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听觉的秘密(听觉世界里的潜规则)

时间:2023-07-11 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 生活百科

鸡尾酒会效应说起大脑的能力强,至今,大脑在处理声音方面的一个功能还在让所有科学家惊叹,这个功能的神奇机制至今也还是个谜。这种功能有个有趣的名字,叫做“鸡尾酒会效应”。动物也展现鸡尾酒会效应最近的研究发现,很多动物的听觉系统也具有这种鸡尾酒会效应的功能,例如鸟儿们经常群集一起,叽叽喳喳开大会,但它们往往只是回应自己伴侣的叫声,显然它们能够从嘈杂的叽喳声中分辨出伴侣的声音。

低音

易消失

尖利的声音即使不是很响,也让人感觉异常刺耳,无法忍受;从没有人抱怨粗重的声音刺耳。不仅如此,买过音响的人知道,几乎所有的音响要想保证较好的音质,必须配有低音炮,来进一步加强重低音(音调低的声音)。

懂得录音的人还知道,录音时,歌唱家是以多大的音量演唱(例如,50分贝),那么,要想把歌唱家的声音完全真实地呈现出来,录音播放的音量也必须是录音时的音量(大约50分贝),否则,播放出的歌声,不是低音太低了,就是高音太高了。

声音世界怎么会这么复杂?声学专家告诉我们,这还真不是声音的问题,怪只能怪我们自己的听觉不争气。

原来,我们的听觉对于200赫兹以下的低音非常不敏感,测量发现,听歌曲时,60分贝的男低音(最低70赫兹左右)听起来差不多与40分贝的女高音(最高可达1000赫兹以上)一样响。要知道,按照分贝的定义,高出20分贝,代表了声压(也就是声音的能量)要高100倍。这说明了,低音要想在乐声中被我们正常听到,必须把音量放得更大才行。

而我们的耳朵对于3000赫兹左右的高音却异常敏感,这个频率的声音正好是那种尖利的刮擦声,即使音量很小,也会被我们清楚地听到,音量稍大,就会感觉很刺耳。

分贝:声波的振动对人耳会产生一定的压力,这种压力大小代表了声音的振幅和能量大小,人耳能感受到的最低声音,压力是0.00002帕斯卡,其它声音的压力是它的多少倍,这个倍数取对数后,再乘以10,得到的数值就是声音的分贝数,表示声音的响亮程度。例如,我们平时说话的声音是60分贝,代表了这个声音对耳朵产生的压力是基准声音的一百万倍。

高低

音会打架

但是,下面一个现象又让人有些困惑,我们的耳朵虽然对低音不敏感,但是低音却很不容易被其他声音掩盖掉。这个现象可以用下面的例子来说明。

你正在公交车站与女朋友聊得起劲,一辆公交车驶过,轰轰的车声顿时就把你们的谈话声掩盖了,这时你只是看到你女朋友干张嘴,听不到她半点声音。不过,女朋友如果抬高音量,音量超过汽车的声音,你也能听到。但是,如果你的聊天对象是像杨宏基那样操着重低音的男性朋友,即使他的声音没有汽车声音大,也未必会被汽车的声音淹没。

这是声音世界的又一个效应,叫做“二音压制效应”,那就是:如果低音和高音同时同地存在,这两种音调的声音会打架,会相互压制,但往往是低音取胜。因为,如果低音比高音音量大,低音会把高音完全淹没,之后,高音就听不到了;但是反过来,即使高音比低音音量大,高音也无法完全掩盖低音,低音还是容易听到。这是为什么?

可以用比喻来形象说明一下:高低音的声波相遇时,会相互影响。低音的波长很长,音量大、能量高的时候,其声势就像滔滔江水,滚滚而来,瞬间就把“瘦小”的高音淹没了;而高音波长尖窄,音量大、能量高的时候,也只是相当于高耸的石头,无法把宽广的低音完全遮盖。

要想防止这种二音压制现象发生,只要不让这两种声音相遇就行了,办法很简单,通过耳机把这两种声音各自送入左右耳就可以了。

鸡尾

酒会效应

说起大脑的能力强,至今,大脑在处理声音方面的一个功能还在让所有科学家惊叹,这个功能的神奇机制至今也还是个谜。我们每天都在使用这种功能,没有这种功能,我们的听觉世界将是一团乱麻,分不清,理还乱。

这种功能有个有趣的名字,叫做“鸡尾酒会效应”。 非常形象,意思是,在喧闹的鸡尾酒会上,音乐声、交谈声、嬉笑声、杯盘交错声,异常嘈杂,如果把这些声音录下来,让电脑来处理,把其中一个人的声音提取出来,异常困难。但身在其中的每个谈话者却好像没有受其它声音的影响,依旧谈得很开心,每个人的耳朵都可以自动从异常喧闹和嘈杂的声音中挑选出一两种他想听的声音。不仅如此,他还可以随意更换想听的声音,他可以做到不听身边的人讲话,支着耳朵,倾听远处一个人的声音。现实生活中,这种闹哄哄的场合非常多,但我们每个人却很少因喧闹而无法听到想听的声音而苦恼。

研究发现,我们的大脑就像一个可以同时接收很多频道的收音机一样,能同时接收很多声音信号,并把这些声音根据声音的特征分成不同的频道,然后只是把某些特定频道的声音送往处理中心进行完全的处理。也就是说,我们的大脑中有个声音过滤装置,可以选择我们需要关注的频道,还可以根据我们的意愿随意切换频道。

动物

也展现鸡尾酒会效应

最近的研究发现,很多动物的听觉系统也具有这种鸡尾酒会效应的功能,例如鸟儿们经常群集一起,叽叽喳喳开大会,但它们往往只是回应自己伴侣的叫声,显然它们能够从嘈杂的叽喳声中分辨出伴侣的声音。但目前异常强大的计算机都难以做到在动物们看来异常简单的事情,真是汗颜。更让科学家汗颜的是,大脑如何从嘈杂声中提取某种声音的过程都还没有研究清楚。有人认为与我们有两个耳朵有关,但只有一个耳朵起作用的人同样能够从一堆声音中挑选自己想听到的声音。

目前最新的发现是,当鸟儿在嘈杂的噪音中听到同伴的歌声出现时,大脑的一些区域的脑细胞变得异常活跃起来,就像忠实的小狗听到主人的声音异常兴奋一样,而对于非期待的声音,则没有什么反应。蝙蝠也可以自由分辨声音,当蝙蝠需要从噪音中筛选声音时,某些脑细胞会同时做这样的工作:告诉其它脑细胞保持安静,不要对背景噪音有什么反应,同时增强自己对特定声音的反应,从而让蝙蝠听到想听的声音。但是大脑的鸡尾酒会声音提取能力到底是如何获得的,我们还是不清楚,没有清楚的理解,也就无法造出模仿大脑的声音处理机。

不过,这个现象深具启发性,大脑可以轻易做到的事情,计算能力异常强大的计算机却难以做到,可见,大脑对听觉和视觉等信号的处理方式与计算机肯定是不同的,如何寻觅到大脑的简单而高效的工作方式,很多难解的问题就迎刃而解了。

本文源自大科技〈科学之谜〉 杂志文章 欢迎您关注大科技公众号:hdkj1997

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