声学是物理学的一个分支，追溯声学领域的起源，就会发现，对声学发展做出重要贡献的很多大佬，也同时是物理学家、数学家，比如研究单摆周期和物体振动的伽利略、发现欧姆定律的欧姆等。声学究竟是研究什么的呢？如果从字面上理解，很容易理解为：声学是研究“声”、“声音”或者“声波”的科学。
声学的定义
声学的英语单词是Acoustics，该术语源自希腊语akoustos，意思是“听到”。百度百科上说：声学是研究机械波的产生、传播、接收和效应的科学。机械波又是什么？机械波是指由波源持续做机械振动而产生，并通过介质传播的波。常见的机械波有：水波、声波、地震波。这个定义回答了：机械波是怎么产生、通过什么传播的。看似简单，但要琢磨清楚的话，还得追问：波源、机械振动、介质、波，这几个关键词的含义。
在深究这些术语之前，我们先来想象一下，如果是生活在几千年前，我们会在什么情况下，开始好奇“声”或者“声音”到底是怎么回事？又是什么时候，开始把这个问题当作一件“正事”来研究，从而发现“波”，进而发现“机械波”的？
这是一个几千年前的“我”的故事
在我们还是婴儿的时候，听到一个声音，眼睛就会东张西望，寻找声音的来源，也许我们满脑子的疑问是：什么声音？从哪里来？为什么会有这么多不同的声音？等到学会表达之后，我们往往有更多事情需要学习和适应，也许就把脑子里的某些疑问封存了。假设我可能一直保持着这份好奇和兴致，但在几千年前，我可能连肚子都吃不饱，生命安全也没有保障，更别说接受良好教育了。而没有一定的知识储备，求解这些问题也会显得有心无力吧？当然，我也有可能家境贫寒，但还是在家人或其他人的支持和自己的坚持下，克服了很多困难，学习了一些知识。不管怎么说，首先，我得是一个有条件学习，而且充满好奇心的人。
接着，我可能像牛顿某天被苹果砸到一样，引发了思考，有了一个猜想。然后通过学到的知识，去验证自己的猜想，最终提出一个观点。或者是我的朋友、老师或者家人中，有人研究“声”的问题，我耳濡目染，也开始研究并有了新的发现。我们将自己的观点或发现通过有影响力的媒介传播出去，被很多人知道。这些人里面，有些人认同我的观点，将其传承或完善；有些人不认同，提出了新的观点。
最后，很重要的是，我和我的发现，或者故事，被人写进了书籍甚至教材，一代一代流传了下来……
人类对于声学的研究始于音乐和数学——什么样的声音好听
广义而言，音乐是指任何以声音组成的艺术，包含声乐（人声演唱的音乐）和器乐（乐器演奏的音乐）两种形式。在西方，声学科学的起源通常归功于古希腊哲学家Pythagoras（毕达哥拉斯，公元前570年－前495年）。Pythagoras出生于贵族，是一个“有条件学习”，而且很聪明的人。他师从名门，涉猎的知识范围很广，包括几何学、自然科学、哲学、数学、诗歌、音乐，甚至还有象形文字和埃及神话、历史和宗教等。Pythagoras很重视数学，企图用“数”来解释一切，他相信，宇宙万物都可以用整数以及他们的比例来表示。据传，有一次毕达哥拉斯经过一个打铁铺，铁锤打击在铁砧上的声音引起了他的注意，他发现这个声音有的好听，有的不好听，和铁匠敲击铁砧的节奏有关。当一个铁匠以每秒钟2次的节奏敲击铁砧，另一个铁匠以每秒钟1次的节奏敲击铁砧，这样组合起来的声音是好听的。除了2：1这个比率，他还总结了其他好听的声音的节奏比，包括4：3和3：2。发现了这个之后，他开始做实验来验证自己的想法。他做了一个只有一根弦的琴，琴的左端有一个滑轮，琴弦的右端固定在琴柱上，左端连接一个重物吊挂在滑轮上。通过这个实验，Pythagoras发现音乐的音高与弦长以及弦所受到的拉力有关，并创造了一套以他的名字命名的音律系统——毕达哥拉斯音律。
关于毕达哥拉斯音律的更多详情，推荐大家观看李永乐老师的视频：“重制版：音乐也有科学道理吗？Do、Re、Mi…都是如何确定的？李永乐老师讲音律”
还有NiceChord好和弦的视频：畢達哥拉斯怎麼找到 Do Re Mi？
关于声音的更多思考——声学研究的上半场
在研究“什么样的声音好听”这个问题的过程中，人们开始追问：“声音是怎么产生的”、“声音是如何传播的”等等这些问题。比如：Aristotle（亚里士多德，公元前4世纪）正确地提出，声波通过空气的运动在空气中传播——这一假设更多地基于哲学而非实验物理学；然而，他也错误地认为高频比低频传播得更快——这个错误的认知持续了许多世纪。公元前1世纪的罗马建筑工程师Vitruvius（维特鲁威）确定了正确的声波传输机制，他对剧院的声学设计做出了重大贡献。在公元6世纪，罗马哲学家Boethius（波爱修斯）记录了一些将科学与音乐关联起来的想法，他认为人类对音高（pitch）的感知与频率的物理特性有关……
这是一段快进版的古代声学发展史，而声学研究的下半场——现代声学，比较公认的是从Galileo Galilei（伽利略•伽利莱，1564-1642年）开始，他将振动研究以及音高（pitch）与声源频率之间的相关性提升到了科学水平。关于声学研究下半场的发展历史，我们会在未来的文章当中继续讨论。
总结
现在，我们来回答文章一开始提到的问题。我们说，声学是研究机械波的产生、传播、接收和效应的科学。机械波是指由波源持续做机械振动而产生，并通过介质传播的波。波源、机械振动、介质、波又分别代表什么意思呢？
以下是来自百度百科的部分解释：
① 波源：也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
② 机械振动：指物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动。
③ 介质：如空气、液体、固体等。
④ 波：指振动的传播。按性质来分，主要有四种——机械波、电磁波、引力波、物质波。
其实到这里，我们也只是浅显的知道有这么些词，代表着什么意思，那这些意思又代表着什么意思呢？
科学是严谨的，不是一朝一夕、一蹴而就的。我们现在得到的这些知识，是经过科学家们几千年来沉淀和积累的结晶。未来，我们将带着现有的知识和更多的疑问一步步探索，试图去理解科学家们的所思所想，唤醒那些被我们封存的好奇心，发现生活的更多美！