等待所有特工撤退到安全区域后，这种长得很像大喇叭的新武器被打
一、次声波武器
1988年美国蒙大纳州的一个乡间，联邦调查局的特工包围了一栋建筑，里面藏有一群全副武装的宗教狂热分子，联邦特工久攻不下，宗教狂热分子不断向联邦特工喊话要与他们同归于尽。这时，从军方调来了一种新型武器。等待所有特工撤退到安全区域后，这种长得很像大喇叭的新武器被打开，悄无声息的几分钟过后，建筑内的所有人一个接一个的头晕目眩、倒地呕吐、精神错乱、失去了战斗力。随后联邦特工毫不费力地拿下了这栋建筑。这是次声波武器在实战中首次亮相。
但是关于次声波武器的研究早在二战时期就已经开始。1940年，德军计划向英国人投掷印有著名音乐家签名的留声机唱片，这些唱片经过专门录制，加进次声，目的是引起听者出现慌乱、恐怖感和其他精神失常的现象，从而造成骚乱。但是这一计划由于技术难度太高而没有实施。不久后，纳粹科学家秘密进行了可作用于物体的次声武器试验，在技术上取得了突破，但次声波武器的实战性存在诸多不可控因素，容易造成误伤和人道主义问题。因此在二战中，次声波武器并没有实战的案例。
1968年4月，法国马赛的次声波研究所因工作人员玩忽职守，违反操作次声波发生器的操作规程，导致次声波被发射出来，造成附近农庄二十多人在几十秒钟之内突然全部神秘死亡。
20世纪70年代起，美国开始大力研究次声波武器。1982年，美国科学家提出了一套完整的声波武器系统，美国陆军武器研究室利用该系统，研制出一种可延伸17米长的喇叭型声炮方案。九十年代初，一些科研机构在美军方资助下专门研制小型化的高功率次声发生器，并进行了战场模拟试验。1995年美国出兵干涉波黑内战，曾秘密使用次声波武器，几秒钟就让敌军阵地陷入一片混乱。
进入21世纪后，次声波武器的研发越来越成熟，技术可控性也越来越高，但作为一种军事武器，它并不是普通人能接触到的，网上流传着一些次声波发射器，售价从几十元到几百元不等，其中大部分设备只是打着次声波的名号，实际并不能真正发射次声波，即使能发出次声波，其辐射和功率也是小到对人体没有伤害性，根本谈不上是次声波武器。
二、次声波的特性
这个世界充满了各种各样的声音，但只有其中一部分是人耳可以听到的声音，我们把频率在20到20000赫兹的声音定义为可听声，除了这些可以听到的声音，在我们周围还有听不到的声音，比如次声。在物理观念上，次声的频率范围在0.0001赫兹到20赫兹之间，但是听觉音调的低限随声强变化，我们每个人的听觉低限并不相同，所以将频率低于听觉音调低限的声音定为次声，它的频率范围就不能明确限定。所以我们笼统的把低于20Hz的声音称为次声。次声也是一种声，它与可听声有很多共同的特性，但是次声频率低到一定范围时，就会呈现出很多新的特性。
关于次声波的特性，我们最先想到的应该就是它的不可听性。在一个闷热的夏夜，沿海的一个次声探测站四周格外安静，然而次声记录室却灯火通明，人们正在紧张地工作，台风探测仪上的记录笔不停地左右摆动，在记录纸上描画出一组组有规律的次声波列。与此同时，一行行数据出现在屏幕显示器和记录纸上。观测员望着显示器上的数据兴奋地自语道台风来了，随后他打开记录本，将显示器上的数字转译成文字，成功预报了台风的坐标、风速、以及距离。
看到这里，屏幕前的你也许要问：周围寂然无声，仪器怎么会记录到次声波呢？那是因为次声是由台风中心海面不断地辐射出来的一种声波，人耳听不到，但是仪器比人耳灵敏得多，它能感受到这种远来的听不见的声波，并把它记录下来。
次声波的第二个特性是传播距离远。十九世纪末的一次著名的火山大爆发让人们第一次知道次声波的威力，这次火山爆发引起的次声也是人类已知的最强大的次声源。另外，这次怵目惊心的火山爆发还给人类留下了最早的次声波列图。
1883年8月27日，位于印度尼西亚的喀拉喀托火山突然大爆发，火山释放的巨大能量，使二十多立方公里的岩石变成碎块抛向空中，产生了强大的爆炸波，并发出了轰鸣的巨响。据测量，在远离火山几千公里外的印度洋上的罗德里格斯岛还能听到隆隆的声响。而火山爆发产生的次声波则传播得更远了，绕地球转了好几圈，传播距离达到十几万公里，这是有史以来罕见的强大次声源。
次声波不但传播距离远，它的穿透力更是可听声无法相比的。7000赫兹的声波只需要一张隔音棉就可以阻挡住，但是7Hz的次声，可以穿透十米厚的钢筋混凝土，普通的建筑物，甚至是装甲车、潜艇、航天器都无法阻挡住次声波。那么一定会有人问，为什么次声波能传播那么远，并且穿透力如此强大呢？
这其实还是与次声波的频率有关，声波在空气中传播会使空气分子发生摩擦加热，空气具有导热性，声能通过热传导而衰减。声波频率越高，衰减量越大，热传导的吸收效应与频率的平方成正比，所以频率越低，衰减量越少。例如0.1赫兹的次声波在空气中传播，比频率为1000赫兹的可听声衰减系数小一亿倍。由此可见，对于很低频率的次声波，衰减量几乎可以忽略不计。
虽然我们生活的环境中到处都能听到声音，但是次声波并不像可听声那么容易产生。所以次声波的第四个特性是它的不易产生性。我给大家举个例子。大鼓被敲击时，鼓面振动时，鼓面内外的空气不断受到外力的挤压膨胀，鼓面往复振动，使空气媒介产生连续运动，媒介振动向更外的空间传播，因此产生了声波。
但是鼓声的频率和鼓面的大小有关，鼓面越小，发出的声波频率越高，鼓面越大，发出的声波频率就越低。如果鼓面很大，大到可以产生次声波的频率，也就是说鼓面振动频率低于20赫兹时，它就能发出次声波。但是想要让鼓发出次声波，鼓面直径至少需要几十米。即使我们拥有了这样一面巨大的鼓，要让鼓面产生振幅的力也需要特别巨大。通过理论计算，如果想要产生频率为1赫兹的次声波，物体的振动面直径需要达到一百米以上，所以想要产生低频率的次声波并不容易。
三、次声波的种类
前面我们介绍了次声波的特性，但我们大部分人对次声波是没有直观感受的，这一节中，我会给大家介绍更具体的次声波。
虽然次声波是我们听不到的，但是通过科学仪器的捕捉，我们可以接收到次声波。当接收技术不断提高后，人们发现地球上的次声波种类非常多，在声源上进行分类，我们可以把次声波分为自然次声、气象次声和人工次声。
大自然中许多现象都伴随产生次声波。地球南北极附近大气受太阳活动影响，会出现极光现象。美丽动人的极光就像给寒冷的夜幕披上了一件天衣，然而很多人不知道，极光除了在视觉上令人赏心悦目，它还会发出声音。早在十八世纪就有人听到极光发出的声音，后来人们又发现极光也会产生次声波。有些极光的次声波周期很长，一般在一分钟左右，声波周期是频率的倒数，所以极光的次声波频率非常低。
除了极光，地震也会产生次声波。地震是由地壳运动产生的，大地振动会发出沉闷的隆隆声，有的像远处传来的爆炸声，有的像雷鸣，有的像布匹撕裂的嘶嘶声。当发生地震时，地面开始晃动，人们感受到摇晃的同时，往往还伴随有胸闷头晕恶心的反应，这是因为地震引起的次声波从地下传到了地面，这些地震次声波甚至可以传播到离地面240公里的高空，影响电离层，干扰电磁波通信。
另外，火山爆发、海啸、以及流星都会产生次声波，只不过在产生原理上各有不同。人们对自然次声的了解，随着科学技术的进步，越来越深入。研究自然次声的产生与传播，有助于人们更了解自然。
自然次声相对来说离我们比较遥远，那么气象次声就离我们日常生活很近了。地球气象变化万千，有时风歇云散，有时狂风呼啸，有时暴雨滂沱，有时晴空万里，有时雷电交加，有时冰雪盖野。目前我们已经知道，很多气象现象都会产生次声波，比如台风、雷雨、冰雹、龙卷风。
每年夏秋两季是我国沿海地区台风的高发期，台风是发生在洋面及近洋面大气层中的一种空气涡旋。在北半球，这种涡旋的转向与时钟的走向相反，通常叫气旋。当气旋中心附近风力达到八级以上时叫做台风。台风的涡旋非常之大，它的直径一般有几百公里到上千公里。台风中心有个“台风眼”台风眼中是风平浪静的，可是台风眼周围是巨大浓厚的积雨云，积雨云的云壁可达数十公里，云壁急速旋转，最大风速就分布在云壁底下，贴近海面处，这些狂风吹动着海面，造成可怕的巨浪，巨浪向中心和四周汹涌翻滚。
在台风眼中，四周涌来的波浪互相干涉，叠加形成近似驻波，使海水在近似固定的位置上下波动，它的振幅一般可达十几米，甚至更大。这时海面上的空气受到海浪起伏的作用，大致以海波周期一半的周期振荡，这种周期在4到8秒之间，随风速稍有变化。这样，海面就像一个大扬声器的膜片，周期的振动着，不断辐射次声波到大气中，次声波就通过大气声道传到很远很远的地方，这是台风产生次声波的一种主要机制。台风产生的次声波可以传播很远，通常在一两千公里远的地方仍可以接收到这种次声波。
台风过境往往带来雷雨天气，千百年来，人们对雷电发出的巨响已经非常熟悉，但直到近代，人们才知道这惊天动地的巨响中还带有一种听不到的声音，那就是次声波。雷电是由带电的积云突然放电而形成的，放电时大气压力突然增大，产生爆炸声。当带电的云产生闪电后，带电的水汽分子相互排斥，使带电荷的云层大气压降低形成负压，然后大气中的电荷由重新聚积起来，使大气压力再次回到正压，因此一种负压到正压的声脉冲就产生了次声波。
除了台风雷电，冰雹和陆地龙卷风都会产生次声波，我们研究这些恶劣天气产生的次声波，发现其特性和产生机制，以便利用它来探测预报恶劣天气的发生，更好地为人民服务。
前面我们谈了自然界中的次声波，但是随着人类科技的发展，人工产生的次声波也越来越多。大家都知道，扬声器通电后就会发出声波，要产生较低频率的声波，就要用口径比较大的扬声器。例如要产生10赫兹的次声波，扬声器的口径至少需要12米，因此想要通过人工方法产生较大的次声波并不容易，我们已知的人工次声波大多来自大爆炸过程，比如核爆炸、火箭发射等、但是大桥的振动、高楼的振动，甚至是高速行驶的车辆也会产生次声波。
一辆每小时60到90公里行驶的卡车产生的次声波频率在2到20赫兹之间，对于不同速度、不同类型的车辆产生的次声波中心频率各不相同，但是大致都在几赫兹到几十赫兹之间。这样的次声波对人体会产生某些影响，有时会引起头晕和恶心的感觉。同样的，火车和飞机在高速运动时，都可以检测到次声波。
住在高楼中的人，在大风天气的时候会有恶心和疲倦的感觉，这是因为大风撞击高楼，楼体产生振动，这种振动在高层的房间中就容易产生次声波，它的频率在1到10赫兹左右。另外，跨度几百米的大桥，一旦振动起来，它的频率也可以非常低，就会产生次声波，由于桥面的面积一般较大，它产生的次声波是比较强的，虽然人们听不到，但是用灵敏的仪器可以记录到。
四、次声波对人体的影响
次声波对生物的影响一直是科学家们关注的问题。曾经有人向我咨询，它在自己家中感受到被次声波攻击，导致头晕和恶心，甚至怀疑这是邻居用次声波武器对他的报复。前面的视频内容中，我们已经探讨过人工次声波的产生，想要在居民楼里发出次声波，如果是使用扬声器设备，那么这样扬声器需要足够大，它的口径至少需要十几米，而且驱动这种扬声器需要大量电能，几乎无法实现。
那么军用次声波武器，除非在军事行动中会偶尔使用，日常生活中，我们根本无法接触到次声波武器。在过去很长一段时间里，人们对次声波危害总是带有神秘的色彩，将一些不能解释的问题或现象都归结为次声波的作用，因此需要我们更科学的了解次声波，才能消除人们对它的恐慌。
我在视频开头介绍到，次声波是我们人耳听不到的，但是这种说法并不全面。因为人耳对声音的感受并非只与频率有关，还与声强度有关。虽然低于20赫兹，但是只要声强够大，我们也是可以听到的。通过实验统计，我们得到了最低可听声的声压阈值与频率的关系表。
根据初步调查研究的结果，一定强度的次声波对人的平衡系统会产生干扰，使人的眼球出现垂直震颤，暂时改变人的听觉阈值和影响人的心理。据被测人回忆，在单频高强度，也就是130分贝以上的次声作用下，他们往往有酒醉、昏晕和倾斜等感觉。
人的内脏和躯体的共振频率一般在几赫范围，所以在次声波场作用下，人体的器官会产生共振，轻者感觉到不舒适，强者会使人体的器官受到破坏。比如大型火箭发射会产生较强的次声波，一方面要研究次声对人体的影响，另一方面要降低航天员坐舱中的低频和次声的声强，以减轻对人的影响。在150分贝以上的声强作用下，人的心脏的节律、听觉、视力的敏锐度，讲话易懂度和主观承受度都受到相当大的影响，因此有人认为在这个频段，150分贝声强是人主观所能承受和可靠工作的极限。
那么次声波究竟会不会让人死亡。这虽然是一个不可能去用实验证明的问题，但是人们可以通过对动物的实验来间接的说明。
例如在对狗、猴子和狒狒等动物进行试验时发现，狗在172分贝高次声强的作用下，呼吸显著困难，几乎出现窒息。猴子和狒狒比狗能耐些，但呼吸率也下降了百分之三十。在这样强的声级下，用栗鼠做实验时发觉，栗鼠的耳膜会出现破洞，甚至造成内耳和中耳的损坏。如果声强再增高，比如达到195分贝以上时，用6-9赫的次声波对动物进行实验，它们一下子就死了。这主要是由于次声波引起了动物的心脏等器官的共振，最后造成破裂而导致死亡。
在实验的小范围内产生很强的次声波，对普通生物来说造成死亡的可能性非常大。虽然我们知道次声波的威力，但是除了实验室中，我们日常生活中几乎是接触不到如此高强度的次声波。在一些自然灾难和极端天气情况下，次声波或许会影响到个人，但还达不到致命的程度。因此，对次声波武器的研究在科学界一直饱受争议。
早在1970年，匈牙利就向国际裁军委员会提出禁止次声波武器的研发，因为高强度的次声波武器一旦被广泛使用，它的威力要比核武器更可怕。目前还没有任何国家制造出一种可以远距离发射高强度的次声波武器，近年来关于次声波武器的研究更偏向于近距离和非致命性。在合理的使用下，让敌方人员暂时失去战斗力，且不造成人员死亡，可以避免过度使用致命性武力导致的大规模人员伤亡，在当前复杂多变的国际政治环境中，次声波武器具有一定的积极作用。
来源：小浩的科学世界