聲從何處入耳來

趙君鵬

唐代詩人李白寫過《春夜洛城聞笛》：“誰家玉笛暗飛聲，散入春風滿洛城。此夜曲中聞折柳，何人不起故園情?！贝猴L拂過洛陽城，送來遠處的笛聲。笛聲凄清婉轉，讓人在月下頓起思鄉之情。那么，人們是如何聽見遠處笛聲的呢？

吹奏笛子時，氣流從吹孔進入，使貼在膜孔上的笛膜產生振動，笛子周圍的空氣分子也隨之振動。這種振動通過空氣以波的形式向四周傳播，被人們的耳郭捕獲。聲波通過外耳道，抵達外耳道的底部，這里有一個橢圓形、淡灰色、半透明的薄膜，叫作鼓膜。鼓膜將聲波轉化為機械振動，振動被傳至中耳的聽骨。鼓膜和聽骨能將從外耳道傳來的聲波的壓強增大22倍，所以有些聲音即使很微弱，也可以被人們聽到，正如白居易所說：“夜深知雪重，時聞折竹聲。”內耳的淋巴液感受到聽骨傳來的振動后也產生振動，導致聽覺細胞興奮。聽覺細胞隨之產生電信號，電信號沿著聽神經傳至大腦的聽覺中樞，聽覺中樞對這些電信號進行處理，人們就能感知笛聲的特征，比如音量、音色等。

不止春夜洛陽的玉笛橫吹，還有夏季池塘的蛙聲一片、秋日長空的雁鳴陣陣、冬天狂野的寒風呼嘯……總而言之，這個世界上所有的聲音，小到飛雪撲窗，大到驚雷震耳，都是機械波，“耳得之而為聲”，從而被人們感知。

東漢末年的周瑜精通音律。他參加宴席時，常有樂師奏樂助興。如果樂師彈錯了某個音節，周瑜能馬上覺察到，他會目視樂師微微一笑，這就是成語“曲有誤周郎顧”的由來。“顧”就是“回頭看”的意思。當我們突然聽到某種聲音，能夠立刻確定聲音來源的大致方位。那么，人耳是如何在三維空間準確定位聲源的呢？

人耳對左右兩邊的聲源最敏感。研究發現：聲波并非同時抵達人的兩只耳朵。也就是說，兩只耳朵捕獲聲波有時間差，人耳能分辨的最短時間差為10微秒。左耳和右耳所聽到的聲音大小也不相同，也就是說左右耳存在聲級差，人耳所能分辨的最小的聲級差為1分貝。人就是利用兩耳捕獲聲波的時間差和聲級差來判斷聲音是來自左邊還是右邊的。

如果聲源是左右居中的，那么左右耳捕獲聲波的時間及聲級完全相同。在這種情況下，人如何確定聲源的位置是前是后，是上是下呢？這就需要借助耳郭了。

耳郭大部分區域的內部是彈性軟骨，外部是皮膚。耳郭上有許多凸起和凹陷，它們在醫學上都有專屬的名字。用手指將雙耳耳郭向下壓平或者向后拉伸，我們會感覺到當耳郭的狀態不同時，同樣的聲音聽起來效果也不相同，在聽低頻聲音時，差別更為明顯。當外界的聲波到達人耳時，耳郭的不同部位會反射聲波，從而產生一組短暫延時的聲反射。來自不同方向的聲波被耳郭反射后，在時間和強度上會存在細微差別。比如由于人耳的形狀是上下長、左右短，所以來自上下方的聲反射延時比來自水平方向的聲反射延時略長。而大腦能利用這些差別來判斷聲源位置是上，是下，還是水平的。

作為感受外界事物刺激的器官之一，耳朵獲取的信息量占人體獲取的信息總量的11%，它不僅讓我們聆聽聲音，而且告訴我們聲音從何處而來。