◎沙粒為何會唱歌

現時科學家正在竭力解答一個難解之謎——“鳴沙”現象。過去十年間，英國萊茵河上的新堡大學，對沙和沙灘的“鳴唱”、“低吟”、“厲叫”、“轟鳴”、“鈴響”、“嗡嗡聲”及“尖叫聲”，作過廣泛實地調查及實驗室研究。長久以來，鳴沙一直使人類感到困惑，這些研究工作就是想．找出其成因。

鳴沙出現於地球表麵幾個相隔很遠的地區。其中最著名的，在蘇格蘭西岸對開內海布裏地群島中的愛格島上。十九世紀英國地質學家迷勒(一八○二至一八五六年)，在他的《碧線號巡遊記》一書中，生動地描述愛格島的沙說：“我用腳斜踏了它一下……沙發出尖銳響亮的聲音……有點像食指甲在拉緊的線弦上彈了一下……每隔上一步，尖銳的聲音就會重複。同伴也加入一起踏，我們就好像在音樂會演奏一樣……我們向前行時……沙麵上不斷發出鳴鳴的聲響，周圍靜寂時，二、三十碼外也聽得見。”

聲音響亮的鳴沙在世界各地許多沙灘及沙漠上都有，包括美國大陸上的長島及麻薩諸塞灣；夏威夷群島；威爾土西岸；英國的諾森伯蘭海岸；丹麥的波恩賀爾姆島；波蘭的科爾堡；澳洲幾個地方，包括新南威爾土海岸；巴西；智利；以及亞洲、非洲、中東幾個沙漠。

人在鳴沙上行直，腳會深陷沙中，因為沙粒很鬆散。沙粒數以百萬計，表麵非常光滑，造成一陣連續的振動，發出悠長的聲音，好像音樂。

十九世紀許多科學家對越來越神秘的鳴沙現象感到百思不解，達爾文就是其中一位。他在《博物學家環遊世界記》一書中，記下一八三二年四月十九日的日記說： “離開索西哥(巴西裏約熱內盧附近)後……我們沿來路折回。

這使人非常疲勞，因為那條路通常要橫過一個耀眼、酷熱的多沙平原，距離海岸不遠。我發現馬蹄每次踏在矽質的細沙上，就會發出一種柔和的吱吱聲。”

三年之後，達爾文又報告在智利科帕坡穀有鳴沙。“我在城中逗留時，聽到幾位居民談及附近有座山，名叫巴拉馬多，意思是轟鳴者或吼叫者……據我所知，山上滿布沙，有人爬上去擾動沙層時，才會發出聲音。”

一千多年來鳴沙現象散見於各種著作裏，《天方夜譚》曾提及，而中國古代史書也提到亞洲中部戈壁沙漠上出現鳴沙。

馬可·波羅講述，聽見在亞洲沙漠上空傳來仙樂鼓聲。

鳴沙的現象，也可以解釋賽奈半島某處埋有一所寺院的古老傳說。相傳有一所寺院被龐大的沙丘掩埋，但寺院的群鍾依舊發出悠長的音調，路經沙漠的遊牧民族及其他旅客，有時會聽見這種鍾聲。

據說旅客所騎的駱駝，來到這座神秘山丘，聽見地下發出的音樂就會吃驚。

約二百年前，許多歐洲人到塞奈山朝聖後帶回來的故事，似乎都證實有那麽一座埋沒了的寺院。他們也曾在沙漠某處，聽見悠長穩定的鍾聲。

這種聲音好像是阿拉伯僧侶拿來作鍾用的懸吊金屬棒被人不斷急促敲擊時所發出的一樣。但聽見聲音的地方，卻杳無人煙。不但沒有僧侶，連人影也不見。

鍾山從此成為傳說。十九世紀時，許多膽敢進入塞奈這個地區的旅客，對鍾聲的神話解釋都感到不滿意。

他們循聲追本探源，發現覆蓋著某座山一邊的沙層的特性。沙層由經常吹過半島的強烈西風帶來，落在那裏。據說風勢最猛烈時，那座山就發出悠長的鍾聲。

蘇格蘭博物學家布魯斯特爵士(一七八一至一八六八年)風聞這座令人困惑的鍾山，就到塞奈半島去作實地調查。

他在《自然魔力信劄》一書中寫道：“這座鍾山位於離蘇黎土灣約三裏的地方……那裏有塞奈和何立勃兩座花崗岩石峰俯瞰一片幹旱的曠野……”

布魯斯特吩咐一名貝多因族向導爬上“音樂”山的山坡。布魯斯特說，向導爬到相當高之後，他才看見沙層移動，滾下山來。起初，他聽到的聲音有如豎琴弦線被微風吹動時發出的一樣。

但在沙層下瀉速度增加，移動加劇後，發出的聲音就比較像一根濕手指在玻璃上擦劃所產生的聲音。崩瀉的沙層到達山腳時，回響有如遠處的雷聲，使布魯斯特所坐的岩石也震動起來。

一九四□年，英國物理學家巴格諾爾德調查鳴沙的現象。這時才首次有人用真正科學方法研究鳴沙。他談及沙漠上的“鳴聲”或“隆隆聲”時寫道：“我在埃及西南部距離有人煙的村莊約三百裏的地方，聽到這種聲音。有兩次是在寂靜的晚上，突然間——響起一陣很大的隆隆聲。因響聲太大，我要高聲呼叫，同伴才能聽到我的說話。不久，它引起了其他的聲響，後起的聲調非常接近，可以清楚聽得出一種緩慢的節拍。這種離奇的合唱響了五分鍾有多，才複歸沉靜，而地麵也停止顫動。”

巴格諾爾德發現，鳴沙通常在兩種普遍的地點發生——海岸上及沙漠沙丘和沙灘的滑落麵(或背風坡)上。

他用“嘯嘯聲”形容愛格島及一般沙灘的鳴沙，而用“隆隆聲”描述沙漠上的鳴沙。從測驗得知，沙灘鳴沙發出的厲叫或嘯叫聲，頻率在每秒八百至一千二百周之間(相等於鋼琴上高音C的音頻)。

他說，“隻要在上層的幹沙上迅速擾動，譬如在沙上走動、用手掌掃過或用一根棒垂直插進去等動作”，都能發出聲音。

他發現用上述方法去擾動沙漠上的沙，所發出的聲音頻率較低，每秒一百三十二周。但是沙漠的沙在向下崩瀉時，表麵速度足以使它發出清晰可聞的嗡嗡聲，頻率約為每秒二百六十周(約等於中央C)，甚至更高的音調，視乎崩瀉的速度而定。

南非卡拉哈裏沙漠的沙移到普勒多利亞後，因為沒有沙漠環境，就會喪失它的發聲特性，除非在實驗之前，能把沙貯藏在密封的容器內。把沙加熱到攝氏二百度，也可以恢複其發聲的特性。

由此可見，濕度可能使一些沙漠上的沙粒失聲。

最近，新堡大學幾位科學家，白朗、甘貝爾、鍐斯及湯馬士等，依循巴格諾爾德的方法繼續做試驗。他們先把鳴沙樣本放在蒸發皿裏，然後用粗頭圓木棒敲打沙粒，發出“聲音”。他們的報告說，用早餐的杯子及木槌的柄子也可得到同樣效果。

他們發現沙粒的圓度，並非鳴沙的主要特點。但沙粒的大小劃一，反而最重要，可使沙堆產生發聲的特性。此外，如有塵埃，鳴沙發聲就會減弱，有時甚至完全發不出聲。沙粒經過琢磨，未受其他物質汙染，而且全部大小相近，就會發出鳴聲。如果不斷加以搗碎，這類小沙粒就喪失“鳴叫”的特性，但用篩分、衝洗或煮沸等方法把幼細的碎屑除去，即能恢複其特性。

鳴沙究竟怎會具有發聲的特性呢?新堡大學的科學家提出一套籠統的解釋。他們說，有一點很明顯，如要產生任何聲音，兩層或多層沙之間必須有切力運動。如果沙層單薄而又無邊限(例如潮濕沙灘表麵又薄又幹的沙層)，隻有斜敲，才能發出聲音。

在實驗室裏進行試驗，從上向下敲擊證明是產生切力運動的簡便方法，但沙堆必須限於容器裏麵才能見效。

英國的研究人員說，在某些情況下，切力運動可以使有限量的沙灘沙或沙漠沙產生類似管風琴中空氣的振動。不過，這種現象究竟怎樣發生，仍然是巴格諾爾德的那個結論：“到目前為止，還沒有確切的解釋。”鳴沙現象依舊是個謎。