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太空声波解析／太空来的音乐？原来是电浆波


2011/03/28【联合报□记者李承宇】


神秘诡谲的嗡嗡声，连绵不绝……衬著黯黑无垠的外太空景像，一股深沉
的孤寂感袭来。此时，弦乐四重奏柔和的旋律渐入，把人的思绪从虚无的
太空，拉回到国家音乐厅。

「太阳光轮」（Sun Rings），一出以「太空声音」为主轴，结合弦乐四重
奏谱成的音乐作品，日前在国家音乐厅上演。由美国太空总署（NASA）提
供的太空声音、影像，搭配极简音乐，科学与艺术的结合，除了带给人心
灵无比的宁静，也让人反思，人类在宇宙中的定位。

声波需要有空气作为传导介质，但太空中没有空气，为何会有声音？中研
院天文所工程师颜吉鸿解释，所谓的「太空声音」，并不是直接记录下声
波，而是将太空船航海家1号、2号等太空船收录太空中的电浆波频率，转
换成人耳可以听见的声音。

电浆是物质在固态、液态、气态之外的第四态，当气体分子受热解离成带
电粒子而形成。电浆是离子、电子及中性原子或分子的集合体。太空中充
满了电浆，地球大气层的电离层、太阳本身，都处在电浆状态。

近50年前，美国爱荷华大学物理暨天文系教授古奈特（Donald A.Gurnett
）研发出电浆波接收器，他和电浆波研究团队主要研究太空中的电浆波和
无线电波，40年来，有超过2个太空计画利用电浆波接收器进行实验，包
括航海家1号、2号、伽利略号等。目前研究团队正在建置木星探测太空船
Juno上的电浆波接收器，Juno预计今年发射。

在充分受热的情况下，电浆中的电子、离子会处於震□平衡状态；然而当
这种平衡状态被扰乱，带电粒子会形成电磁场，而电子经扰动後则会进行
简谐运动。测量受扰动电浆的电场，可以观察到特殊的共振频率，称为「
电子电浆频率」（electron plasma frequency），进而可知电浆的电子密
度。

□集太空中的电浆波，主要目的是测量电浆的频率，以了解电浆的特性，
诸如电浆密度、穿透电浆的磁场效应等。

1962年，古奈特的研究团队第一次发射电浆波接收器到地球轨道上，他们
除了发现研究数据，更惊讶於将电浆波转换成人耳能听到的声音。高空闪
电可能会造成的电浆波扰动频率，声音像哨声；记录器从木星也收录到太
阳高速电浆流（太阳风）所形成，听起来像飞机穿越音速的音爆。

颜吉鸿也表示，天文学家并没有发现哪颗行星或太阳系中哪个位置，会有
某种特定的声音，将电浆波频率转换成人耳能听到的声音，只是想用一般
人更熟悉的意象，让大家了解太空中的电浆波。


行星位置 天文学家看到乐理

太空与音乐的关系，400多年前的科学家克卜勒在谈；1977年史蒂芬史匹柏
导演的科幻电影「第三类接触」也在谈。

在电影「第三类接触」中，地球人跟外星人沟通的方式，是用五个音符。
1619年克卜勒在「世界的和谐」书中，提出行星运行到不同位置，跟太阳
距离的比值，跟音乐上的音阶若合符节。

两厅院企画行销部经理李惠美指出，「太阳光轮」中从太空□集到电浆波
转换的声音，有的只是一连串单调的嗡嗡声，对受传统音乐训练、讲究旋
律的音乐家而言，可能被视为「噪音」，甚至有「这是音乐吗？」的质疑。

不过她表示，还是有音乐家能够从这些一般人认为是噪音的声音中，找出
太空声音的规律。她说，有时候国家音乐厅的空调调低，发出不同於平常
的振动声，传向舞台，一般人可能没感觉，但听力灵敏的音乐家却感觉的
出来。

作曲家泰瑞．莱利以极简的音乐风格，以弦乐四重奏搭配太空声音。李惠
美说，对现代音乐而言，什麽声音都可以是材料；单调的太空声音很适合
音乐极简主义简洁、重复乐段的风格。

古早的科学家就已经在找天文与音乐间的关系。400多年前，提出行星三
大定律的天文学家克卜勒就试图将行星运行到不同位置，相对於太阳距离
的比值，拿来跟乐理比较，发现真有相关的地方。举例而言，像是地球在
近日点和远日点间的比值，是一个半音的频率变化（16／15）；金星则是
一个升音的频率变化（25／24）。

不过克卜勒的年代天文观测没有这麽精确，算出来的比值只是近似值，所
以看起来好像符合音乐乐理；後世科学家实际精确测量後，并没有真的找
到两者的相关性。