听觉是一项遭到严重低估的奇迹。

想想看,三块微小的骨头、若干条肌肉和韧带、一张精致的膜、一些神经细胞,根据它们设计出一套装置,以近乎完美的保真度,捕获一整套听觉体验--亲密的低语、交响乐的丰富、雨落在树叶上的舒缓淅沥,还有另一个房间里水龙头的滴水声。

当你头戴一副价值600英镑的耳机并为它传送的声音之丰富精致而赞叹,别忘了:这昂贵的技术向你传递的听觉体验,只能差不多接近你的耳朵免费为你所做的一切。

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耳朵由三部分组成。长在头部两侧、靠在最外面、我们称为“耳朵”的软壳,正是耳廓(pinna,在拉丁语里是“翅”或者“羽”的意思,有点奇怪)。表面上看,耳廓似乎并不适合这份工作。换了任何工程师,他们都会从一开始就设计更大、更坚硬的东西(比如碟形卫星接收器),而且,绝不会允许有头发这种东西耷拉在上面。

然而,事实上,我们外耳的肉质轮廓,在立体地捕捉声音方面做得非常出色--不只如此,它们还能找到声音来自哪儿,辨别是否值得关注。

这就是为什么你不光能在鸡尾酒会上听到房间对面的某个人在念你的名字,甚至还能转过头去,毫不含糊地准确辨识出说话人是谁。

你的祖先当了多年的猎物,才把这样的强项赋予了你。

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虽然所有的外耳都以相同的方式发挥作用,但它似乎也跟指纹一样,人人都有着独一无二的样式。根据德斯蒙德·莫里斯(Desmond Morris)的说法,2/3的欧洲人是离生耳垂,1/3的人是连生耳垂。无论是连生还是离生,耳垂并不影响你的听力或其他任何事情。

耳廊以外的通道叫耳道,结束于一块绷紧而坚固的组织 membrane),科学上称为鼓膜,它标记了外耳和中耳的边界。

鼓膜的微小颤动传递至身体里最小的三块骨头,它们统称为听小骨(ossicles),又分别被叫作锤骨、砧骨和镫骨(因为它们的形状与锤子、铁砧、马镫这些物体模模糊糊地有点像)。

听小骨完美地展示了演变往往是件“奉合能用就行”的事儿。它们是我们古代祖先的下颌骨骼,但逐渐迁移到了我们内耳的新位置。在其存在的大部分历史阶段,这三块骨头与听觉无关。

听小骨的存在是为了放大声音,通过耳蜗将声音传递到内耳

耳蜗是一种蜗牛状结构(cochlea一词的意思便是“蜗牛壳”)里面充满了2700条头发状细丝,名叫静纤毛,声音通过它们,就像是浪涛穿过海草。而后,大脑将所有信号整合到一起,运算出刚才听到了些什么。所有这一切,都在小到极致的尺度上完成:耳蜗还没有向日葵种子大,三块听小骨能放进一枚衬衫纽扣,可它的效果好得不可思议。

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压力波哪怕只将鼓膜震动了比原子还窄的幅度,也能激活听小骨,再以声音形式传递到大脑。在这方面,你简直无法再做任何改进了。正如声学科学家迈克·戈德史密斯(Mike Goldsmith)所说:“如果我们能听到更安静的声音,就会生活在一个噪声接连不断的世界里,因为无处不在的空气分子随机振动也会出声。我们的听觉真的不必变得更好了。”从可觉察的最安静声音,到最响亮的声音),其振幅跨度大约为100万倍。

为了保护我们免受真正巨大噪声的伤害,我们有一种称为声反射(acousticreflex)的能力,每当感知到了强烈的声音,肌肉就猛拉镫骨,使之远离耳蜗,中断回路,并在之后维持这种状态若干秒,这也是为什么爆炸常使人短暂耳聋的原因。

很遗憾,这一过程并不完美。像跟任何反射一样,它很快,但并非瞬间,肌肉收缩需要大约1/3秒,足以造成重大伤害了。

我们的耳朵是在安宁的世界里演化出来的。演化并未预见到,有一天人类会朝自己的耳朵里插入塑料耳机,让耳膜隔着几毫米承受高达100分贝的旋律咆哮。

随着年龄的增长,静纤毛往往会磨损,并且不会再生。一旦你弄坏了静纤毛,就彻底失去了它。这倒没有什么特别的原因。鸟类的静纤毛可以完美还原。可我们不行。高频静纤毛在前面,低频静纤毛在后面。这意味着,所有声波,无论高低,都会先通过高频纤毛,而这种繁重的流量,意味着它们将更快磨损。

为了衡量不同声音的功率、强度和响度,20世纪20年代,声学科学家提出了分贝(decibel)的概念。这个词是由英国邮政总局的托马斯·富勤·珀沃斯(ThomasFortunePurves)上校创造。

(当时,他负责电话系统,因此对声音放大很感兴趣)。分贝是对数函数,也就是说,它的增量单位并不是平常意义的数学增加,而是数量级的增加。所以,两个10分贝的声音总量不是20分贝,而是13分贝。音量大约每6分贝翻一倍,所以,96分贝的噪声不是只比90分贝的噪声大一点,而是它的两倍大。噪声的疼痛阈值约为120分贝,高于150分贝的噪声可使耳膜爆裂。举几个例子方便你进行比较:一个安静的地方(如图书馆或乡村),音量约30分贝,打鼾是60~80分贝,附近响起的雷声是120分贝,而站在飞机起飞引擎的轰鸣里,人承受的音量是150分贝。

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耳朵靠一套灵巧的小装置(由半圆形导管和名叫耳石器的两口小液囊组成,它们合在一起叫前庭系统),负责为你保持平衡。前庭系统的任务,跟飞机上的陀螺仪一模一样,只是采用了极端微型化的形式。前庭通道内部是凝胶,其作用有点像精神层面上的圆形罩。凝胶左右上下运动,告诉大脑我们正朝着哪个方向行进(哪怕是在没有视觉线索的情况下,你也能觉察到自己在电梯里是上升还是下降)。当我们从旋转木马上跳下来时,会感到头晕,其原因在于,虽然头部停止了,凝胶却还继续运动,因此身体暂时迷失了方向。

随着年龄的增长,凝胶变稠,不再能顺畅地四处晃动了,这是老年人脚步往往不那么稳(以及他们尤其不应该从移动物体上跳下)的一个原因。如果长时间或严重地失去平衡,大脑搞不清这是怎么回事,只好将之阐释为中毒。这就是失去平衡通常会导致恶心的原因。

耳朵另一个不时打扰意识的部位是耳咽管,它存在于中耳和鼻腔之间,为空气开辟了一条类似逃逸通道的东西。人人都知道,如果快速改变高度,你会感到不舒服,就像飞机降落时那样。这叫作伐氏效应(Valsalvaeffect),它的产生是因为你头部的气压无法跟上外面气压的变化。嘴巴和鼻子紧闭同时往外吐气,把耳朵顶起来,这叫作伐氏操作(Valsalvamanoeuvre)。两者均得名自17世纪意大利解剖学家安东尼奥·马里亚·伐尔萨尔瓦(AntonioMaria Valsalva),而且,并非偶然地,他还以自己的同行--另一位解剖学家巴托罗梅奥·欧乌斯塔基(BartolomeoEustachi)的名字为欧氏管(Eustachian tube,也叫耳咽管)进行了命名。跟你妈妈告诉你的一样,你不要吐气吐得太用力,这样做容易让耳膜破裂。