夜黑风高，冬瓜地里忽然闪出一个人影，左手持铁棍，右手握钢刀。

如果你是人类，莫慌，他不是来拦路抢劫的。如果你是冬瓜——快跑！

地里那些跑得慢的冬瓜，都要挨上几棍子，发出惨叫：“咚咚咚……咚咚咚……噗噗噗。”

不对，有个瓜的声音比别瓜都闷。这个瓜被持棍人果断从藤上砍落，躺在地上；又被一切两半，露出了黑色的腐败瓜瓤。

深夜里的冬瓜杀手小唐菜业合作社

这个 “冬瓜杀手”是一位海南的瓜果供应商。他每天晚上都会潜入菜地，冷酷无情地处理掉变质的冬瓜。

细想一想，这杀冬瓜的前半段流程，和我们平时买西瓜的手法差不多；好瓜清脆，坏瓜闷。但为啥一定要在晚上听呢？

这位敲瓜人讲了两个原因，其一是白天太晒了，人受不了。

海南的冬瓜田，基本没有遮阴地丨人民网

第二个理由是，他在晚上更容易分清好瓜和坏瓜的声音。

但这又是为啥？

当他敲瓜时，究竟是在听什么呢？

言午菜业冬瓜小陈

用手或者铁棍敲生瓜时，声音来自于瓜的振动。而这个振动的频率，取决于瓜的硬度和密度。

生瓜的瓜瓤通常很硬，因为它的细胞液泡饱满，彼此紧密相依，纤维素含量高，因此果肉质地紧密，整体具有充分的弹性和支撑。当你敲击它时，它的表面会非常迅速地反弹回去，因此我们听到的就是明亮的当当声。以未熟的西瓜为例，敲击后会发出“噔噔噔”的声音，此时声音的频率可以达到189Hz以上。

好瓜的细胞，就像这么紧密丨Giphy

随着瓜逐渐成熟，它的纤维素会被逐渐降解，内部结构变得更加松散，换句话说，瓜变软了。此时你敲的不再是铁块，而更像是敲柔软的鼓面，反弹的力度变小，声音自然也就变闷了。敲击一个成熟的西瓜时，133~189Hz之间频率的声音会变多，听上去就成了“咚咚咚”。

而一旦继续过熟，果肉的塌陷，有腐败后产生的汤汤水水。假如敲一个过熟甚至腐烂的西瓜，它干脆就懒得弹回去了。你可以想象自己敲一个沙发时的场景，它只会发出沉闷的“噗噗”声。

此时，敲瓜的声音会集中在80到160Hz，这显然比生瓜和熟瓜的响声低沉多了。

敲坏瓜，就像敲沙发，所以不响丨Giphy

当然，不管是冬瓜还是西瓜，都不可能一下子全部腐烂，而是从内部一点点坏掉，声音也是逐渐一点点改变的。

所以砍瓜前你就得好这一棍下去，究竟发出多闷的声音，才是坏瓜？

内部开始腐败的冬瓜，但只坏了一些小唐菜业合作社

你的大脑可能懵了，生瓜熟瓜过熟瓜的声音频率确实有高有低，但差别就那么一点点，更多的还是相同频率的声音（133~160Hz这要怎么区分？

没错，你的耳朵能分辨出好瓜坏瓜，正是因为它抛开大脑，偷偷学会了这个高级的数学技巧。

接下来轮到你的大脑提问了：什么是小波变换？

我们都知道，声音是一种波，而且往往是不规则的波它是由许多种不同频率的波组合而成的。

要想知道敲瓜时有哪些频率的声音，我们可以找一小段非常规则的波小波，在这个声音上移动，看它们的形状有多像。形状越相似，就说明和小波的频率越接近。

就像这样，你的耳朵在核查有没有“坏瓜频率”丨Shaw Talebi

你敲瓜时努力地侧耳倾听，其实就是在用“坏瓜”的小波对敲瓜声进行对比。

这个过程有点像看地图，如果你想看到全国的轮廓，就把比例尺调到最小；而比例尺最大时，就能看到城市的街道。使用不同的小波，就像是调整不同的地图比例尺，来方便自己找到目标。

小波就像比例尺，目标不同，尺寸不同丨Giphy

耳朵的这个数学能力，是通过“硬件”实现的：耳蜗底部的基底膜可以感受高频声音，而顶部则可以感受低频，从而精确把敲瓜时的声音拆分开，告诉大脑“这个瓜它低音沉，中音稳，高音少，肯定是坏了！”

耳蜗的不同部分，可以区分不同频率的声音丨Jared Evans

但是在白天，有很多声音会干扰到耳朵的判断过程：成年男性的说话声、拖拉机的怠速声、牛叫声，乃至强风吹过树林的声音，都刚好和80到160Hz的低频响声有所重叠。

到了晚上，这些低频声音的源头该回家的回家、该睡觉的睡觉，耳朵也就自然不用担心搞混。

这就是冬瓜杀手在晚上执行任务的原因。没了这些低频响声的干扰，他就不容易听岔了——毕竟如果错劈了好瓜，他得自费买回去。

冬瓜杀手在夜晚敲瓜的原因丨潇湘晨报

事实上，这种先敲一下，再看它怎么振的技术，不止能用来看瓜。

如果你去医院检查过腹部或胸腔，医生有时会用指关节或者掌面叩打患处，根据声音来判断是否存在积液，或者空气含量是否正常。

肺部叩诊，你即是冬瓜丨Make a gif

铁路工人在巡线时，也会敲击铁轨和车轮。如果发出的声音比较清脆，说明铁轨一切正常；如果听到沉闷的响声，就说明可能存在裂伤。

正在检查钢轨的地铁工程师新华社

再把我们能听到的声音换成超声波，就可以进行工业上的金属探伤了。

在遇到空腔时，超声波的传播方式会发生改变丨Make a gif

这个办法甚至可以用来看地球的结构，就是敲的时候需要用点劲儿——我们可以找个地方引爆炸药，然后观察地震波是怎么传播的，这叫做“主动地震勘探”。

在地球不同的圈层结构、不同的岩石中，振动的传播方式都会发生改变，据此就可以找到石油和天然气的储层。

在不同的位置，地震波会反射和折射丨Sercel

所以下次敲瓜，记得找个夜深人静的夜晚，以免你的耳朵做错了数学题——毕竟，挑个好瓜才是最要紧的事儿。

参考文献

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[5] Chen X, Yuan P, Deng X. Watermelon ripeness detection by wavelet multiresolution decomposition of acoustic impulse response signals[J]. Postharvest Biology and Technology, 2018, 142: 135-141.

[6] 《地铁巡道工：一路敲打15年沿铁轨走了上万公里》https://www.mtr.bj.cn/article/6796e7bee1afb91c831b128e.html

作者：深思

编辑：luna