声音从哪里来？

鲍海飞　2009-10-23

新中国建国60周年最后一个假日的上午，我准备做午饭，将大米舀了一小碗放入电饭煲内，然后加上水，开始浸泡，并将电饭煲放到桌子上。女儿在画画，我于是看书。不久，我们听到‘噼噼啪啪’的声音，就像放鞭炮，声音很小但很清脆。难道外面又在放鞭炮，我和女儿到阳台上瞭望了一圈，没有！我们又各自回到自己的位置上，继续做自己的功课。

房间里面很安静，不久，我们又听到那‘噼噼啪啪’的声音。我和女儿眼光一对，又不约而同慢慢地开始搜寻起声音来。几乎同时，饭桌上的电饭煲吸引了我们的目光。我和女儿来到电饭煲前，看着浸泡在水里面的大米，那淡青色的大米。于是我们将耳朵贴在电饭煲的边上，仔细听着，眼睛在看着。“阿啊！爸爸，鞭炮声是从这里面传出来的！”是啊，那‘噼噼啪啪’的声音居然是那么的清脆响亮悦耳！“但是，它为什么会发出声音啊？”“爸爸，是不是大米在排队走路啊！”我说：“可能是，好，我们一起来看看！”

我们仔细看着水里面的大米，居然还发现有很多非常小的气泡在从水里面往外面冒出，似乎还能看到某些大米颗粒在微微地蠕动着。我们一直在倾听那‘噼噼啪啪’的声音，不过，十多分钟过去了，那声音越来越小，最后没有了，我看了一下时间，大约持续了２０分钟。此时，那最初淡青色像冰晶糖的大米已经全部变成乳白色的大米啦！这样浸泡过的大米吃起来会很可口，而且可以省电。

但那声音是怎么产生的呢？大米浸泡在水中，要逐渐吸收水分而膨胀，是大米颗粒之间膨胀碰撞产生的声音吗？还是大米颗粒自身吸收水分膨胀而导致其它因素发出的声音呢？

我于是开始研究这个有趣的问题。如果大米颗粒之间不接触，那么颗粒之间在膨胀过程中就不会发生碰撞，这样不就知道答案了吗？就是说，只要在电饭煲的盆底洒满一层大米，只要保证大米颗粒之间不接触不就可以了吗？我于是拿了一个大茶缸，倒了一些水，然后拿了几十粒大米，均匀地铺洒在大茶缸的底部，每个颗粒之间都有很大的空隙，然后重新进行观察。女儿见了，从她的玩具堆里面，找出了一个绿色的塑料杯子，像我一样倒了一些水，放进去了几粒大米，也居然像模像样地观察起来。

我们把耳朵贴在茶缸边上，仔细倾听，不过，这回可没有那么容易啦，由于米很少，所以听到的声音也很少，不久，我们终于听到了那期待的断断续续、时有时无的‘噼啪’声。这就直接证明了那‘噼噼啪啪’的声音是大米颗粒吸收水分之后，是大米颗粒自身发出的声响！而不是来自于颗粒之间由于膨胀导致的颗粒之间相互碰撞而产生的。观察过程中还发现，居然有一个较大的气泡一下子从大米颗粒的膨胀裂纹处冒了出来，同时在颗粒的微裂纹处那淡青色大米先变成乳白色。这是由于大米在加工去掉稻壳的过程中，会受到损伤，在米的微细裂纹处和表面的毛糙处，水会先被浸入吸收，这样在这些部位的大米颗粒会由一开始的淡青色转变成乳白色，最后全部变成白色。

不过，米粒之间的碰撞到底会不会发出那清脆的噼啪声呢？我于是将大米颗粒一粒一粒地扔进浸泡着大米的水里面。因为，大米颗粒从一定高度落到水里面，获得了较大的速度和动能，由此带来的米粒之间的碰撞速度或能量会远大于由于大米颗粒吸收水分所导致的膨胀颗粒之间碰撞的速度，实际上，当一粒大米以一定速度落入水中时，几乎听不到任何那悦耳的噼啪声。

大米颗粒吸收水分后会不断地膨胀，尤其在微裂纹断面处和微缺陷处，大米颗粒对水的吸收速度和膨胀速度要远大于米粒表面光滑处和里面未受到损伤的部分，当在这些部位吸收水分膨胀一段时间后，膨胀部分之间产生了很大的作用力，也就储藏了很大的应变能并伴随着很大的应力，同时，颗粒体由于膨胀部分和未膨胀部分以及膨胀速度慢的部分产生了很大的应力差。当产生的应力差大于构成颗粒在缺陷断面处分子的结合力时，应变能将会沿着微裂纹或者缺陷处首先释放，于是产生了更长的裂纹或微缺陷。在颗粒局部断开的瞬间，分子之间摆脱了相互的束缚而释放能量，释放的能量以声波形式传播出去，于是由很多颗粒不断地膨胀断裂释放能量就构成了一‘噼噼啪啪’的交响曲了。当然，这释放的能量也会带来一定程度大米颗粒之间的相互碰撞，从而使得颗粒之间发生微小的构架形变。

并不是所有的颗粒都会发出声音，那些表面光洁没有损伤的颗粒，在水中浸润过程中，表面会均匀地膨胀，因此，并不容易发出声音。而那些表面粗糙或者隐含着缺陷的大米颗粒可能更容易发出声响。

另外一个问题是，那‘噼啪’的一声响，相对来说，是一个快过程，而大米颗粒之间由于膨胀而导致的碰撞是一个慢过程。大米属于有机物，属于黏弹性体，尤其当在水中浸泡时，膨胀部分会变软，因此，碰撞发出的声响不会像金属或者爆竹那样清脆。因此，膨胀导致的碰撞过程是一个慢过程，而膨胀导致的断裂过程却是一个快过程。

 ‘啪！’ 又一声清脆的清响！女儿看着我，我看着女儿，我们大眼瞪小眼，四目相对！我仿佛又看见一粒大米，在那断面处，那众多的分子原子挣脱了化学键，自由欢快地跳跃着。