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什麽是雙耳效應?

古時候有壹個人,生來就有壹只耳朵,長在頭頂。有壹次,他住的樓下著火了,大家齊聲喊他,他卻只是坐著不動,最後被活活燒死。他死後,恐怖分子問他:“火災發生時,每個人都在喊妳。妳為什麽不下樓逃命呢?”他說:“我只是聽上面的,聽不到下面的聲音!”"

這自然是個笑話,諷刺那些只按上級意誌辦事,聽不進下面群眾聲音的官員。另壹方面,如果不考慮故事的“寓意”,僅從故事的內容來看,那個人之所以遭受火災,是因為他的聽覺有嚴重缺陷。

正常人的頭兩側都有兩只耳朵,不僅僅是為了對稱和美觀,更重要的是滿足了人的聽覺需求。

為了說明人耳的功能,我們來做壹個實驗:把壹個人的眼睛蒙上,然後在他的左前方或右前方的不同位置敲響壹個小鈴鐺,然後他會迅速正確地指出小鈴鐺的方向和距離;但當妳在他前面或後面按門鈴時,他真的變成了“瞎子”,指指點點,胡說八道。這是怎麽回事?我們知道,聲波在空氣中以壹定的速度傳播,所以從聲音發生器到人耳需要壹定的時間。發聲器位於人體壹側時,其發出的聲波先入人耳後出,響度也有強有弱;發聲體離雙耳越遠,這種差異越明顯。這種雙耳聽覺上的輕微時間差和響度差反映到人腦中,就有可能判斷聲波的方向。比如聲波從人體左側某個位置傳來,先傳到左耳,再傳到右耳,左耳聽到的聲音比右耳強。這時人腦會做出“聲音是從左邊傳來的”的判斷。實驗觀察表明,當左耳聽到的聲音比右耳聽到的聲音早千分之三秒時,人們可以判斷聲音是從向左3到4度的方向傳來的;當左耳比右耳早聽到萬分之六秒的聲音時,人們的判斷是“聲音是從右向左傳來的”。人耳分辨聲音方向的這種功能叫做雙耳效應。當然,人耳判斷聲音方向的能力也是有限的。例如,當聲音發生器直接位於人體前方或後方時,人體很難分辨聲波的方向和距離,因為它發出的聲波同時到達雙耳,響度相同。這種情況下,要想找出聲波的來源,就得扭著脖子“聽”。

由於雙耳效應,人在不同的空間位置對聲音的感受是不同的,所以周圍各種聲音感受的合成會形成聲音的“立體感”。普通錄音機播放的音樂,由於錄音時只用壹個麥克風,播放時只用壹個揚聲器,聽起來像是從壹個方向傳來的各種樂器的混合。為了獲得三維音樂,現在的錄音機都采用雙通道錄音,即使用兩個麥克風從左右兩個位置在同壹盤磁帶上錄音;播放時,用兩個揚聲器分別放出兩個聲道的錄音。這時候聽起來就像是在音樂廳裏壹樣,可以清晰的分辨出舞臺上各種樂器的不同位置,聲音的輕重和高低,所以有十足的立體感。這種雙通道錄音機產生的聲音就是我們通常所說的“立體聲”。

磁帶的發明

二戰期間,為了更好地播放希特勒的演講,德國工程師經過多年研究,在磁帶錄音技術方面取得了革命性的進展。二戰後,美國照單全收了這壹技術,並很快將其應用於流行音樂領域。磁帶錄音方便、可靠、廉價、質量好,使投入很少的小型唱片公司得以生存,並為當時獨立唱片公司的發展壯大做出了巨大貢獻,從而促成了搖滾樂的誕生。

20世紀60年代中期,美國廣播唱片公司發明了可以在汽車上使用的8軌磁帶。這項發明立即吸引了許多以前不怎麽買唱片的消費者的註意,美國的音樂銷量也從這壹時期開始飆升。

聲音的神秘

聲音是看不見摸不著的,是很奇妙的東西。正如俄羅斯詩人涅克拉索夫所描述的那樣:

沒有人見過它,

聽著,每個人都聽說過。

沒有身體,但它是活的,

沒有舌頭,但大喊大叫...

既然聲音如此細微,自然引起了古人對它的種種神秘猜測。比如古希臘學者恩培多克勒提出壹種觀點,認為聲音是壹種“微妙的物質”,隱藏在各種物體中,平日不易被發現。但當壹個物體被擊中或撞擊時,它會像受到驚嚇壹樣跑出來。壹旦跑到人的耳朵裏,就會被聽到,變成我們通常所說的“聲音”。恩培多克勒的說法聽起來很有道理,其實不然。曾經有人對著壹個開口的竹筒大喊,把它封上了。按照恩培多克勒的說法,結果是這個人發出的聲音“物質”被保留了下來。然而,當他打開密封的竹筒時,他什麽也聽不到。可見,恩培多克勒的說法是站不住腳的。

後來隨著人們觀察的深入和科學實驗的發展,聲音的奧秘逐漸被揭開。為了解釋聲音是什麽,讓我們仔細觀察和分析壹些發生在我們身邊的聲音現象。

用力敲擊鼓面,會發出咚咚的聲音。這時,如果我們用手觸摸鼓面,會感覺到它上下振動。當鼓面不動時,鼓面會消失。用弓摩擦弦,它會發出悅耳的聲音。當我們拿壹張紙去觸摸琴弦時,我們會發現紙會來回振動。當音符停止振動時,鋼琴停止演奏。可見聲音是由物體的振動產生的。

拿壹根振動的竹片,間歇地拍打水面,水面上會出現壹圈圈漣漪,漣漪向外擴大擴散。這就是我們通常所說的水波。同理,發聲物體振動時,周圍會形成層層漣漪,這就是聲波。如果傳播的聲波進入人的耳朵,也會引起人耳朵中耳膜的振動,所以人會聽到聲音。

原來聲音並不是壹種神秘微妙的物質,而只是壹種漣漪——振動的物體發出的聲波。