听到一个声音,我们能够感受到一个音调的存在。这个过程在大脑中是如何运作的呢?对于网上有人认为人脑会把声音的频率数出来的观点,我持保留意见。高频声音每秒振动数千甚至上万次,真的能够被我们的大脑一一数清吗?今天我测试了在无干扰下,能在大约440赫兹的频率上分辨出仅偏差0.4赫兹的两个音,这么细微的差别,我们的大脑真的能够准确无误地分辨出来吗?
关于人耳的构造,我们可以从解剖学的角度来分析。人耳主要分为三部分:外耳、鼓膜腔和内耳。
一、外耳
外耳包括耳廓、耳道和耳骨。耳廓对于声音的空间感知有重要作用。比如高频声音在前后方播放时,由于耳廓的形状,声音在耳廓上发生的反射不同,传导到内耳的声音也不一样,这就是所谓的spectral cue。
二、鼓膜腔
鼓膜腔中的空气与耳咽管相连,以平衡外界大气压。在这里,声音通过鼓膜接收并产生振动,然后传入内耳。其中,镫骨连接镫骨肌,起到一种“保险丝”的作用,当传入声音超过一定分贝时,这块肌肉会通过延迟来保护内耳。
三、内耳
如果说人耳是一个精密的听力系统,那么内耳无疑是其核心。在这里,声音被转化为电化学信号,并被中枢听觉系统处理、分析和感知。
内耳的构造令人惊叹,尤其是耳蜗。声音在这里经历了从机械信号到电信号的转变。简单说,声音引起耳蜗的基底膜振动,毛细胞检测到这种振动并转化为电信号,然后传递给大脑进行处理。
耳蜗的另一个神奇功能是“傅里叶变换”,不同部位的刚度不同,可以接收不同频率的声音。这使得人类能够区分各种频率的声音,如贝斯的低沉和女人的高音调等。
那么回到最初的问题:听到一个音,人能感受到一个音调。这个过程在脑中是如何发生的呢?实际上,这个过程的复杂性远超我们的想象,涉及到心理声学、生物学等多个领域。但简而言之,声音通过外耳接收、鼓膜腔传导、内耳转化,最终由大脑进行处理和解析。
对于高频声音和细微的音差,大脑并不是通过“数”的方式来分辨的。而是依靠耳蜗的精密结构和毛细胞的敏感度来完成的。至于能够分辨如此细微的音差,部分人可能得益于其基底膜的特殊构造或多长的毛细胞。
人耳的构造和大脑的处理方式是一个令人惊叹的复杂系统。想要了解更多关于声学的知识,记得点赞并关注哦。推荐阅读更多文章以深入了解声学的各个方面。如有转载需求,请联系作者。