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图8-1驻波就是一种耗散结构
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a. 一条弦上的驻波 b. 供能的马达
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图8-1a是最简单的驻波，也就是在一根弦上的驻波。粗略看去，好像是3个头对头的纺锤体结构，并且也相当稳定。但是它却并不是一种像纺锤那样的固体结构，而是由一根弦上下振动形成的一种动态结构。这种结构，就如瀑布、喷泉等一样，一眼粗粗看过去，仿佛是很稳定的结构。但是，我们看得越细，就越会发现它们不稳定。如果我们看得非常仔细，就可以看到，所谓的纺锤体，只不过是一根弦在飞快地上下摆动。
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更重要的是，这种动态的结构需要能量的不断供应（图8-1b）。在这儿，能量是靠一个小马达来提供的。只要这个小马达转速稳定，这个驻波的结构也就相当稳定。但是，一旦能量中断，小马达停下，这个纺锤形的结构也就很快消失了。换句话说，这个结构是在不断地消耗能量，所以叫“耗散结构”。在这种情况下，能量是以声能的形式耗散掉的。
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图8-2由弦长决定的“基频”和“泛音”
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弦上驻波的频率是由弦的长度决定的（图8-2b），从而也决定了相应声波的波长。其实，这就是所有弦乐器的工作原理。而弦长一般是由演奏者的手指来控制的（图8-2a）。演奏者不断地移动他的手指，改变弦的有效长度，在不同的时间，产生不同的频率，从而奏出悦耳的旋律。
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一般来说，一根弦上会同时存在好几种不同频率的驻波（图8-2b）。这儿最低的频率f1称为“基频”，也就是乐谱上音符所代表的频率。而f2，f3和f4等称为“泛音”（overtone）。不同的乐器有不同的泛音组合，于是就有了不同的“音色”。由于各种乐器的“音色”大不相同，所以，即使演奏同一音符，也很容易听出吉他与钢琴的不同。
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图8-3管子的有效长度决定了驻波的基频
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事实上，管乐器的工作原理也是一样，也是用手指来调节驻波的频率（图8-3）。管乐器的管子就是一个谐振腔（图8-3b），在里面会形成肉眼看不见的驻波。而这些驻波的频率，就是由管子的长度决定的。
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现在，我们就可以明白，为什么演奏者在演奏管乐器时，要不停地用手指打开或盖上不同的洞洞（图8-3a）。事实上，他也是在不断地改变管子的有效长度，也就是改变谐振腔的长度，从而得到不同频率的驻波。
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图8-4谐振腔的尺寸决定了驻波的基频
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打击乐器中驻波的基频，也是由谐振腔的尺寸来决定的。然而，打击乐器谐振腔的尺寸不容易快速改变，所以，常常就用一系列不同尺寸打击乐器，从而得到多变的音乐（图8-4）。
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驻波的叠加
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众所周知，两个粒子不能同时占据同一个位置。然而波却不一样，两个波完全可以占据同一个位置，并且会加在一起，形成一个新的波；或者会相互抵消，两者一起消失。也就是说，它们可以“叠加”（superpose）在一起。用物理学的语言来说，它们“相互干涉”（interfere），形成新的“干涉波”（interference wave）。
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两个波的叠加
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首先，让我们看看两个波叠加时的情况。图8-5是表示两个同波长、同相位的波的叠加。这样叠加的结果是产生一个新的波，这个新的波与原来两个波的波长及相位都一样，但是振幅却是两者之和（见图8-5第三行）。
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看来，波世界的算术与粒子世界的算术不一样。在粒子的世界里，1＋1＝2，连小学生也知道。可是在波的世界里，却可以是1＋1＝1。
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