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,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(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。
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”(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”(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。(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(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(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”。
撰稿/张一凡
参考资料:
[1]. phys.org → Want to hear dinosaurs 'sing'? These instruments bring prehistory back to life
[2]. Texas Monthly → She Dreamed of Rock Stardom. Now She Leads a Dinosaur Choir.
[3]. SMU faculty and students bring dinosaur voices back to life through musical innovation
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