沈括是我國北宋時期著名的科學(xué)家，他非常博學(xué)多才、功績卓越，不僅精通天文、數(shù)學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)、農(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)，對物理學(xué)還有深入考察。他不僅關(guān)注了磁學(xué)和光學(xué)，還研究了聲學(xué)上的共振現(xiàn)象。沈括深通樂理懂音樂，曾經(jīng)還寫過幾十首軍歌，更難能可貴的是，他還善于舉一反三，能夠融會貫通，通過音樂現(xiàn)象和原理啟發(fā)科學(xué)研究。
　　有一天，沈括和朋友們聚在一起喝茶聊天。一位朋友面露神秘得跟大家說：“最近我家里發(fā)生了一件怪事，是這樣的，我家有一張琵琶，一直放在一間空屋里沒人管他。奇怪的是，有一次，我用少數(shù)民族的管樂器演奏燕樂“雙調(diào)”的時候，在無人動琵琶或其他樂器的情況下，屋子里的琵琶弦自己發(fā)出聲音應(yīng)和了，但是要是演奏其他曲調(diào)就不會有這個現(xiàn)象。我試了好幾次，都是如此，這是不是有什么靈異事件或者我那件空屋子有神秘的妖魔鬼怪啊？“眾人聽罷紛紛議論起來，討論此人屋子里是否有邪氣或者其他問題。這人越發(fā)緊張，擔(dān)心家里是不是遭遇了什么邪事。沈括在旁邊一直微笑不語，有個人對沈括說：你博聞強識，見多識廣，你來說說怎么回事唄？”沈括聽罷面露從容，他勸這位朋友：“其實這沒什么大驚小怪的，只是極為普通的常理而已。因為不同樂器在二十八調(diào)中只要有聲音相同，就可能發(fā)生應(yīng)和的聲音。你所說的琵琶自己會跟著燕樂“雙調(diào)”發(fā)聲就是這種現(xiàn)象，這是個非常普通的道理，跟所謂的神靈或妖魔鬼怪沒任何關(guān)系，別自己嚇唬自己了。”其實沈括說的常理，其實就是弦的共振現(xiàn)象。他接著給這位朋友解釋說：弦的共振現(xiàn)象，是聲學(xué)最妙處，因為很多人不知道這個常識，以致于至今也不能奏出最和諧的天籟來，遺憾！”這位朋友聽了，大舒一口氣，眾人也信服了。
　　沈括的這番議論，并非信口開河。在這個問題上，他曾做了一個有趣的實驗：在同一七弦琴上，有宮、商、角、徵、羽、少宮、少商七條弦，少宮、少商各比宮、商高音階八度音。他放一個剪好的小紙人放在少宮或少商弦上，當撥動宮弦或商弦時，在少宮、少商弦上的紙人就跳動了起來，但是撥動其它音調(diào)不同的弦時，紙人卻一動不動。沈括又在不同的琴上進行實驗，他把將紙人放置在另一個樂器上，當兩者的發(fā)聲頻率出現(xiàn)相同時，彈動琴弦時，放在另一樂器相應(yīng)聲調(diào)位置上的紙人，便跳舞般地擺動著。
　　通過這個實驗，沈括充分證明了一個道理：當一個發(fā)聲體發(fā)生振動時，與之頻率相同的發(fā)聲體也會隨之振動。沈括稱這種現(xiàn)象為“應(yīng)聲”，現(xiàn)代物理學(xué)叫“共振”。在西方，共振現(xiàn)象是由伽利略在17世紀首先描述的，沈括比他早了五六百年，雖然伽利略在對共振的分析更深入，但沈括在那么早的時代就對對聲學(xué)現(xiàn)象作出研究，已經(jīng)非常難得了。



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