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  在当今高速发展的信息时代,激烈的竞争带来的各方面压力经常使人处于一种高度疲劳状态。因此,人们渴望回归大自然,在和谐安逸的环境中缓解自我压力,试图将“五感(视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉)”调节至和谐的最佳状态。宇宙中的“1/f 波动(1/f fluctuation ,1/f噪声)”具有维系大环境平衡、和谐的重要作用,在国外,“1/f 波动”引起了科学家们的极大重视。

  自然界中不存在绝对静止的事物,一切事物必定随时间或空间的推移而发生变化,我们将某个物理量在宏观平均值附近的随机变化称为“波动”。波动现象随处可见:有直观的,如风速的快慢变化、声音的节奏和强弱变化;也有抽象的,如人的情绪变化。自然界存在着许多波动,可以按功率谱密度与频率的对应关系对其进行分类。有三种典型噪声的波动特性。白噪声是一种完全无规律的令人烦躁不安的噪声,该噪声的功率谱密度平行于横轴,是与频率无关的量,我们称之为1/f0 波动;布朗噪声是一种相关性很强,使人感到单调乏味的噪声,该噪声的功率谱密度与 f2 成反比,我们称之为 1/f2波动;介于上述两种形式之间的噪声是一种在局部呈无序状态,而在宏观上具有一定相关性的噪声,是一种使人感到舒服的波动。由于该噪声的功率谱密度与频率在是成反比的,我们称之为1/f 波动。事实证明:“1/f波动”与人在安静时的α脑波及心拍周期等生物体信号的变化节奏相吻合并与人的情感、感觉有着密切联系,使人能感到舒适。人的感觉千差万别造成对美的感受各有不同,我们缺少一个客观评估的标准。而“1/f波动”理论的提出使我们有了这样一个准则。

  1925年,J.B.Johnson 在“低频电路中的肖特基效应”的论文中第一次提出了“1/f 噪声”这一术语。在考查肖特基效应时,J.B.Johnson 发现除了shot noise以外,在低频部分还有较强烈的电流噪声。若使用氧化物阴极,该电流就更大。经过进一步的实验,J.B.Johnson还发现这个在低频部分的电流噪声的功率谱密度和频率 f 成反比,因此,他把这种噪声称作“1/f 噪声”(“1/fnoise”)。此后,人们发现,在碳酸电阻中流过的电流也表现出具有同真空管电流同样功率谱密度的电流噪声。相继,在诸如风、光、地球的平均温度、宇宙射线的强度变化等各种自然现象中都观察到了“1/f波动”。而且在音乐的声音强弱和节奏变化中以及书法和水墨画等的浓淡空间分布变动中也发现了“1/f 波动”的变化规律。

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