著名的文物古建專家羅哲文先生曾題詞贊曰：“天壇是中國獨(dú)一無二，世界獨(dú)一無二的古典建筑杰作。”在天壇的眾多建筑里，最著名的是圜丘壇，形似圓形的祭壇，其屋頂覆蓋著藍(lán)色琉璃瓦，象征著天空。在每年冬至之際，中國古代皇帝會(huì)在天壇舉行隆重的祭天儀式，向上天祈求豐收和國泰民安。

　　在圜丘壇的這組建筑中，有三種奇特的聲音現(xiàn)象，被稱為“天壇的三大聲學(xué)奇跡”。

　　01.回音壁

　　第一聲學(xué)奇跡是回音壁，這是很多人到天壇后都會(huì)去體驗(yàn)的“打卡項(xiàng)目”，當(dāng)你站在東配殿的墻下面朝北墻輕聲說話，而另一個(gè)人站在西配殿的墻下，兩個(gè)人把耳朵靠近墻，就可以清楚地聽見遠(yuǎn)在另一端的對(duì)方的聲音，而且說話的聲音回音悠長，有一種“天人感應(yīng)”的神秘氛圍。

　　回音壁是皇穹宇院落的圍墻，墻面由質(zhì)地細(xì)密堅(jiān)硬的澄漿磚采用磨磚對(duì)縫的方法砌成，墻頭覆蓋藍(lán)色的琉璃瓦。整座圓形圍墻弧度十分規(guī)則，墻面光滑整齊。

　　聲音沿著皇穹宇圍墻內(nèi)部規(guī)則的弧度，經(jīng)過連續(xù)多次的反射，便能從院落的一端傳播到另一端。

　　02.三音石

　　第二聲學(xué)奇跡是三音石，當(dāng)人站在皇穹宇殿前御路的第三塊石板上拍一下手掌，就能聽到三次回聲，非常神奇！

　　三音石的聲學(xué)原理其實(shí)非常簡單，第一聲回聲是由東配殿與西配殿的墻和墻基對(duì)聲音反射而形成的；之后第一聲回音繼續(xù)向四周擴(kuò)散，再次碰到圍墻之后聲音又返回到三音石上，產(chǎn)生了第二聲回音，第三次回音以此類推。

　　三音石上發(fā)出的聲音照此于院內(nèi)往返可以在三音石所在的位置產(chǎn)生多個(gè)回音，但是隨著聲音的消散，人的耳朵可以分辨出的只有前三聲回音。

　　最早對(duì)天壇聲學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行研究的，是湯定元先生。在他的科普文章《天壇中的幾個(gè)建筑物聲學(xué)問題》一文中，對(duì)天壇公園中回音壁、三音石、圜丘聲學(xué)現(xiàn)象的形成機(jī)理提出了科學(xué)論斷。

　　湯定元先生的科學(xué)假說一直被作為天壇建筑聲學(xué)現(xiàn)象的權(quán)威解釋。直到20世紀(jì)90年代，天壇與黑龍江大學(xué)古建筑聲學(xué)研究組合作，對(duì)天壇建筑中的聲學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行了科學(xué)測(cè)試與分析，進(jìn)一步完善了湯定元先生的假說。

　　03.對(duì)話石

　　與此同時(shí)，專家學(xué)者們還在皇穹宇院子內(nèi)發(fā)現(xiàn)了“對(duì)話石”，這就是天壇的第三聲學(xué)奇跡。當(dāng)人站在皇穹宇殿前的第18塊石板上說話，則站在距此約36米遠(yuǎn)的東配殿東北角或西配殿西北角的另一個(gè)人，可以清晰地聽到在第18塊石板上的人的說話聲。

　　其實(shí)，這是因?yàn)槁曇舭l(fā)出之后經(jīng)過圍墻的反射，在特定位置匯聚，使得相互見不到面的人可以利用聲音的反射相互對(duì)話。

　　相傳天壇的回音，寓意為一呼百應(yīng)，象征和標(biāo)志著封建王朝至高無上的統(tǒng)治地位。在科技不發(fā)達(dá)的古代卻能完成這樣偉大的聲學(xué)杰作，這不僅是人類建筑藝術(shù)的瑰寶，更體現(xiàn)了中國人的聰明才智。

　　04.天壇聲學(xué)現(xiàn)象的現(xiàn)代應(yīng)用

　　天壇的聲學(xué)原理其實(shí)在現(xiàn)代也有所體現(xiàn)，在劇場、音樂廳等封閉的空間，聲波在四壁上不斷反射，即使在聲源停止發(fā)射后，聲音還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，即為混響。

　　不同用途的廳堂，最佳混響時(shí)間不同，它與廳堂的容積密切相關(guān)。廳堂容積大，混響時(shí)間和；反之，混響時(shí)間知。不同的音樂對(duì)混響時(shí)間也有各自的要求，音樂廳要求長混響，室內(nèi)樂稍低，而合唱、獨(dú)奏和重奏更低些。