扫码访问手机版
微信客户端扫一扫
柳大顽童
撰稿人 | 科普作者 
物理学专业的科普编辑
量子物理诺贝尔物理奖解读身边的量子力学
Newsletter
地理周刊封面
科媒对话
通过Email定期推送半月刊
微信推送
微信公众号二维码
扫码关注

将科普岛直接送达您的微信

科学最前沿:92条内容

科学有方法:45条内容

赞助内容
赞助广告
赞助广告
返回
7500万年前的恐龙叫声到底啥样?听起来竟然像……

7500万年前的恐龙叫声到底啥样?听起来竟然像……

恐龙化石

恐龙化石(图片来源:Unsplash)

提到恐龙的声音,你可能会想到《侏罗纪公园》里霸王龙那震耳欲聋的咆哮。但那只是电影中的艺术加工,而真正的恐龙的声音到底是什么样呢?这对于古生物学家们一直是个疑团。

如今,美国南卫理公会大学的教授库尔特尼·布朗(Courtney Brown)正通过一种绝妙的方式寻找答案。她既是一位计算机科学家、艺术教授,也是一位拥有“摇滚梦”的歌手。现在,她把恐龙遗骸变成了乐器,组建了一支“恐龙合唱团”,让人们亲耳聆听远古巨兽的“歌声”。

博物馆中的灵感

这门研究的起点并非在实验室,而是在一次横跨美国西南部的旅行中。旅途中,她在新墨西哥的一家博物馆按下了一个按钮,听到展览里播放的副栉龙(Parasaurolophus)的“重建叫声”。

一种副栉龙属恐龙的头部细节

一种副栉龙属恐龙的头部细节(图片来源:维基百科)

这种鸭嘴龙类恐龙生活在大约7000万年前,头上长有一根长长的头冠,内部中空,可以作为天然的共鸣腔。科学家推测,它们可能通过这个结构发出低沉而浑厚的声音,用来吸引配偶、驱赶敌人或保持族群联系。

作为一名歌手,布朗忽然觉得和恐龙之间产生了一种奇妙的连接。她意识到,恐龙不仅仅是博物馆里冰冷的骨架,它们曾是有生命、有声音、甚至可能有“乐感”的生物

于是,一个大胆的想法在她脑海中浮现:如果人类也能用恐龙的方式“唱歌”,会是什么体验?

3D打印的恐龙“乐器”

布朗在亚利桑那州立大学攻读音乐艺术博士期间,着手制造第一件“恐龙合唱团”乐器。布朗教授选择了盔龙(Corythosaurus)作为研究对象。这种恐龙以其头顶独特的中空骨质冠饰而闻名。

一个盔龙的头骨化石

一个盔龙的头骨化石(图片来源:维基百科)

她从俄亥俄大学维特默实验室获取了盔龙头骨的高精度CT扫描数据。通过3D打印技术,她完整还原了头骨内部极其复杂的解剖结构。

这个仿真头骨的原理就像一件铜管乐器:吹气时,空气经过一个人工喉头震动,声波随后在恐龙的头冠与气道中共鸣。当空气通过这些3D打印的头骨时,其共振方式与7500万年前真实恐龙生物体内发生的过程几乎一致

在最初版本的“恐龙乐器”中,布朗像吹小号一样向3D打印的头骨吹气,通过物理振动产生声音。在疫情期间,为了避免吹气导致的病毒传播风险,她改良了设计,让演奏者的喉部振动通过拾音器转化为数字信号,再驱动数字合成器发声,“演奏”这台打印的恐龙头骨。

库尔特尼·布朗与她的学生演奏“恐龙乐器”

库尔特尼·布朗与她的学生演奏“恐龙乐器”(图片来源:TexasMonthly)

根据“演奏方式”的不同,这款“恐龙乐器”发出的声音可以从细微的低语变为浑厚的咆哮。甚至还有一个摄像头实时监测演奏者的嘴型,以此来改变音色。

未竟的争议:是“喉”还是“鸣管”?

虽然,头骨与气道的形状对生物声音的音色起到了决定性的作用,因此通过复原头骨的方式能还原出接近恐龙发出的真实声音,但还有一个核心变量仍是推测性的:驱动它的声源信号。

恐龙发声的解剖基础一直是学界争论的焦点:它们像人类一样拥有喉,还是像鸟类一样拥有鸣管?

2023年的一项研究发现,某些恐龙的喉部化石具有鸟类特征,也就是说,恐龙有可能使用鸟类的方式“鸣叫”。受此启发,布朗在声箱中还加入了不同的“声学模型”,其中一个基于鸟类的鸣管。这一设计能够让乐器发出更接近现代鸟类的灵动声音。

鸟类的“鸣管”

鸟类的“鸣管”(图片来源:Current Biology)

一个现存的绘龙喉部化石,其结构与现代的鸟类有相似之处。

一个现存的绘龙喉部化石,其结构与现代的鸟类有相似之处。(图片来源:Communications Biology)

另外,我们现在所获得的信息,都是关于恐龙遗留下的骨骼。但恐龙活体时的肌肉张力、舌头的移动、以及鼻软骨的状态,都会实时改变气道的形状,从而改变音高。这些细节,目前的技术也难以模仿。

远古世界的“共情”

2023年,布朗把恐龙乐器带到了美国和澳大利亚的音乐展会上。每次她展示时,总能吸引大批观众驻足,有人甚至在等电梯的间隙,忍不住上前“玩几下”。

她还希望未来将3D打印的图纸公开,供更多人尝试复刻。虽然打印成本不低,但对于科研爱好者或音乐玩家来说,可能值得一试。如果没有3D打印机,也可以使用开源的“恐龙合唱团”模拟软件,用一台电脑和麦克风,就能体验“恐龙发声”的效果。

在音乐实践上,布朗曾让恐龙乐器和大号合奏,演出作品名叫《如何说恐龙的爱情语言》,模仿恐龙向大号“求爱”。 而在作品《对小行星的愤怒》中,她模拟了白垩纪雨林的背景音,随后恐龙的哀鸣与电子乐交织,表现大灭绝时刻的震撼。

科学家与音乐家共同创造关于恐龙的音乐

科学家与音乐家共同创造关于恐龙的音乐(图片来源:南卫理公会大学)

尽管这项研究涉及复杂的计算机编程和流体力学,但布朗教授认为其核心目标是“共情”。

布朗说,吹奏恐龙乐器时,她会产生一种奇妙的“身体共鸣感”:“就像拉手风琴时,我觉得自己和乐器融为一体。吹恐龙的时候,我感觉自己也成了它的一部分。”

当盔龙的叫声与萨克斯、背景里的蝉鸣和蛙声交织在一起时,听众仿佛穿越回了白垩纪的雨林。这种“声景”让科学数据变得有温度,让观众能以一种全新的感官方式理解生物演化。

白垩纪环境复原图

白垩纪环境复原图(图片来源:中国化石网)

或许,我们永远无法确切知道恐龙真正的声音。但通过这样的科学与艺术结合实验,人类至少能更接近那个远古世界,想象7000万年前草原上的呼喊与“歌声”。

参考资料:
特别声明:以上文章资讯内容(含文字、图片、视频)不代表科普岛平台的观点或立场。如有关于作品内容、版权或其它问题请于作品发布后的30日内与科普岛联系。
本文在以下平台有分发:
我来评论
我来评论 举报和反馈
最新评论 已精选评论
猜你喜欢
南州六月荔枝丹
科学小品
南州六月荔枝丹
本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献
作者:陈绍文
书架
南州六月荔枝丹
科普图书
南州六月荔枝丹
本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献...
作者:贾祖璋
收藏
南州六月荔枝丹
推荐商品
自营 藏在地图里的中国地理百科+世界地理百科全
本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献...
出版社:人民教育出版社
自然教育
地球家园
¥75.5 到手价 ¥99
南州六月荔枝丹
科普活动
自营 藏在地图里的中国地理百科+世界地理百科全
本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献本文点明荔枝为中国原产拥有两千多年栽培史与珍贵文献
主讲人:李四光
自然教育
地球家园
收藏
请用微信扫描下方二维码 ×
打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。
赞赏
给撰稿人打个赏
1元
2元
5元
赠1张推荐票
10元
赠2张推荐票
20元
赠4张推荐票
50元
赠10张推荐票
发表成功
分享
分享至微信朋友圈
X
微信扫码支付
请打开[微信扫一扫]扫描上方二维码完成支付
好的内容,值得赞赏
2
举报与反馈原因
* 建议您填写电话和留言对象信息,将有助于我们尽快解决您提出的问题,并及时与您沟通。
E-mail:
姓名:
电话:
赞赏成功
确定
点击任意位置关闭