張華把銅山崩與鍾響應聯係起來,這未必意味著他從共振的角度出發考慮這件事。不過用董仲舒的觀點也能解釋:鍾是銅鑄的,銅山崩,鍾即應,是由於“同類相動”的緣故。

南北朝時期的誌怪小說集《異苑》中提及張華的另一件事,卻明明白白是從共鳴角度作解的。洛陽附近的某人有一個銅洗盆,晨夕自鳴,就問張華。張華說此盆與鍾相應,洛陽朝暮撞鍾,故銅盆作聲響應。張華建議他以鐵銼打

磨銅盆至稍輕,其鳴自止。此人如法磨盆,果不複鳴。這裏,張華不僅認定這是共鳴現象,找到了共鳴源,而且提出了消除共鳴的方法,製止了共鳴的發生。至宋代,科學家沈括把古人對共振現象的研究進一步向前做了推進。他用實驗手段探討樂器的共鳴。他剪了一個小紙人,放在基音弦線上,撥動相應的泛音弦線,紙人就跳動,彈別的弦線,紙人則不動。這樣,他就用實驗方法,把音高相差八度時二弦的諧振現象直觀

形象地表現了出來。沈括這個實驗,比起歐洲類似的紙遊碼實驗,要早好幾個世紀。沈括的實驗對後人頗有影響。明代晚期學者方以智就曾在其《物

理小識》中明確概括道:聲音之和,足感異類。隻要聲音特性一致,即頻率相同或成簡單整數比,在不同器物上也能發生共鳴。他指出,樂器上的共鳴具有同樣的本質,都是由於“聲音相和”

引起的。

方以智的這些話,標誌著人們對共鳴現象本質的認識又深入了一步。

事實上,古人對共鳴現象的最初認識及其逐步加深,伴隨著對自然界中波的理解。也就是說,在自然界中共振與波密切相關。

上古時候,人們在漁獵生產中常見到這樣的現象:湖泊池沼的漣漣水波,水麵上的浮萍、木條卻並不隨波前進,而是在做上下振動;在紡繩織網中,彈動繩子,“波浪”從一頭傳至另一頭,但繩子上的線頭也不隨“波”逐流。

對於類似現象,人們經過了長久的思索才有了答案。比如《管子·君臣下》寫道:浪頭湧起,到了頂頭又會落下來,乃是必然的趨勢。這是春秋時期人們的回答。

至東漢時期,人們對此有了進一步的認識。東漢時期思想家王充終於發現,聲音在空氣中的傳播形式是和水波相同的。

王充在《論衡·變虛篇》寫道:魚身長一尺,在水中動,震動旁邊的水不會超過數尺,大的不過與人一樣,所震蕩的遠近不過百步,而一裏之外仍然安然清澈平靜,因為離得太遠了。

如果說人操行的善惡能使氣變動,那麼其遠近應該跟魚震蕩水的 遠近相等,氣受人操行善惡感應變化的範圍,也應該跟水一樣。

王充在這裏表達了一個科學思想:波的強度隨傳播距離的增大而衰減,如魚激起的水波不過百步,在500米之外消失殆盡;人的言行激起的氣波和魚激起的水波一樣,也是隨距離而衰減的。

可以認為,王充是世界上最早向人們展示不可見的聲波圖景的,也是他最早指出了聲強和傳播距離的關係。

至明代,借水波比喻空氣中聲波的思想更加明確、清楚。明代科學家宋應星在《論氣·氣聲篇》中的結論是:敲擊物體使空氣產生的波動如同石擊水麵產生的波。

聲波是縱波,其傳播能量的方向和振動方向相平行;水波是橫波,其傳播能量的方向和振動方向相垂直。盡管古代人由於受到時代的局限性,對縱波和橫波分不清,但上述認識已經是古人在聲學方麵的一個巨大進步。