Question

具体来说，我在这里指的是分贝，即产生的声能，而不是频率。

如果一个人的体型变大或变小，他们的声音产生的声能会如何随体型变化？我本能地想说一个基于肺活量的立方速率，因为我听说人类的音量很大程度上取决于吹过声带的空气量，但当然，声带也是一个因素，我不知道如何将它们纳入其中。所有这些如何结合在一起？平方速率与比例？立方速率与比例？它不会发生很大变化吗？还是完全不同？

重申一下，我在这里专门寻找的是产生的声音能量，这个数字可以用来计算分贝。我以前在这里看到过类似的问题，但它们都用频率来回答。

当然，假设在放大/缩小时有足够的手势，那么生物体就不会因自身重量而崩溃。

Accepted Answer

发出高音调的响亮声音相当容易，但发出低音调的响亮声音则困难得多。基本上，要发出响亮的低音调声音，尺寸是无可替代的。裁判的哨子很小，但声音却很大；你可以在整个体育场都能听到它的声音；但要让体育场充满深沉的低音，你需要巨大的扬声器。

困难在于需要将振动物体的机械能与自由空气耦合。声音的频率越低，声阻抗匹配所需的设备（称为

总而言之，如果你愿意的话，缩小版的人可以像正常人一样大声说话；但是当他们大声说话或唱歌时，他们的声音会很高，因为他们个子小。另一方面，放大版的人说话或唱歌时很容易比正常人大声，而且他们的声音会更深沉，因为他们个子大。

请注意，如果缩放因子合理接近 1，比如在 0.8 到 1.25 之间，个体差异可能与缩放的预期效果一样大，就像在现实世界中，没有缩放的人类中有女歌手能够唱男中音，也有男歌手能够唱女中音。

注意：关于声带（或“声带”，但它们不是声带）。声带本身的大小和厚度决定了声音的最低音调；但音量主要由空气量和声道大小控制。

人类和大多数哺乳动物发声的一种方式是给声带施加一些张力，然后通过开口吹气；声带的振动方式与吉他或钢琴的琴弦类似。声带张力越大，音调越高。但就像原声吉他或钢琴一样，直接由振动的琴弦产生的声音的音量很小，需要通过乐器的共鸣箱进行放大。

有趣的实验：拨动电吉他的琴弦，电吉他没有设计共鸣箱，因为声音是通过电子方式放大的，并注意与原声吉他相比声音有多安静。

Answer 2

恐怕事情没那么简单。

作为参考，狗比我们小，我认为大约是 1/2 到 1/4 之间，但狗吠叫仍可产生 80 – 100 分贝的声音，而人喊叫的声音则为 80 – 90 分贝（）。

蝉的体型更小，其噪音也高达 106 分贝（）。

如果你曾经听过新生儿的尖叫和哭闹，我确信你会同意他们的声音大小并不会因为他们的体型而减小。

狗的体型与我们不同，而蝉使用鼓膜。婴儿的声带与体型不成比例，平均宽度约为 1/2 – 而且婴儿总是大声尖叫，而老年人则不会。婴儿尖叫的音量为 80-115 分贝，而成年人尖叫的音量高达 85-125 分贝（分贝是对数的，因此相差 10 倍，这与您所说的完全相反。）这里给出的所有示例都忽略了我所问的问题，即关于直接缩小的人类的问题。我知道这并不简单，但我希望得到一个认真的答案。 —

Answer 3

我赞同@L.Dutch 的回答，但我想在此基础上进行改进。

在大多数情况下，尺寸的增加会降低频率，而由于较低频率需要更多的能量来移动空气（因为涉及更多的体积），因此分贝实际上基本相同。

我们面对的是人类。这意味着我们不仅要测量声带和嘴巴（控制频率），还要测量肺部（控制空气量）。

随着人类体型增大，肺部的空气量增加，但声带和嘴巴的体积也随之增大，导致声音的平均频率降低。简单来说，增加的空气量抵消了平均频率的降低，因此分贝数保持不变。

将人体缩小，你会得到更少的空气，但平均频率会更高……分贝数相同。

事实上，正如@L.Dutch 所说，事情没这么简单。我见过身材矮小但声音低沉的女人和身材高大但声音高昂的男人，尽管这与平均水平相反。肺活量、发声控制、声带和嘴形等千差万别——但我的非科学经验法则告诉我，所有成年人喊叫的分贝数都差不多。

这就是我的故事，我会坚持下去。

分贝声压 ${dB}_{SPL}$ \text{dB}_\text{SPL}和分贝声级，通常 ${dB}_{A}$ \text{dB}_\text{A}是不同的东西，因为人类只能听到一定频率范围内的声音，而声压和响度之间的关系高度依赖于频率。参见。它是以瓦为单位测量的辐射功率和以流明为单位测量的光度之间的差异的声学模拟。 — 
@AlexP 你说得没错，但细节程度超出了原作者的需求。我采用的简化方法仍然符合目的。 — 
@AlexP 这是一个非常有趣的主题！它可能超出了问题的范围，但我仍然感谢您分享这一点，它确实解释了一些我很难完全理解的事情，所以它非常有帮助。 —

Answer 4

我认为您可能想研究一种称为“异速生长”的生理关系，其中特征（在这种情况下是发声）随体型而变化。在许多情况下，这种关系不是线性的，而是与体重的幂成比例：F = cx M^P，其中 F = 特征，c = 常数，M = 体重，P 是幂的指数。对于哺乳动物来说，代谢率约为 0.75。

维基百科有通常的简短信息：

但是还有许多其他科学论文可能会对你有所帮助，以下是四篇：

（一般）

（青蛙）

（哺乳动物）

（灵长类动物 – 可能与您的情况最相关，但它涉及的频率多于体积。

有些鸟类可以通过鸣管发出非常响亮的声音（鸣管虽然不是人类的喉部，但功能类似），而其他类似大小的鸟类则根本不会发出太大的声音。鸸鹋发出的声音相对较小，而且体型相当大（与 AlexP 的回答一致），鹈鹕体型大但不响亮，而笑翠鸟体型中等，发出的声音很大。（猜猜我住在哪里？）。

基于科学 – 生物体产生的声音大小与体型的关系如何？ – Worldbuilding

最佳答案
4

基于科学 – 生物体产生的声音大小与体型的关系如何？ – Worldbuilding

最佳答案 4

最佳答案
4