人体振动的利与弊
发布时间:2017-12-14 16:04:00
人体是一个复杂的共振系统,整体及各器官组织都有自身的共振频率,2Hz以下,人体可视为一个整体,2Hz时,机械能通过人体以波的形式传播,波长远大于人体尺寸,基于此,人体可简化为多自由度的集中参数模型,人体作为具有分布参数的复杂系统,机械能以剪切波、表面波或复杂波的形式传播,人体波传播形式取决于频率成分和传播条件,人体振动传递与人体骨骼、姿势等有关。
垂直振动在3~8Hz有一个峰值,称为第一共振频率,主要是胸腔共振,对内脏影响最大。振动对人体的影响因振幅或加速度不同而不同,频率较高时振幅起主要作用,频率为40~102Hz时,振幅达0.05~1.3mm,会对人体造成损害,振动加速度增大,会引起前庭装置反应,内脏、血液位移。
强振对人体的损害较早表现在神经系统:大脑皮层机能减弱,脑电异常,条件反射潜伏期及运动时值延长;脊髓中枢受影响,可出现膝盖反射亢进或消失;植物神经受影响,表现为组织营养障碍,如指甲松脆,或因植物神经功能被扰乱而影响到内脏;前庭器官受影响,引起前庭器官的壶腹背纤维细胞和耳石膜的退行性改变,致前庭功能兴奋性异常;皮肤感觉出现紊乱,尤以振动感觉和痛觉的改变最明显。
强振对心血管系统的损伤,主要有周围毛细血管张力改变,周围血管神经调节机能障碍,末梢血管呈现痉挛、短小,而后呈无力状态扩张、扭曲;受振动作用的手指掌面皮温度较正常人低2~5℃;心肌能改变,最主要的变化是节律与传导系方面的异常,心动过缓者占受检人数的42.5%,且多伴有窦性心律不齐,传导系方面的异常在心房和心室内,心房室间传导阻滞为多见。声音具有某种自然疗效,使用锣、碗、迪吉里杜管(didgeridoos,澳大利亚土著使用的一种乐器)、摇铃和其他一些器物的物理振动,能够促使身体机能平衡,改善身体失调。这些物体如今被改变为声音磁盘、共振板、声音表格、频率调节器,以及其他高科技机器,且此类高科技机器发出的频率范围和人类身体自身的转换波一致。通过神经声音学研究中心(Center for Neuroacoustic Research)和加利福利亚人类研究所(California Institute for Human Science)的科学研究,证实了海豚、西藏的碗,甚至音乐合唱,它们发出的声音振动都有治疗作用。他们还发现,由天王星的环所发出的声音和西藏碗发出的声音竟一模一样。NASA所记录的“外太空的声音”,听起来和海洋潮汐的起伏声类似。也许存在许多超出我们想象的声音模式,它们能够制造出使我们生存的世界和外太空相联系的交响乐。
强振对骨质的损伤一般发生较晚,大多数人在强振环境中生活4~5年才出现,最常见的是囊样改变、尺骨矩状突和各种变形性骨关节病,其次为末指指骨管养性破坏、肩关节周围炎、桡骨茎突炎、局限性骨质硬化、骨质疏松及外生骨疣等。
强振对听觉的损伤与噪声不同,噪声听力损伤以高频3000~4000Hz为主,振动性听力损伤则以低频125~250Hz为主,长期强振使耳蜗顶部受损,螺旋神经节细胞发生萎缩性病变,导致语言听力下降。
强振会导致性机能下降、气体代谢增加、妇女子宫下垂、流产及异常分娩等后果。
频率低于20Hz的次声波不易衰减,不易被水和空气吸收,次声波的波长很长,能绕开某些大型障碍物发生衍射,某些次声波能绕地球2至3周。次声波广泛存在于自然界和工业生产、交通运输、日常生活等环境中,自然界的次声主要由风的波动、空气湍流、火山喷发、海浪拍击、地震、风暴等引起,核爆炸、其他方面的大爆炸、火箭的发射等也产生次声,次声波使人心烦意乱、头晕目眩、恶心呕吐、神志不清、癫狂、丧失战斗力,还能渗透进工事、坦克、舰艇内部,作用到人员身上,与人体发生共振,致使共振的器官或部位发生位移、变形、甚至破裂。
1940年,德军计划向英国投掷有著名音乐家签名的留声唱片,这些唱片经过专门录制,加进次声,使听者出现慌乱、恐怖感及其他精神失常现象,从而引发骚乱,最终这一计划没有实现,但是纳粹科学家成功进行了次声武器试验。
法国工程师坦第用18.9Hz的次声让在家中做客的同事产生身在实验室的幻觉,坦第认为,次声不仅会使人产生幻觉,还可使皮肤上的毛孔颤抖,制造寒冷的感觉。
法国科学家加夫雷奥发明的次声武器,可以伤害5公里以外的人,并认为频率为7Hz的次声波会对人体造成致命打击。
据报道,1986年法国国防部在进行次声实验时,由于疏忽,致使次声波冲出实验室,导致16公里外正在吃饭的20口之家和正在田间劳作的10口之家全部丧命。
苏联在进行次声实验时,曾使附近驻军发生“军团疾病”。
传闻美军在索马里和波黑战争期间,试用过某些声音武器样品,这些武哭可使人的内脏发生震动,把人震昏,使人感到恶心,甚至使肠子里的粪便液化,不断腹泻,从而失去战斗力。
次声波武器大体可分为神经型和器官型。神经型次声武器的次声频率和人脑阿尔法节律(8-12Hz)相同,会损伤人的大脑,对人的心理和意识产生严重影响,轻者感觉不适,注意力下降,情绪不安,头昏,恶心,重者神经错乱,癫狂不止,休克昏厥,丧失思维能力,致人死亡。器官型次声武器的次声频率和人体内脏器官固有频率(4-18Hz)相同,会引五脏六腑强烈共振,轻者肌肉痉挛,全身颤抖,呼吸困难,重者血管破裂,内脏损伤,迅速死亡。
声音的表征是借助内耳基底膜的微细纤毛实现的,纤毛的不同长度代表不同频率。人的视网膜上有对三种颜色敏感的视觉细胞,色觉编码以频率为基础,空间编码由视锥细胞的位置决定,空间频率假说也提出视觉对空间的表征以频率为基础。味觉的表征通过相应的化学键团实现,如甜味对应羟基,酸味对应羧基,咸味对应离子键,苦味对应碱基,这些不同的键团分别对应不同的能量频率,可以通过频率进行表征。嗅觉表征同味觉一样,可通过频率来表征。我国中医用五音来表征内脏的不同频率,还用脉搏跳动频率表征人体健康状况。
声波振动在医学上可用于诊断和辅助治疗。研究表明,不同频率声波引起人体不同器官共振,在一定强度下可改善血液循环。引起小腿肌肉放电量增加的峰值频率主要集中在30 ~50 Hz,可能为人体最佳振动激活频率。音乐的频率、节奏和有规律的声波振动是一种物理能量,适度的物理能量可引起人体细胞和谐共振,影响脑电波、心率、呼吸节奏等,使人产生舒适、安逸感。研究还发现,人处在优美悦耳的音乐环境中,可改善精神系统、心血管系统、内分泌系统和消化系统功能,促使人体分泌一种有利于健康的活性物质,提高大脑皮层兴奋度,振奋精神,心灵得到陶冶和升华,人们已经开始运用音乐产生的共振缓解紧张、焦虑、忧郁等不良情绪,治疗一些心理和生理上的疾病。
音乐疗法在国外很流行,某公司研发出一种体感振动音响,提取音乐中16-150hz的低频部分,与人体组织同频共振,达到激活细胞、刺激抑制交感神经、扩张血管、促进血液循环、放松精神的效果。
声带发声也可实现共振,音色无关紧要,关键是控制共振部位,调整频率和声压,在空旷房间内共鸣效果更好,面积大有利于低频共振,哪种频率声波能让不舒服的地方感觉舒服,可多发出这样的声波。