尖叫的熊孩子和高聲說話的人為什麼不覺得自己吵?

2021-02-14 菁kids上海


文 | 七君

本文授權轉載自公眾號：把科學帶回家

ID: bringsciencehome

如果要給這世上最可惡的人群排名，大聲說話的成年人，還有喜歡尖叫的熊孩子一定可以上榜吧！

人類，還有其他哺乳動物耳朵裡用來感知聲音的是一種纖毛(Stereocilia)。這毛吧，每個人的出廠配置只有約1萬5千根，而且這些毛和你胳肢窩裡的毛不一樣，是不可再生的，也就是說不保修。噪音或者毒素都可以讓你的這些超敏感的「毛」死掉，或者變成呆毛。

換句話說，製造噪音的成年人和熊孩子其實是在對你進行致聾打擊。

相信你一定受過他們的苦。

所以為什麼他們要大聲說話或者尖叫呢？他們不覺得刺耳嗎？

說句公道話，這不完全是個素質的問題，還有其他不可抗力作祟，導致這些人控計不住他們計幾。

我們都有這樣的生活經驗，當光線很強烈、很刺眼的時候，瞳孔會自動縮小，我們也會自動開始眨眼睛。這就是眼睛的眨眼反射，它可以防止我們的眼睛被光線射傷。

 

因為眼睛有這樣的眨眼反射，所以交通法規定晚上汽車不能開遠光燈，不然對面的司機突然被強烈的燈光照到了之後，會短暫地閃瞎了眼，這對大家來說都很不安全。

▲  晚上對面開遠光燈，你就看不到行人了

 

既然眼睛有這樣的「過電」保護，耳朵有沒有呢？在聲音很響的時候，耳朵能不能自己閉上呢？

 

用常識看起來似乎不可行啊，因為不用手的話，我們的耳廓又不能自己閉起來。

 

不過這次大自然決定要給你個驚喜——我們的耳朵還真的會自己閉上，而且還不僅僅是在聲音很大的時候。

 

在上世紀20年代末的時候，有人發現，當任何一個耳朵聽到巨大的噪音的時候，我們2個耳朵裡面的鐙骨肌(Stapedius)就會自動收縮。

▲  耳朵內部的構造。那塊長得像馬鐙的骨頭就叫鐙骨，控制它的肌肉就是鐙骨肌。

鐙骨肌長在內耳和鼓膜之間，它可以控制向內耳傳導聲音的鐙骨。這塊肌肉收縮後，傳導到內耳的聲波振動能量就會減少，因此2000赫茲以下的低頻音的音量就會降低15分貝左右，一下子變輕，這就叫中耳肌反射(acoustic reflex，stapedius reflex)。

▲  你聽到音樂時，鐙骨參與了音樂信號的傳輸。

 

聽力正常的人聽到85分貝的聲音，就比如熊孩子尖叫，或者攪拌機那麼響的噪音時就會有中耳肌反射。

而那些聽力不好的人則需要更高分貝的聲音才會產生這種反射。所以中耳肌反射常常被醫生用來診斷一個人的聽力有沒有問題。

根據美國疾病控制與預防中心CDC的建議，85分貝那麼響的聲音如果連續聽8個小時，就會對聽力造成損傷。所以說產生中耳肌反射時，其實是你的耳朵在自我保護了。

實際上當我們在聽音樂的時候，有時覺得音量越來越輕，這就是中耳肌反射正在起作用的信號。

 

如果你發現音樂的聲音越來越輕，這說明音量已經大到可以傷害你的耳朵了，此時你不應該再把音量調大了。

▲  不同物體發出的聲音音高和音量。橫坐標是聲音頻率，也就是音高；縱坐標是分貝，也就是音量。

人類語言的音高一般在8千赫茲以下，咿啊哦籲這些元音的音高一般在1千赫茲以下。嬰兒的哭聲大約是60-70分貝。

 

不過，讓耳朵產生中耳肌反射的不僅僅只有噪音。當人們準備要說話或者吃東西的時候，中耳肌反射也會提前發生，它可以把你聽到的自己說話的音量減少約15分貝。

 

所以你知道了吧，有些人高聲說話前，他自己的耳朵已經提前開啟了保護模式，但是你卻被猝不及防地震撼到了。這就是為什麼有些人說話聲音很大，但自己卻不覺得聒噪，而你卻很受傷的重要原因了。

吃飯的時候，電視機或者手機裡的電視劇臺詞突然聽不清了，也是因為人類語言的大部分頻率（元音）在被中耳肌反射過濾的範圍內。

所以說啊，用互相吼的方式講道理是最沒效率的，其實雙方都沒聽清對方說了啥，受傷的最後是被音浪誤傷的吃瓜群眾...

 

實際上，不僅人類有中耳肌反射，許多動物也有。比如，貓咪在吃飯、打哈欠、防衛，或者耳朵被摸的時候也會有中耳肌反射。

為什麼動物們會有中耳肌反射呢？野外應該沒有那麼多噪音吧？

許多人認為，中耳肌反射的主要進化意義並不是為了保護耳朵對抗噪音。

首先，能夠引發中耳肌反射的巨大噪音在自然界很少見，大多是在18世紀工業革命後出現的，而中耳肌反射的歷史比這長多了。

其次，許多自然界的巨大噪音，比如火山噴發啊、打雷啊的發生速度很快，而中耳肌反射卻有幾十毫秒的延時，顯然來不及保護耳朵。

所以中耳肌反射到底主要是用來幹嘛的呢？

有一種猜測是，中耳肌反射是一種濾波器，可以去掉我們自己的身體發出的聲音。

比如，我們的祖先在野外吃火鍋的時候，如果吃得太嗨了，讓自己嘴巴的吧唧聲把其他動物的聲音蓋住的話是很危險的。過濾掉自己的聲音的話，就能聽到附近是不是有人要來蹭飯了。

所以你媽媽告訴你吃飯別吧唧嘴，是有進化意義的啊！！

一些人也開始動起腦筋，利用起中耳肌反射的保護功能。

比如有些射擊教練會建議在打靶前哼個小曲，這樣可以減弱槍聲。

還有一些廠家想利用中耳肌反射防止撞車事故造成的失聰。在發生車禍的時候，會聽到巨大的噪音。

不過，中耳肌反射需要30-40毫秒的反應時，所以在這幾十毫秒內我們有可能會被震聾了。如果能提前讓耳朵做好準備，或許就可以保護我們的聽力。

某個汽車廠家研發了一種聲音防護系統(Pre-Safe  Sound)，當感知到即將撞車時，車上的系統會發出很短的一陣85分貝的粉紅色噪音（pink noise，聽起來有點像馬路上車來車往的聲音），這樣你的耳朵就會在真正的撞擊發生前就已處於中耳肌反射狀態了。

中耳肌反射可以解釋為什麼自己說話不覺得吵，但不能完全解釋熊孩子為什麼不會被自己的尖叫吵到。中耳肌反射只能減弱部分低音的音量，不是嗎？

實際上，小孩子喜歡尖叫，除了缺乏教導以外，他們的天然生理缺陷是讓他們不覺得自己吵的另一方面原因。

其實嬰兒，還有5歲前的幼童的聽力的確不如成年人。

對於嬰兒和學齡前兒童來說，任何音高的音都要比較響才能讓他們聽清楚（2萬赫茲左右的超高音除外）。比如對於1000赫茲音高（大多數元音）的聲音來說，成年人能聽清楚90%的時候，5歲的孩子需要再高20分貝，才能達到和成年人一樣的準確率。

換句話說，成年人覺得已經很吵的時候，小孩子才覺得剛剛能聽清，這就是為什麼他們不會被自己的尖叫吵死的一大原因。

 

不過不要感到絕望，隨著年齡增長，特別是5歲以後，熊孩子們的聽力會越來越好，他們終於可以意識到自己曾經是一種噪聲汙染源了…

所以上了初中以後，你就可以理直氣壯地對尖叫的小學生說：

你們可不可以成熟一點？

圖片來源：

humanmuscular system，Year 9 Science，CTGTechnical Blog，proAV / data andinformation, lists, tables and links，DPA Microphones，giphy

參考資料：

Borg, E. (1968). A quantitative study of the effect of the acoustic stapedius reflex on sound transmission through the middle ear of man. Acta oto-laryngologica, 66(1-6), 461-472.

Cowan, J. P. (2016). The Effects of Sound on People. John Wiley & Sons.

Hepworth-Sawyer, R., & Golding, C. (2012). What is Music Production: Professional techniques to make a good recording great. CRC Press.

Goldsmith, M. (2012). Discord: The story of noise. Oxford University Press.

Moller A. Hearing—Its Physiology and Pathophysiology. Waltham, Mass: Academic Press;2000. Section III, Acoustic Reflexes. ISBN 0125042558.

Moller A. Acoustic Middle Ear Reflex. In: Hearing:Anatomy, Physiology, and Disorders of the Auditory System. San Diego: Plural Publishing; 2012. Ch8: 241-255. ISBN 0125042558.

Schneider,B. A., Trehub, S. E., Morrongiello, B. A., & Thorpe, L. A. (1986). Auditorysensitivity in preschool children. The Journal of the Acoustical Society of America, 79(2), 447-452.

https://www.wired.com/2015/07/mercedes-using-loud-static-protect-fancy-ears-crashes/

https://www.audiologyonline.com/articles/acoustic-reflex-threshold-art-patterns-875

https://escholarship.org/content/qt1z6153fq/qt1z6153fq.pdf

https://www.audiology.org/news/notes-acoustic-middle-ear-reflex

http://www.hearingreview.com/2017/02/study-shows-hair-cell-regrowth-new-drug/

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