美日研究团队三年破解掌声奥秘

2025-09-14

据日本《朝日新闻》9月9日报道，掌声主要来源并非双手碰撞本身，美日联合研究团队揭示了这一颠覆常识的事实。研究表明，其发声原理竟与人们对着空瓶吹气时产生的“噗”声如出一辙。相关成果已刊载于美国科学期刊。

掌声可以传递鼓励、表达喜悦，是人们在日常生活中的重要肢体语言之一。然而，手掌相互碰撞引发的振动与声波传播机制极为复杂，其发声原理与声学特性长期未能明确。

美国康奈尔大学等机构组成的研究团队，利用高速摄像机和录音设备，系统记录了真人手掌及仿生手模型在鼓掌时的动作轨迹、声波特征、掌间空腔气压变化及气流运动。

结果显示，真正产生声音的关键时刻并非双手接触的刹那，而是当双手掌心构成的空腔时空气从拇指与食指根部的缝隙喷射而出的瞬间。此外，该声音频率与物理学中“亥姆霍兹共振”理论预测值完全吻合。

亥姆霍兹共振是指，在有开口容器的内部，空气通过周期性压缩膨胀产生弹簧式振动，从而放大特定频率声波的现象。对着空瓶吹气时发出的“噗”声就是常见事例，其音调高低取决于容器容积与开口面积。

在人们鼓掌时，“掌心空腔”相当于共振容器，“拇指与食指根部的缝隙”则对应开口部位。研究团队通过调整硅胶仿生手的空腔体积与开口面积进行实验，证实实际观测频率与理论计算值高度一致。

论文作者之一、康奈尔大学教授郑成焕（音）透露，研究灵感源自2006年的电影《X战警3：最后之战》，片中有变种人角色的超能力为双掌相击产生冲击波。虽然人人都知道鼓掌会发声，但关于声音频率与传播距离的科学原理却鲜为人知，于是研究团队产生了对此开展研究的想法。

据日本埼玉大学副教授木山景仁介绍，这项研究始于2022年，当时他作为研究室的博士后参与进行了初期相关实验。他回忆道：“人的手这么柔软，实验结果能与共振理论值一致吗？我最初对此持半信半疑的态度。”

后来接手推进研究的康奈尔大学博士生傅一聪（音）坦言，自己在内心曾经也有同样的疑问，但后来发现“这一研究整合了声波生成、软组织力学与流体运动等多学科知识，令人感受到其中的魅力”。

研究团队历经三年终于破解掌声奥秘，傅一聪谈及取得突破时的心情说道：“我们在那一瞬间再次认识到物理学之美——将复杂系统简化为普适核心原理。这项源于好奇心的研究告诉我们：日常生活处处蕴藏学问，如果深入观察，就能发现许多待解的新知。”