“巨石阵乐高”比例尺模型展现异教纪念碑独特的声景

科学家们建造了一个巨石阵的比例模型，巨石阵是英国威尔特郡著名的巨石结构，并用它来再现声音是如何从石头表面反射出来的。根据“考古科学杂志”最近的一项研究，他们发现，这些石头的排列很可能会放大语音和增强音乐，但前提是其中一个人在圈子里。

这个被称为巨石阵乐高的比例模型是英国索尔福德大学的声学工程师特雷弗·考克斯和几位同事的工作成果。(有趣的事实：早在2007/2008年，考克斯就进行了一项为期一年的研究，以确定最糟糕的10种声音。有人呕吐的声音位居榜首，紧随其后的是麦克风反馈、婴儿哭声和火车在铁轨上擦过的声音。)。这篇最新的论文建立在他们去年的初步发现基础上。自那以后，他们一直致力于测试这些石头的不同配置的声学，这些石头在纪念碑悠久的历史中可能存在于不同的时间。

重现历史音景是相对年轻的声学考古学(或考古声学)的一部分。例如，研究人员试图了解声学可能如何影响内战关键战斗的结果，比如1862年5月31日的七松战役。声学考古学家感兴趣的另一个效果是啁啾声-让人想起该地区土生土长的颜色鲜艳的异国鸟类Quetzal的叫声-当你在奇琴伊萨的库库尔坎玛雅神庙(Mayan Temple Of Kukulkan Temple)的一个巨大楼梯的底部拍手时。

这些声景可以有实际的应用。例如：去年，巴黎著名的巴黎圣母院在一场大火中被严重烧毁。幸运的是，在过去的几年里，法国声学家对巴黎圣母院的音景进行了详细的测量。另一位著名科学家安德鲁·塔伦(Andrew Tallon)使用激光扫描创建了精确详细的内部和外部地图。所有这些数据都将有助于建筑师将声学因素纳入他们的重建计划，希望能保留大教堂独特的声音景观。

巨石阵也以表现出不同寻常的声学效果而闻名，例如，它可以在强风中嗡嗡作响。2017年，来自伦敦皇家艺术学院的研究人员发现，其火成岩蓝石在受到撞击时会产生巨大的叮当声，建造纪念碑的人可能与神秘或治愈能力有关。这就可以解释为什么其中一些石头会被运输这么远的距离；大多数石头很可能是在威尔士一个叫Maenclochog的小镇上开采的(翻译过来：摇滚石)。显然，直到18世纪，当地的镇民都将蓝石用作教堂的钟声。

考克斯等人说，声学家已经测量了纪念碑今天存在的特性，但是声音与过去有很大的不同，因为现在有太多的石头丢失或移位了。在他们最新的论文中写道。实际上，华盛顿州马里希尔有一个巨石阵的全尺寸模型，更接近它的史前形成，科学家们也测量了它的声学特性。但考克斯等人。相信他们的比例模型更准确地考虑了实际石头的形状和大小。

考克斯去年告诉“卫报”，我们其他型号的石头的问题是，石头的形状和大小不太合适，声音与石头的相互作用取决于形状。玛丽希尔的那些石块都是长方形的，而真正的巨石阵，当你看它的时候，它们都有点无定形，因为它们是用手工凿成的石头制成的。

Cox等人的研究成果。他们依靠对遗址本身的激光扫描，以及现有的考古证据，建立了他们的模型，其大小是真品的1/12-与大学的声音室所能容纳的复制品一样大。站立的萨森石的外圈最初可能有30块。如今，共有63块完整的石头收录了5块直立的萨森石，还有12块碎石。考古学家估计，大约4200年前，该遗址总共放置了157块石头。

为了制作他们的模型，考克斯和他的同事们3D打印了27块不同形状和大小的石头。考克斯告诉“卫报”，你可以3D打印它们，然后用它们制作硅模，然后把它们浇铸在石膏和聚合物的混合物中，然后把它们涂在汽车漆上。我把餐厅地板弄坏了。然后他们把模型放进音响室进行测量。

正如我们之前所报道的，房间的声学质量、房间的大小和存在的吸收表面的数量之间存在着明确的关系。这一点体现在一个计算混响时间的著名公式中，这个公式仍然是衡量空间音质的关键因素。混响与回声不同，回声是声音重复时发生的现象。混响是当声音不能传播足够的距离来产生回声延迟时在室内发生的事情。取而代之的是，你会得到一个连续的环，它会逐渐衰减(逐渐消失)。

声学家通常在位置上测量所谓的脉冲响应，并将其数字化存储以供以后使用。在空荡荡的音乐厅或教堂里拍手。这就是我的冲动所在。(发令枪或爆裂的气球也是不错的冲动。)。你听到的声音反射是建筑物的反应。同时记录脉冲和响应，然后将声学剖面与仅记录脉冲的记录进行比较以供参考，您就可以提取房间混响的模型。

这基本上就是考克斯等人所说的。已经完成了他们的巨石阵比例模型。他们在整个建筑中放置了几个麦克风和扬声器，既有圆圈内的，也有圆圈外的。然后，他们通过扬声器播放高频和低频的啁啾声，模型石上的声音反射被麦克风捕捉并记录下来。

他们发现，在中频声音的圈子内，混响时间持续了大约0.6秒-这是放大人类语音或鼓等乐器声音的理想选择。(相比之下，你的起居室可能有大约0.4秒的混响。大型音乐厅的混响时间通常约为2秒，而像巴黎圣母院这样的大教堂的混响时间非常长，约为8秒。)。但这些声音并没有投射到圆圈之外的周围地区，也没有回声，因为内部的石块群起到了混淆和分散外围圆圈反射的声音的作用。

考克斯和他的合著者小心翼翼地指出，巨石阵的声学特性并不一定是纪念碑独特设计的主要驱动力。他们写道，声音似乎不太可能是巨石阵石头设计和布置的主要驱动力。其他的考虑因素可能更重要，包括天文排列、两组不同的石块组合、复制类似的木质纪念碑，以及创造一个令人印象深刻和令人敬畏的建筑结构。

英国伯恩茅斯大学的考古学家蒂莫西·达维尔(Timothy Darvill)没有参与这项新研究，他告诉“科学新闻”，这项最新研究表明，巨石阵内部的声音被很好地隔绝了。他补充说，独特的声学特性肯定是巨石阵的基本体验之一。