生活中的科学：从指纹到声纹

世界上有多少人就有多少种不同的指纹。手指表面的那一圈圈螺纹,每个人都是不一样的。公安部门出于工作需要，对一些人专门建立指纹档案。同样，世界上有多少人就有多少种声音，几十亿人的声音也都是各不相同的。你可能认为你和你的母亲或父亲声音是一样的。但若让你和母亲或父亲同唱一首歌，或同发一个音，灌制成唱片，那声纹一定是不一样的。世界上人人都有自己特殊的声纹。

任何发声体的震动都是复合振动。频率最低的称为基音,它决定着声音的音调或音高。若基音频率为f,则复合振动中还有频率为f整数倍的振动，称为谐音。频率为2f、3f……的依次称为第一谐音、第二谐音……谐音的多寡和各谐音的相对强度决定了声音的一个重要属性音色或音品。发声体能发出的基音频率范围称其为音域。

人在声音上的区别首先是男声和女声的不同。人的发音器官是声带，它位于喉腔中部，包括声带肌、声韧带和粘膜皱襞三部分，左右对称，两带间的裂隙称声门裂。从变声期以后,男性声带长约2.0—2.5厘米，女性声带长约1.5—2.0厘米。男性喉腔比女性大，喉头也大并形成喉结。

此外，胸腔、鼻腔等发声共鸣器官在男性一般也比女性为大。这些生理上的差别使得男性发声的音调或基音频率普遍低于女性。据测定,男高音的最髙基频为518赫兹，女高音则能达到1024赫兹。音域方面，女性也比男性宽广，男高音音域为128518赫兹，女高音则为246—1024赫兹。女声的音色也往往比男声丰富，男声能普遍超过女声的是声强。

对于同样性别的人,在音域、音调、音色方面也是千差万别的。例如两个女高音歌唱家同时发“i”音，即使她们的基音频率相同，但音色也不可能完成相同。因为要恰好使各次谐音出现的多寡相同，连相对强度也都相同，这实在是难以想象的巧合。加上人说话，歌唱时要连续发音，要使声音连续完全相同就是完全不可能的了。人们在日常生活中，不管在怎样混乱嘈杂的情况下都能辨别出自己所熟悉的人的声音，就是因为世界上不可能有两个人的声音是完全相同的。

为此，有人建议在公安部门建立一种声纹档案，它将不失为一种有效的侦查、鉴别手段。国外还有人研制了一种特别的声锁，它是将主人的声音调制成一种开关电路，当听到主人的声音时，这锁就会自行打开，否则，即使是主人的亲朋好友，也只好望锁兴叹。