天地人和

文：林慧琪（香港基督徒自然保育工作者團契成員）；圖：林慧琪、網絡圖片

天地篇

　　熱閙的夏天，萬物欣欣向榮。除了眼看，還能用心用耳感受。動物為了生存發出聲音，同時藉聲音讚美造物主的偉大！

由粒子舞動而來的音韻

　　聲音源自物質粒子互相碰撞傳播出去，真空的太空便寂靜無聲。粒子震動愈頻密，音色愈高，科學家以hertz (Hz) 量度。聲量幅度則由震動幅度決定，即使音高一樣，不同物質也會產生不同聲音質感，例如清脆的金屬聲和沈實的木頭聲。進入微觀，每一道聲音就是物質粒子受外力驅動的羣體舞動，微小的成員同樣參與對上主的詠歎。

▲人類發明的樂器，按發聲機制分三大類別：弦樂、管樂和敲擊樂，其源起都是受大自然啟發。

發聲方式大不同

　　人類的發聲機制類似弦樂，聲帶如弦線，由肺部出來的空氣震動而發聲。蛙類也有聲帶，鳴叫前總會鼓起肚子，腹部收縮時把肺部的氣體擠出，空氣震動聲帶並同時鼓起鳴囊，成為聲音的共鳴腔，使體形細小的蛙仍能響亮地鳴叫！不過，一般在溪流生活的蛙，叫聲易被流水聲覆蓋，於是結構上未必有鳴囊。

▲在溝渠裏常聽到的「牛叫」聲，來自花狹口蛙。

　　昆蟲世界基本是靠薄膜結構的震動發聲，如蚊子和蜜蜂飛行時，薄膜狀的翅膀拍動頻率不同，形成獨特的飛行聲音。昆蟲飛行時都有聲音，牠們能聽到彼此的位置，只是頻率不在人類的聽覺範圍，故未能發現。

　　也有靠摩擦產生聲音的昆蟲，如直翅目的草蜢、蟋率和螽斯 (「螽」音：鐘)，牠們的聲音來自翅膀之間的摩擦，或者以小腿摩擦翅膀！為了營造獨特的聲響，牠們的翅膀摩擦面上還有凸起來硬的翅脈，就如樂器中的刮板，確保聲音夠響亮。

　　至於每年夏天最「吵」的蟬，其發聲結構更是結合上述兩種機制！牠的身體兩側各有一塊鼓膜，體內有一塊「V」形的肌肉連接，當這肌肉的兩端輪流收縮放鬆，鼓膜就被輪流拉長再放鬆，形成震動效果。更精彩是這兩塊鼓膜有些條狀的軟骨平行地依附着，隨着每一次肌肉拉動鼓膜，軟骨也會互相摩擦碰撞，發出更大的聲響！

　　至於鳥類則屬於「管樂」的家族。牠們沒有聲帶，在氣管與支氣管之間卻有一「鳴管」結構，如一個共鳴盒子，沒有軟骨的管壁只有富彈性的薄膜和外側控制鬆緊的肌肉羣。雀鳥透過調節管的空間大小控制從支氣管出來的空氣流量，達至不同聲效。鳴管接向支氣管的兩端，可以分開獨立調節，所以一些雀鳥能同時發出兩種聲音。

　　所有雀鳥都懂得發出叫聲(call)，一般是簡短的聲音，如「吱、吱」、「呀、呀」作平日溝通。繁殖季節雀鳥的聲音會豐富一點，牠們發出「歌曲(song)」來吸引異性，就如巿區常見的珠頸班鳩，聲音會由平日的單音「咕」變成「咕姑固」。然而龐大的雀鳥家族裏有些品種特別「好唱口」，我們稱之為「鳴禽 Song bird」，如鶯、鴝(音：渠)等，雖然牠們的體型一般較細小，聲音卻特別響亮，歌曲也極度多變，絕對是大自然中的歌唱家。

▲在巿區和近郊生活，聲音最多變的，最常見的就是鵲鴝，又名豬屎乍，昔日因其唱歌能力容易被人捕捉販賣。

聲音乃生存所需

　　生物使用聲音不只為溝通，如蝙蝠主要在晚上活動，使用回聲系統發出高頻的聲音，透過接收及分析遇上障礙物時的回彈聲音，分析附近的環境狀況和飛行中的獵物。海洋動物如鯨豚類也會使用回聲系統探測環境，加上音波在水中傳播效能比空氣更佳，能探測更大的範圍，更易找到遙遠的魚羣及其他同類。

　　以賽亞書五十五章十二節：「你們必歡歡喜喜出來，平平安安蒙引導；大山小山都必在你們面前發聲歡呼，田野所有的樹木也都拍掌。」隨風搖動的樹聲颯颯，潮浪拍打海岸之聲由激昂至緩退，結合一眾生物的歌頌，述說上主對全地萬物的預備和照顧。願我們有機會合上眼睛，靜心細聽每個自然成員發出的音韻，合奏成受造世界對上主讚頌的交響樂，享受一場耳朵的盛宴。

▲人類能聽到的聲音由低音20Hz至高音20000 Hz，足夠聽到大部分生物的聲音，又不會被不必要聲音煩擾（如蝙蝠定位用的連續音頻高達40000Hz以上）。隨着年齡增長聽力退化，聽到高音的能力下降。想保護耳朵，便要降低環境中的嘈雜機聲量。

人和篇

▲通訊軟件和社交媒體已是現在生活的一部分，它們對環境有何影響？

　　隨着科技發展，人類的通訊方式在近200年不斷演化。今天我們習慣一機在手，無時無刻與世界聯繫。科技助我們節省時間和天然資源（如紙張）。然而，科技帶來方便亦容易使我們忘卻背後的「成本」，不知不覺間對環境造成沈重負擔。

通訊是能量轉換過程

　　未有互聯網時，人們只能靠書信和長途電話與遠方的親友聯繫。有線的長途電話原理是需要將聲音轉為電流，再經電話線（銅線）傳送至對方的電話機，再變回聲音。電流傳送需時，所以距離遠的地方，如國際長途電話，對答間會感受到明顯的時間差異。

▲「土電話」原理是以容器收集聲音的能量，轉化為容器的震動，藉繩子傳遞至另一容器，形成傳話工具。

　　隨着無線電科技發展，電訊訊號不再受實體線路限制，只要身處訊號發射基站覆蓋的範圍，手機在移動中仍能接收訊號，持續通話。然而，這需要多次轉換訊號形式來完成。

　　光纖發明提升系統中攜帶訊息的效能，減少能量損耗，增加同步傳送的數據量和速度，使語音和文字以外，圖像、甚至影片等「大型檔案」均能快速傳達彼岸。互聯網的普及使大量資訊在網絡流通，便捷人類的生活。

數據傳送及運算量決定能源使用量

　　互聯網服務需要伺服器連接不同電腦，而網站和網絡儲存等服務供應商需要獨立的數據中心安放大型電腦及伺服器，以提供「雲端服務」。不管數據傳送還是運算均需電力驅動。只要使用互聯網服務，除了消耗手機和電腦本身的電力，還有涉及數據中心運作以及數據傳送所需的電力。這些數據中心大部分設於海外，每一次「上網」和使用通訊軟件，都是無數數據「往來」全球海底電纜。

　　瀏覽網站是點對點的概念，使用者直接指示電腦去指定目的地。使用搜尋引擎則是要求電腦同時瀏覽大量網站，計算每項資料的相關度，並滙報給搜尋者。搜尋引擎平均0.2秒提供超過100個搜尋結，由大量數據傳輸和運算換取。根據美國能源資訊署（Energy Information Administration，EIA）和企業報告分析資料發現，Google 和 Microsoft 2023 全年各消耗約 24百萬兆瓦時(TWh，等於10億kWh) 電力，超過100多個國家的用電量，包括北歐的冰島、非洲的迦納和突尼西亞等國。

　　近年興起人工智能，讓人快速產出心中所想，令人趨之若鶩。其背後運作是在搜尋引擎外再加上生成器，在預先訓練階段及開放使用後提供大量數據作為參考資料，以不同方式合併搜尋結果，背後所需的運算量更驚人。以ChatGPT為例，每天可能要消耗超過50萬特千瓦時(kWh)的電力，應付全球約2億個用戶請求。參考香港家庭平均每天使用僅約9.2千瓦時電力，即ChatGPT用電量是香港家庭的5.4萬多倍，等於149年的用電量！

　　除了數據運算所需的電力，高速運算使晶片產生高溫，這些大型數據中心必須有製冷調溫的能力才能持續運作，耗電量和碳排放非常驚人。

重新思考溝通的本意

　　智能手機和數碼生活太過便捷，雖有利我們隨時與人聯繫，不再受地域所限；然而羣組內重覆轉發的祝福圖像，也許比不上親自製作的(電子)心意卡。偶爾向朋友而非互聯網求教，更能增進彼此聯繫。

　　上主讓我們有智慧發展科技便利生活，由通訊和網絡使用產生的能源消耗是我們可以自主控制的。莫以小善而不為，積少成多，上主喜悅我們顧念身邊的人，以及其他祂手所造所愛之物，而決定做或不做的一小步。

省電小貼士

1. 觀看影片或收聽音樂前先下載檔案，這比使用串流模式（即直接從網上）減少播放很多網絡流量，變相節省使用整個雲端伺服器服務。

2. 將瀏覽器首頁設定為你最常到訪的網站，善用「書簽功能」記下常用網址，或直接前往所需站的網址，如香港天文台「hko.gov.hk」，而非在瀏覽器打「天文台」，可減少使用搜尋引擎。

3. 上下班坐車時，不妨嘗試將部分滑手機的時間換成觀察外界的人和物。除了省電，也能培養對世界的感知觸覺，與他人和萬物共情。