“听见声音”是一件多么了不起的复杂工程

1794年，意大利的生物学家首次证明了，蝙蝠会利用一种人类听不到的声音进行回声定位。人们这才意识到，原来夏天的傍晚远比我们以为的要吵闹得多。人的耳朵只能听到频率在20-20000Hz之间的声音，那些频率超过20000Hz的声音被称为超声波，频率低于20Hz的声音被叫做次声波。

但你可能并没有想过为什么人类听不到超声波和次声波？如果我告诉你，有一种仪器，最小可以探测到幅度只有空气分子直径十分之一的振动，引起的相当于大气压十亿分之一的压力变化，你可能会认为这是某种先进的高科技探测仪。但实际上，这些细小的振动和气压变化就是声音的本来面目。而这个高端探测仪，就是我们的耳朵。我们很少会意识到，“听见声音”是一件多么了不起的复杂工程。

环境中的声音，会被耳廓收集起来(放大两倍)，经由耳道传递到鼓膜，引起鼓膜振动(放大15倍)，鼓膜的振动又经由听小骨传递到耳蜗(放大三倍)，在那里转化为神经信号。问题的关键就在于耳蜗的结构：它由一根充满淋巴液的椎管盘曲成类似蜗牛壳的形状，不同频率的声音，会刺激耳蜗上不同区域。科学家们已经知道，耳蜗外圈和内圈的半径比值，决定了耳朵听到声音的最低频率。低频声波会刺激耳蜗的最顶端，更高频率的声音则会像钢琴键一样，顺着耳蜗的弯曲一直刺激到底部末端。以简单来说，人之所以听不见次声波和超声波，是因为人的耳蜗恰好只能感知到20-20000Hz的声音。