声学理论溯源
在中国古代物理学中，声学的成就可以说是一技独秀，有特别加以记述的必要。
（1）乐器制作与乐律理论。中国古代音乐是世界文明中的一个宝库。河南舞阳县贾湖村的骨笛，是公元前5000～前6000年新石器时代的遗物，这是迄今发现的世界上最早的乐器。西周时期，见于《诗经》记载的乐器就有29种，其中频率固定的打击乐器有鼓、馨、钟、铃、（革兆）（摇鼓）等，调频弹拨乐器有琴、瑟，管类乐器有箫、管、埙、笙等。《汉书·律历志》已将当时的乐器品种按质料分为八种：“土曰埙，鲍（木瓜）曰笙，皮日鼓，竹曰管，石日馨，金日钟，木日祝，丝曰瑟。”从众多出土的古乐器中，引人注目的是编馨和编钟。编馨是用特殊石头（如玉石）制成的具有若干固定音列的组合馨。1950年在安阳武官村出土的殷代大理石馨，82厘米×42厘米×2.5厘米，音色浑厚如铜；1970年在湖北江陵出土的楚国编馨25只，其形状已颇为规则，音域达三个八度。编钟是由一系列铜制的钟挂在木架上的组合钟。1978年在陕西扶风曾出土了西周的青铜编钟，1979年在湖北隋县的战国曾侯乙墓出土了公元前443年的编钟，一套共65件，总重2500余斤，总音域跨五个八度，12个半音齐全，音色优美，效果极佳，充分显示了我国古代音乐、冶金和乐器制造水平之高超。
由于重视“礼、乐、术、数”，我国古代研究乐音数学规律的律学相当发达，《二十四史》有许多律历志的记载。最晚到殷商时期已产生了宫、商、角、徵、羽五声，西周编钟已刻有十二律（由于对乐音成组的认识，而产生十二律，其名称为：黄钟、大吕、太簇、夹钟、姑洗、仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射和应钟，黄钟为十二律中的第一律）中的一些铭文。以黄钟为标准音高之首，逐次按半音降低，就形成了十二律。最早的乐律计算法见于《管子·地员篇》中的“三分损益法”，约产生于公元前7～3世纪间，即将主音律的弦（或管）长三等分，取其两份（全管长的2／3，为损一），或增加一份（全管长的4／3，为益一），依次确定十二律中其他各律的方法。这种以弦长为准的方法，与欧洲当时以频率为准的“五度相生法”是成倒数关系的。16世纪末，朱载堉提出了十二平均律的理论和算法。十二平均律是我国对音乐声学的重大贡献。
（2）声的传播与发声原理的探讨。据北魏郦道元《水经注》卷三十四《江水》记载：陈遵在造江陵金堤（512-518年）时，曾利用鼓声推算高地的高度，可能是利用鼓声的传播速度推算的。这一记载很有意义。
对于发声原理，东汉王充在《论衡·论死篇》中先说明人的语言是由于“气括口喉之中，动摇其舌，张合其口”而生的，然后推广到“箫笙之管，犹人之口喉也，手弄其孔，犹人之动舌也”。宋代张载（1020-1077年）及明代王夫之（1619-1692年）进一步形成“形”（物体）与“气”相冲突而发声的观点：“声者，形气相轧而成。”可以是“两气”相碰，如“谷响雷声之类”，“两形”相碰，“桴鼓所击之类”，“形轧气，羽扇敲矢（指羽扇生风、飞矢鸣镝）之类……气轧形，人声笙箫之类”（《张子正蒙注》）。明宋应星具体考察了声的发生的几种情况：“冲”（飞矢），“界”（跃鞭），“振”（弹弦），“辟”（裂缯，即撕丝织品），“合”（鼓掌），“击”（挥椎）。他认为发声第一必须有气：“气而后有声”，“气本浑沦之物，分寸之间，亦具生声之理，然而不能自生”；第二必须是“以形破气”，“气之一动”，“急冲急破，其声方起”，例如“击物”就是“气随所持之物而逼及于所击之物有声焉”（《论气·气声》）。
关于声音发生与传播更为深刻的见解是王充和宋应星指出的。王充在《论衡·变虚篇》中将鱼“动于水中，振旁侧之水”与人的“操行”（行动）引起“气应而变”加以对比。宋应星则明确提出“物之冲气也，如其激水然。气与水，同一易动之物。以石投水，水面迎石之位，一拳而止，而其文浪以次而开，至纵横寻丈而犹未歇。其荡气也亦犹是焉，特微渺而不得闻耳。”（《论气·气声七》）。他们明确指出：“气”被“冲”如同“水”被“激”，“荡气”与水的“文浪”相似，可从“一拳”依次“开”至“纵横寻（古8尺）丈”犹未止，只是“荡气”微小到听不见而已，这就是“气声”。对声波的发生与传播从物理上分析如此精辟，在我国古代物理学中是很突出的。
关于共鸣现象的趣闻，庄子调瑟时发现共振现象，沈括在弦共振时作纸人试验、喷水鱼洗的研究等，文献记载相当丰富。
（3）古代建筑中的声学效应。利用声学效应的建筑在我国已发现不少。古典籍中关于空穴传声类的记载与建筑有关的也有“地听”、“墙听”（《墨子·备穴篇》）等，用陶瓮口向内砌墙可以隔音，在琴室及戏台下埋大缸可增加混声回响效果。著名的北京天坛中的回音壁、三音石与圆丘都巧妙地利用了声的反射效应。还有河南郏县蛤蟆音塔，四川潼南县大佛寺的石琴等。
近年来深入研究了山西永济县普救寺莺莺塔的蛙声。《西厢记》中“日午当庭塔影圆”，就是指此塔。该塔初建于隋唐，现存的塔重修于1564年明嘉靖年间，是一座方形空筒式13层密檐式砖塔，高36.7米，建于陡坡的高处，周围空旷，整个塔身和塔檐由涂釉青砖建成，这些青砖的声反射系数达0.95～0.98，是声音的良反射体。塔身成空筒形，对声波起着谐振腔作用。由于13层塔檐各层砌砖所成曲线的巧妙配合，对来自塔前距离约24米处的击石声产生良好的反射及会聚作用，因而“于地击石，有声如吠蛙”。同样，远处的声音通过13层塔檐反射就会聚在檐前附近，使人耳接收到的声波能量大增。五里外的蒲州镇的演唱声，犹如塔内有戏台。
我国古代建筑是利用声学效应的科学宝库，还有待于进一步发掘。上述成就体现了声学与音乐、声学与哲学和声学与建筑、军事等的结合，这也是我国古代物理学发展的根本特点之一。
声学的生活运用
一、古人如何认识声音的传播
声学是研究一切声音现象、利用声音或消除声音的科学。空气中的声波，是发声体使空气振动而成的。空气振动是一疏一密的状态，其传播能量的方向与振动方向相平行，所以，声波是纵波。
王充是世界上最早展示不可见的声波图景以及指出声强与传播距离关系的人。东汉时期，大约公元l世纪，他在《论衡·变虚篇》指出声音在空气中的传播形式与水波相同，同时还指出声音的强度随传播距离的增大而相应衰减，他以鱼激起不过百步的水波为例，说明人声跟鱼声一样会随着距离而相应衰减。到了明代，科学家宋应星在《论气·气声》里更明确地展示借水波比喻声波的思想。
为什么自己的声音总听起来怪怪的？我们听自己的录音时，常常感觉怪怪的，不像自己听惯的声音。这是因为录音机的声音是从空气传播的，而我们自己听惯的声音是直接从口腔内由骨头传到内耳。自己的录音正是别人所听到的声音，所以，别人不会觉得自己的声音是怪怪的。
二、古代声学实验
1．二十五弦共振
最早记载了二十五弦共振现象的书是《庄子·杂篇·徐旡鬼》，它是古代的调瑟实验，这个实验指出基音的共振现象及基音和泛音的共振现象。瑟是中国古代的一种弦乐器，共有25根弦，把其中一具放在室内，在它的附近或另一室内放上另一具瑟。弹动其中一具瑟的宫弦，另一瑟的宫弦也动，弹动它的角弦，另一瑟的角弦也动，这是因为它们的音律相同。如果改调另一弦，使它发出的音和五音中的任何一声都不相当，再弹这根弦时，另一瑟二十五弦都会动，这是因为这条弦的各个泛音之中总有几个音与瑟的二十五弦的音相当或成简单比例，这说明了瑟的二十五弦共振的道理。
（1）共鸣器。你知道古代的共鸣器和消音器是什么样子吗？原来它们只是普通百姓的日常用品-陶瓮，把瓮口蒙上皮革，就成为一个共鸣器，称“听瓮”或“地瓮”，一般用来侦探敌情。《墨子·备穴》就记载了几种方法，例如，在城墙根下每隔一定距离挖一深坑，坑内埋置一个容量为七、八十升的陶瓮，瓮口蒙上皮革，让听觉聪敏的人伏在瓮口听动静，可听到敌人挖地道攻城的响声，也可以根据瓮声响度的不同来识别敌人的方向和位置。沈括在《梦溪笔谈．器用》曾作出物理解释：“取其中虚”、“盖虚能纳声也”，即现代物理学上的气柱共振现象。
