「菲萊」登錄彗星收集到的是什麼聲音啊?

"菲萊"登陸探索彗星 已收集到彗星的"聲音"_網易新聞中心
歐航局11日說,他們收集到了這顆彗星的「聲音」,這種響聲可能由其發射的粒子帶電發出。


報導中特地給「聲音」一詞加了引號,說明顯然不是日常意義上的響聲。搜一下英文報導就知道,實際上探測器收集的數據是磁場的變化,跟聲音沒什麼關係。這是一種稱為數據聽覺化(data sonification)的表示數據的方式。

對於數據當然可以從數學上做純抽象的處理,但人類是依賴感官的動物,總是希望獲得某種直觀的感受,因此要找一種辦法,把無法感覺的數據用人類可以感覺的東西表現出來。最常見的做法當然就是視覺化,即採用圖形、圖像來表示數據。磁場的變化可以類比為可見光,因為磁場的變化也有頻率可言。儘管頻率跟可見光的頻率範圍並不一樣,但不要緊,按比例換算一下就行,這樣就可以用顏色來描繪收集到的磁場變化數據了。例如下圖:

視覺化之外,另一個類似的辦法就是聽覺化。同樣地,因為磁場變化有幅度和頻率,可以類比為聲波。把頻率按比例換算到人類耳朵能聽到的聲音頻率範圍內,就能把磁場變化數據用一段聲音表示出來。這樣的做法很常見了,以前NASA用旅行者號和伽利略號探測木星及其衛星的時候就做過。見:Sounds of Jupiter,上面的圖就是木衛三的數據的視覺化,聽覺化的結果請到NASA網站去體驗。以同樣的方式,旅行者號還記錄了星際空間的「聲音」,見:What does space sound like?

此次菲萊收集的彗星磁場變化數據,頻率大約在40~50毫赫茲之間,這是非常緩慢的變化,頻率要乘上1萬倍才進入人耳能聽到的聲音的頻率範圍。但即使乘上1萬倍,它也還是磁場的變化,不是空氣或岩石的振動,因此不是真正意義上的聲音。是我們人類為了直觀感受,借用聲音來代表這組數據。見:Eerie Sound Detected Coming From Rosetta"s Comet

使歐航局科學家驚奇的不是「有聲音」——廢話,因為就是他們自己把數據表示為聲音的——他們驚奇的是這組數據聽覺化的結果跟預期的不太一樣。在他們的預想中,磁場變化是由於彗核與太陽風相互作用,因此聽覺化的結果可能跟木星的類似,像白雜訊加上海潮或風聲再加上一些尖嘯。但菲萊傳回的數據經過聽覺化,聽起來卻是一連串嘰嘰咯咯聲,有點像鐵血戰士的說話聲。目前他們的猜測是彗星表面拋射出的中性物質被太陽風離子化變成帶電粒子,導致了上述現象。


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