沈括的科学成就，沈括的成就

沈括是北宋时期著名的科学家。他非常博学多才。他不仅掌握了天文学、数学、化学、地理学、农学和医学，还对物理学进行了深入的研究。他不仅注意磁性和光学，而且还研究了声学共振现象。沈括对音乐有着深刻的理解，并写过几十首军歌。更有价值的是，他还善于从其他例子中得出推论，并能够通过全面的研究达到精通，并通过音乐现象和原理激发科学研究。

一天，沈括和他的朋友聚在一起喝茶聊天。一个朋友神秘地对每个人说：“最近，我家发生了一件奇怪的事情。是这样的。我家有一把琵琶，一直放在一个空房间里，没人关心它。奇怪的是，有一次我用少数民族的管乐器演奏燕乐的《双音》，当没有人演奏琵琶或其他乐器时，房间里的琵琶弦会发出自己的声音，但如果我演奏其他曲调，就不会有这种现象。我试了几次，都一样。超自然现象或我的空房子里有什么神秘的怪物吗？”人们听着议论纷纷，讨论这个人的房间里是否有邪恶或其他问题。这个男人变得越来越紧张，担心他的家庭是否发生了什么邪恶的事情。沈括一直在微笑。一个人对沈括，说：“你知识渊博。你为什么不告诉我？”沈括平静地听着，并敦促这位朋友：“事实上，这并不是什么大惊喜，这只是常识。只要不同的乐器在28个音调中有相同的声音，就会产生相应的声音。这就是你提到的琵琶会以燕乐“双音”发音的现象。这是一个非常普遍的事实。它与所谓的神或怪物无关。不要吓自己。”事实上，沈括所说的常识实际上是弦的共振现象。他接着向朋友解释说，弦的共振现象是声学中最奇妙的东西，因为许多人不知道这一常识，到目前为止他们还不能演奏最和谐的自然声音。”朋友一听，松了一口气，他们也信服了。

沈括的评论不是胡说八道。在这个问题上，他曾经做过一个有趣的实验：在同一把七弦琴上，有七根弦：宫、上、焦、郑、俞、少功、少功、少上，每根弦的八度都比宫、上高。他把一个小剪纸人放在烧贡或烧伤线上。当宫弦或上弦被拨动时，少功或上弦上的纸人跳起来，但当其他不同音调的弦被拨动时，纸人不动。沈括在不同的仪器上进行实验。他把纸人放在另一个仪器上。当两种乐器的声音频率相同时，当弦乐器演奏时，放在另一种乐器上相应音调位置的纸人跳舞。

通过这个实验，沈括充分证明了一个真理：当一个发声器振动时，同样频率的发声器也会振动。沈括称这种现象为“回声”，现代物理学称之为“共振”。在西方，共振现象最早是由伽利略在17世纪描述的。沈括比他早500到600年。尽管伽利略对共振做了更深入的分析，但沈括在这么小的时候就研究声学现象已经非常罕见了。