一则故事说，一队士兵在经过大桥时，迈着整齐划一的步伐，结果下一秒，大桥剧烈振动，最后解体坍塌，造成士兵伤亡上百人。调查后发现，事故元凶就是共振。共振的威力真的这么大吗？这个故事是真的吗？
故事当然是真的，而且发生不止一次。1831年，英国的布劳顿吊桥（Broughton Suspension Bridge）因为行军步调原因坍塌，幸亏河浅，只有26人受伤，英国陆军为此规定了部队过桥的步伐；1850年，类似的事情发生在法国的安格斯吊桥（Angers Bridge）上，造成226名人死亡。
一开始人们以为是吊桥这种结构有问题，经过调查才发现原因还跟共振有关。
因为共振实在可怕，网上一则河南郸城县光明北校上千名学生锻炼的视频，引起了人们的警觉。视频中，学生在类似大楼的跑道上跑步，一共5层楼，每层楼内都是密密麻麻的学生，并且以比较整齐的步伐跑动。这不禁引起网友担忧：这样做不会引起共振吗？
一、什么是共振？
人们很早就发现了共振，《庄子·杂篇·徐无鬼》记载：“为之调瑟，废（置、放的意思）于一堂，废于一室，鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣。”这就是共振现象的早期记载，什么意思呢？
瑟是一种弦乐器（比如吉他也是弦乐器），调好后，分别放到两个房间（堂屋和内室），拨动宫弦则另一房间内的宫音响起来，拨动角弦则另一房间内的角音响起来。这背后的原因就是共振。
共振的深层原理是什么呢？我们回到这个例子：宫、角属于古代五音，而五音共有：角、徵（zhǐ）、宫、商、羽五种，它们分别代表了不同的频率，频率可以理解为振动次数。
也就是说不同的弦振动次数不一样，所以它们发出的声音也不同，这种振动次数跟弦本身的物理性质有关，也被称作物体的固有频率。
为何拨动一弦另一屋的也会跟着响起来呢？原因是当物体的固有频率跟强迫振动的频率相吻合后，另一方也会跟着振动起来。这里的强迫振动，就是另一房间内的弦振动引起的空气振动。
如果这个例子不好理解，我们以荡秋千为例。
荡秋千也是一种共振现象，如果推秋千时，不按照秋千摆动的节奏来推，秋千就越荡越慢，甚至停下来，当掌握节奏，在荡到最高时推秋千，它就会越摆越高。换言之，当秋千本身节奏和外界推动节奏一致时，振动（摆动）的幅度就越来越大，这就是共振现象。
二、上千名学生集体跑步会跑塌楼吗？
开头例子中桥塌，就是因为士兵行走产生的振动，跟大桥本身的固有频率一致后，大桥振动幅度加剧，最终超过结构的承受能力，最终崩塌。然而事实上，这也是很多故事忽略的细节：共振只是桥塌的原因之一。
经过调查，安格斯吊桥的主吊缆存在腐蚀，当时还是雷暴天气，风也成了助推手之一，所以吊缆在共振作用下最终断裂，酿成惨剧。
类似的，英国的布劳顿吊桥有螺栓出现故障，而且英军在过桥时，发现桥在振动后，第一时间感到的不是恐慌，而是有趣，有人还高兴地吹口哨，甚至故意向着步伐一致的方向踩踏，最后自食其果，掉进河里。
回到河南郸城县光明北校上千名学生跑步的事件里，先放出结论：基本不会产生跑塌楼。下面分析原因：
首先是学生步伐看似整齐，实际上每层楼的学生跑动的方向都不一样，而且学生跟训练有素的士兵相比，还差得远，所以还达不到引起共振的程度；
其次，即使引起轻微共振，也会被大楼自身吸收，除非是像地震这样强烈的振动引起的共振，一般的振动大楼自身都会吸收，大楼自身结构会产生类似阻尼的效果，好比推秋千撞到海绵上一样；
最后，大楼的固有频率低于吊桥的固有频率，一般4、5层大楼每秒振动1次左右，大型吊桥每秒振动1/6次，而一般人跑步每秒明显不止跨一步。也就是吊桥更容易跟步伐节奏一致。
况且，大楼也不存在损坏现象，综合来看，学生跑步基本不可能损坏大楼，而且大楼本身就设计成跑道，当初设计人员也会考虑到这些问题，进而从设计上杜绝。
三、如何避免共振的危害？
以上共振都属于机械共振，而避免机械共振，是每个建筑和桥梁建设时的主要关注点。一般有3种方法。
第一种是针对地震引起的共振，因为地基下的岩床也有固有频率，所以设计时，就不能让楼房固有频率接近下方岩床的固有频率；
否则会出现：一座楼被塌，周围的楼却完好的现象。
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第二种是针对风引起的共振，比如高达632米的上海中心大厦，就内置了调谐质量阻尼器，也就是楼上挂一个用计算机控制的大铁球，当大楼被风吹得摆动时，就让大球反向运动，减少大楼摆动幅度；
第三种是建筑本身的结构或连接方式形成的阻尼，也就是物体形变后，更能快速回到原来的形状，比如虎门大桥，因为改变结构造成阻尼等改变，进而产生随风波动的现象。只要恢复结构，共振现象就会改善。
总结，有些故事在传播时，省略了一些细节，造成我们对物理现象错误的理解，真实情况或许比故事更加复杂。我们考虑到的问题，设计人员会提前安排好，所以这一点无需担心。不过，这种怀疑的态度很值得鼓励，这也是科学进步的源泉。
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