文：貳沐

編輯：貳沐/子魚

提出“群體免疫”（herd immunity）的英國首相鮑里斯·約翰遜（Boris Johnson），上月底新冠確診，這周初病情加重被送進ICU，英國的疫情也確實越來越嚴重。為了給國民加油打氣，英國女王不得不再次出山，在溫莎古堡發表了抗擊肺炎的電視演講。

對于習慣了好萊塢大片里美式發音的人來說，女王的“牛津腔”英式發音（received pronunciation）會給人一種耳目一新的感覺。有人說美式發音自由奔放，英式發音則保守高貴。知乎上也有關于這兩種發音的討論，關于學英語的時候到底選擇哪個。今天在這里要聊的不是孰優孰劣，畢竟貳沐認為語言只是人與人溝通交流的工具，只要實現交流的目的，哪種口音都可以。

今天的主題是我們是怎樣發出聲音（說話）的，有人會說，這個問題簡單啊，我們是用嘴說話的啊。答案沒有錯，但完整的發聲機理過程是什么樣的呢？

#----理工生的腦路就是清奇，你要弄清楚說話機理做什么？

#----額。。。我也不知道，為了世界和平？

聲腔結構圖

上面的圖片給出了我們說話時要用到的組織結構。最上方是鼻腔（nasal cavity），右邊嘴唇（lips）往里是舌頭（tongue），再往里口腔和鼻腔交接的地方是軟腭（velum），繼續往下則抵達咽部（pharynx）,咽部的右側則是會厭（epiglottis）；咽部往下則會到喉部，左邊為食管（oesophagus），右邊為氣管（trachea）；氣管的最上方則是聲帶（vocal folds），聲帶的右邊是甲狀軟骨（thyroid cartilage），對于男性就是喉結（Adam's apple）。

1960年，Fant教授提出了著名的“源-濾波器”（Source-Filter model）模型用來描述我們的說話發聲的過程。

源-濾波器模型示意圖

源(source)指的是聲帶(vocal fold)，濾波器指的是軟腭、舌頭、鼻腔、口腔等組成的聲道（vocal ?tract）。

聲帶發出一定頻譜的聲音，之后經過聲道，聲道起到濾波器的作用，對頻譜進行修正，最后到達嘴部輻射出去。聲帶不同的狀態，可以發出不同的原始的聲音，舌頭的不同位置、嘴部張開的大小和軟腭的開合等也會改變聲道所起的濾波器的特性，從而讓我們發出各種不同的聲音。

源

聲帶發出的原始聲根據其振動與否可分為兩種：

當我們正常說話時（voiced speech），聲帶會振動起來，產生的聲音的頻譜更加離散（窄帶聲音）。

【聲帶振動與否可以通過將手指放在喉部來感受】

不同說話方式時的頻譜

當我們輕聲說話時(whispering)，聲帶并不會振動，聲音則是肺部的空氣通過聲帶時引起的湍流產生的，此時的聲音的頻譜會更加豐富（寬帶聲音，音調弱化）。這也是為什么我們在這種狀態下，不能唱歌的原因，因為唱歌需要變音調。

上面兩種聲音對應的其實就是濁音和清音。

濾波器

相同的源，不同的聲道特征也會發出不一樣的聲音。五個重要的元音（vowels）a i u e o， 就是通過改變嘴張開的大小和舌頭的位置（前、中、后）來發出的。元音的一個重要特征是，發音時的發聲器官的位置都是不動的，所以其對應的頻譜特征也是保持不變的。

和元音相對的是輔音（consonants），所以應該怎么來判定輔音呢？或是輔音的特征是什么呢？輔音在發音時發聲器官的位置是會動的（閉合或打開），其對應的頻譜特征也是隨時間變化的。例如發四個爆破輔音 p b t d時，都需要嘴突然的打開。

在說話的時候，元音往往不是很重要，很多時候他們不會影響信息的傳達，這也是為什么很多單詞里出現元音弱讀(schwa 音)。但在唱歌的時候，元音就很重要，因為元音可以產生一個穩定的音調，這對唱歌來說很重要，沒有控制好，也就容易跑掉。。。

七字真言，YCY鑒定神器

總結一下，“源”的不同狀態可以幫我們區分清、濁音，“濾波器”的狀態決定了如何發元、輔音。排列組合一下好像英語里所有的音都在里面了。了解了這些音是如何發出來的，是不是會有利于我們調整自己的發音呢，讓自己的發音更正宗呢？實際上，通過觀察native speaker說話時的口型和舌頭位置來提高自己發音的方法也被眾多英語達人所推薦。

#----上面是誰說發音不重要的？

#----額。。?？磥硪蚰?

再次強調，口音真的不是特別重要，上面的方法只是“理工生了解所以然系列”所附帶的一個小方法，或是發音準確一點更加有利于與別人溝通，從而達到語言最原始的目的。

#----終于圓回了一丟丟

還有就是可以多一個角度看看不同口音英語發音的區別，下面則是美式英語（上）和澳洲英語（下）中五個元音對應的舌頭的位置（橫坐標）和嘴巴張開的大小（縱坐標）。

美式英語

澳洲英語

意式英語??

來源：https://www.youtube.com/watch?v=HDZs0S7qd64

上面都是以英語為例的，其實其他的語言也是一樣的，把漢字字母表、日語五十音圖里的音對應的發音位置都弄清楚了，估計普通話和標準日語也會說的比較標準了。

了解上面的發聲機理，也有助于我們理解常說的“日語發音靠前、英語發音靠后、漢語則介于兩者之間”這句話。

貳沐還是想強調一下，語言只是用來交流的工具，在不影響交流的前提下，口音反而賦予了其除作為交流工具外更重要的意義。

從東北“你cou sa”的霸氣? ? ? ?

到吳語“好弗拉”的軟萌? ? ? ??

以及四川“nong guo cui zi”的椒鹽

和湖南“去看yinfabuluo”的塑料浪漫? ?

香港“我是渣渣輝”的喜感 等等

我們不只是在跟他們交換信息，還了解到了他們可愛的性格甚至背后的歷史文化。

對于源-濾波器模型，2016年Wolfe教授利用3-D打印技術做了一個演示性的實驗。他制作了兩個人工頭，分別演示人在說'had'和'heard'兩個字里的元音的發聲情況。

發聲演示實驗示意圖

第一行給出了源的時域和頻域特征圖，兩個人工頭使用的源相同。

第二行上方給出的是發出兩個不同元音時對應聲道半徑沿聲道的變化圖。下方則給出的是描述聲道“濾波”特征的阻抗圖。從阻抗圖中可以看出，'had'人工頭有四個共振峰（formants R1~R4），而'heard'有五個（R1~R5）。

最后一行給出的是最后從嘴部發出聲音的頻譜和時域圖?？梢院芮宄目吹?#xff0c;發出聲音頻譜中的峰值頻率同聲道阻抗圖中的共振峰很吻合。聲道的不同特征很大程度上決定了實驗中最終的聲音的主要特征。

實際上最終發出的聲音，除了同“源”和“濾波器”的特征相關外，還與口和鼻的聲輻射效率以及“源”和“濾波器”的耦合作用相關，詳細內容不再繼續介紹，因為上面大大簡化的模型能夠很好的解釋大多數的發聲機理和現象。

其中一個現象就是為什么我們吸入氦氣后，我們說話的聲音會變得很高，像唐老鴨呱呱叫，吸入六氟化硫后聲音又會便變成滅霸，很低沉。

#相信很多人都玩過第一個，這個也是很多科普活動中的常設項目。遇到氦氣球也可以隨時玩起，但要注意安全。

吸入氦氣和六氟化硫說話

來源：https://www.youtube.com/watch?v=JjJOS0BpgnM

有人會說這個是因為氦氣的密度比空氣小而六氟化硫的密度比空氣大導致的。但這還不是根本原因，根本原因是不同的氣體改變了聲道阻抗圖中共振峰的位置（頻率R1~R5etc）。氦氣的密度比空氣小，則聲音在氦氣中的傳播速度要比在空氣中快，共振峰的頻率同聲速成正比，則共振峰也會整體向高頻移動，最后說出話的音調也就會變高。

左: 空氣? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?右：氦氣

相似的，六氟化硫會讓聲道的共振峰也會整體向低頻移動，最后說出話的音調也就會變低。

封面來源：

https://theprayer.diemutstrebe.com/

參考：

1 https://newt.phys.unsw.edu.au/jw/voice.html

2 An experimentally measured Source-Filter model: glottal flow, vocal tract gain and radiated sound from a physical model," Wolfe, J., Chu, D., Chen, J.-M. and Smith J. (2016)?Acoust. Australia,?44, 187–191.

---

推薦閱讀：

專輯|Linux文章匯總

專輯|程序人生

專輯|C語言

我的知識小密圈

關注公眾號，后臺回復「1024」獲取學習資料網盤鏈接。

歡迎點贊，關注，轉發，在看，您的每一次鼓勵，我都將銘記于心~

嵌入式Linux

微信掃描二維碼，關注我的公眾號

總結

以上是生活随笔為你收集整理的我们是怎样发出声音的？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。