共振現象

共振現象是指一個物理系統在其自然的振動頻率（所謂的共振頻率）下趨於從周圍環境吸收更多能量的趨勢。自然中有許多地方有共振的現象。人類也在其技術中利用或者試圖避免共振現象。一些共振的例子比如有：樂器的音響共振、太陽系一些類木行星的衛星之間的軌道共振、動物耳中基底膜的共振，電路的共振等等。一般來說一個系統（不管是力學的、聲響的還是電子的）有多個共振頻率，在這些頻率上振動比較容易，在其它頻率上振動比較困難。假如引起振動的頻率比較複雜的話（比如是一個衝擊或者是一個寬頻振動）一個系統一般會“挑出”其共振頻率隨此頻率振動，事實上一個系統會將其它頻率過濾掉。

系統受外界激勵，作強迫振動時，若外界激勵的頻率接近於系統頻率時，強迫振動的振幅可能達到非常大的值，這種現象叫共振。一個系統有無數個固有頻率，我們常研究低範圍的系統頻率。

共振是物理學上的一個運用頻率非常高的專業術語。共振的定義是兩個振動頻率相同的物體，當一個發生振動時，引起另一個物體振動的現象。共振在力學中亦稱“共鳴”，它指的是物體因共振而發聲的現象，如兩個頻率相同的音叉靠近，其中一個振動發聲時，另一個也會發聲。

共振不僅在物理學上運用頻率非常高，而且，共振現象也可以說是一種宇宙間最普遍的和最頻繁的自然現象之一，所以在某種程度上甚至可以這麼說，是共振產生了宇宙和世界萬物，沒有共振就沒有世界。共振現象在生活中也被廣泛應用，樂器暫且不論，我們每天看的電視和收聽的收音機就是根據共振原理而接受信號的。

一切的振動其表現形式必然是位移，其背後則必然是能量的流動。共振威力巨大的根本原因在於共振使外界的力量直接作用於分子、原子層次（或者某個其他的特定層次），並不斷的吸收能量，使其發生小範圍的劇烈位移。如果外界的頻率與固有頻率不一致，那麼外力的作用對象就是整個物體，但是如果與固有頻率一致，那作用對象就直接變成了一個個的分子、原子，共振破壞了粒子之間的團結，使之互相內鬥，結果就使整個系統瞬間崩潰。從鐘擺這個宏觀的振動系統來看，如果外力的步調和鐘擺的固有頻率相同（比如總是在鐘擺運動到最高點時，給予鐘擺一個斜向下的力），那鐘擺就會不斷的吸收外界的能量。外界能量每一次都會被完全吸收，並且鐘擺不向外界輸出任何能量，這樣鐘擺本身所具有的能量就會急劇增加。如果外力的步調與鐘擺不一致，那麼上一次吸收的能量，下一次可能就被外力抵消掉，鐘擺本身的重力勢能也會被外力不時的抵消掉，這就使鐘擺本身所具有的能量總是保持在一個波動的水平，並且峰值不會太高，能量在反覆的吸收、散失、吸收、散失。

簡言之，共振的威力就在於外力以最精準的方式（或者說節奏）作用於物體最微觀的層次（或者說特定的層次），使物體在該層次的每個基本單元（比如鐘擺、原子、分子）像癌細胞一樣不斷吸收能量，進而發生劇烈位移，並最終在該層次產生極大的破壞作用。

共振的過程類似於一個強烈的正反饋過程，可以使系統在短時間內劇烈膨脹。

共振在聲學中亦稱“共鳴”，它指的是物體因共振而發聲的現象，如兩個頻率相同的音叉靠近，其中一個振動發聲時，另一個也會發聲。

在電學中，振蕩電路的共振現象稱為“諧振”。

產生共振的重要條件之一，就是要有彈性，而且一件物體受外來的頻率作用時，它的頻率要與後者的頻率相同或基本相近。從總體上來看，這宇宙的大多數物質是有彈性的，大到行星小到原子，幾乎都能以一個或多個固有頻率來振動。

共振不僅在物理學上運用頻率非常高，而且，共振現象也可以說是一種宇宙間最普遍和最頻繁的自然現象之一，所以在某種程度上甚至可以這麼說，是共振產生了宇宙和世間萬物，沒有共振就沒有世界。

人除了呼吸、心跳、血液循環等都有其固有頻率外，人的大腦進行思維活動時產生的腦電波也會發生共振現象。類似的共振現象在其它動物身上也同樣普遍地存在著。我們喉嚨間發出的每個顫動，都是因為與空氣產生了共振，才形成了一個個音節，構成一句句語言，才能使我們能夠用這些語言來表達我們的情感和進行社會交往。

許多動物身上還存在著其它一些形式的共振現象。炎熱的午間，蟬兒發出的“知了、知了”聲；寧靜的夜晚，蟋蟀發出的“嘰—嘶”聲；還有不知疲倦的大肚子蟈蟈的鳴叫聲，儘管這些昆蟲的聲調大不相同，但其中的共同之處都是藉助了共振的原理，都是靠摩擦身體的某一部位與空氣產生共鳴而發聲。除了昆蟲之外，鳥類也是巧妙地運用著共振來演奏生命之曲的大師，它們運用共振所發出的圓潤婉轉的鳴叫聲，是自然界生命大合唱中最為優美的聲部和旋律。因此，可以這麼說，如果沒有共振，世界將會失去多少天籟、大地將會變得多麼死寂！

共振能充當地球生物的保護神。我們知道，紫外線是太陽發出的一種射線，它們如果大舉入侵地球，人類及各種生物勢必遭受極大的危害，因為過量的紫外線會使生物的機能遭到嚴重的破壞。不過不用擔心，我們有大氣層中的臭氧層，是它們藉助於共振的威力，阻止了紫外線的長驅直入。當紫外線經過大氣層時，臭氧層的振動頻率恰恰能與紫外線產生共振，因而就使這種振動吸收了大部分的紫外線。所以，共振能使大氣中的臭氧層變得如防晒油一樣，保證我們不至於被射線的傷害。

另外，共振還能使地球維持在適當的溫度，給地球生命創造出一個冷熱適宜的生長環境。因為雖然經過臭氧層的堵截圍追，但仍有少部分紫外線能夠成功地突破層層防線，到達地球表面。這部分紫外線經過地球吸收后，能量減少，變為紅外線，擴散回大氣中。而紅外線的熱量，又恰好能和二氧化碳產生共振，然後被“挽留”在大氣層中，使大氣層保有一定溫度，讓萬物在溫暖和煦的環境中孕育成長。

俗話說萬物生長靠太陽，其實也可以這麼說：萬物生長靠共振。因為我們所熟知的植物的光合作用，亦是葉綠素與某些可見光共振，才能吸收陽光，產生氧氣與養分。所以沒有共振，植物便不能生長，人類和許多動物也就因此會失去了食物的來源。也就是說，沒有共振，地球上的生命便不能長期存在。

共振還是一個善於使用色彩和色調的魔幻繪畫師，把我們所看到的每一件物體都神奇地染上了顏色，使我們這個世界變得五彩斑斕、艷麗繽紛。鈉光是黃的，因為鈉原子的振動產生所產生的是黃色的光。水銀原子的振動發出藍光。氖原子送出的振動到了你眼中，就成為了紅色。在地面，共振也把所有的物體都染上了各式各樣的顏色，從花卉到水果。紅蘋果把太陽光中我們稱為藍光和綠光的振動頻率吸收了，因此我們看到的它就是紅艷艷的、令人饞涎欲滴的樣子。綠葉中的葉綠素分子的振動頻率在太陽的紅光及藍光範圍，所以共振把這兩種顏色都“貪污”了，而只把綠的顏色反射入我們的眼裡，因此樹葉看上去便是生機盎然濃綠或嫩綠。也是這同一片葉子，到了秋天的時候，它被共振所“貪污”的卻是綠光，因而這時反射出的是或黃或紅的色彩，映襯出秋天的蒼涼和凄美。就是那種很虛幻的彩虹也是因為有了共振，才有了赤橙黃綠青藍紫。因此，我們的生活中有著如此美麗迷人的花紅柳綠、斑斕爛漫，也無不是拜共振之所賜。

我們都知道，宇宙是在一次劇烈的大爆炸后產生的。而促使這次大爆炸產生的根本原因之一，便是共振。當宇宙還處於渾沌的奇點時，裡面就開始產生了振蕩。最初的時候，這種盪振是非常微弱的。漸漸地，振蕩的頻率越來越高、越來越強，並引起了共振。最後，在共振和膨脹的共同作用下，導致了一陣驚天動地的轟然巨響，宇宙在瞬間急劇膨脹、擴張，然後，就產生了日月星辰，於是，在地球上便有了日月經天、江河行地，也有了植物蓬勃葳蕤、動物飛翔騰躍。

共振不僅創造出了宏觀的宇宙，而且，微觀物質世界的產生，也與共振有著密不可分的干係。從電磁波譜看，微觀世界中的原子核、電子、光子等物質運動的能量都是以波動的形式傳遞的。宇宙誕生初期的化學元素，也可以說是通過共振合成和產生的。有一些粒子微小到簡直無法想象，但它們可以在共振的作用之下，在100萬億分之一秒的瞬間，互相結合起來，於是新的化學元素便產生了。因為宇宙中這些粒子的生成與共振有著如此密切的關係，所以粒子物理學家經常把粒子稱為“共振體”。