声从何处入耳来

赵君鹏

唐代诗人李白写过《春夜洛城闻笛》：“谁家玉笛暗飞声，散入春风满洛城。此夜曲中闻折柳，何人不起故园情。”春风拂过洛阳城，送来远处的笛声。笛声凄清婉转，让人在月下顿起思乡之情。那么，人们是如何听见远处笛声的呢？

吹奏笛子时，气流从吹孔进入，使贴在膜孔上的笛膜产生振动，笛子周围的空气分子也随之振动。这种振动通过空气以波的形式向四周传播，被人们的耳郭捕获。声波通过外耳道，抵达外耳道的底部，这里有一个椭圆形、淡灰色、半透明的薄膜，叫作鼓膜。鼓膜将声波转化为机械振动，振动被传至中耳的听骨。鼓膜和听骨能将从外耳道传来的声波的压强增大22倍，所以有些声音即使很微弱，也可以被人们听到，正如白居易所说：“夜深知雪重，时闻折竹声。”内耳的淋巴液感受到听骨传来的振动后也产生振动，导致听觉细胞兴奋。听觉细胞随之产生电信号，电信号沿着听神经传至大脑的听觉中樞，听觉中枢对这些电信号进行处理，人们就能感知笛声的特征，比如音量、音色等。

不止春夜洛阳的玉笛横吹，还有夏季池塘的蛙声一片、秋日长空的雁鸣阵阵、冬天狂野的寒风呼啸……总而言之，这个世界上所有的声音，小到飞雪扑窗，大到惊雷震耳，都是机械波，“耳得之而为声”，从而被人们感知。

东汉末年的周瑜精通音律。他参加宴席时，常有乐师奏乐助兴。如果乐师弹错了某个音节，周瑜能马上觉察到，他会目视乐师微微一笑，这就是成语“曲有误周郎顾”的由来。“顾”就是“回头看”的意思。当我们突然听到某种声音，能够立刻确定声音来源的大致方位。那么，人耳是如何在三维空间准确定位声源的呢？

人耳对左右两边的声源最敏感。研究发现：声波并非同时抵达人的两只耳朵。也就是说，两只耳朵捕获声波有时间差，人耳能分辨的最短时间差为10微秒。左耳和右耳所听到的声音大小也不相同，也就是说左右耳存在声级差，人耳所能分辨的最小的声级差为1分贝。人就是利用两耳捕获声波的时间差和声级差来判断声音是来自左边还是右边的。

如果声源是左右居中的，那么左右耳捕获声波的时间及声级完全相同。在这种情况下，人如何确定声源的位置是前是后，是上是下呢？这就需要借助耳郭了。

耳郭大部分区域的内部是弹性软骨，外部是皮肤。耳郭上有许多凸起和凹陷，它们在医学上都有专属的名字。用手指将双耳耳郭向下压平或者向后拉伸，我们会感觉到当耳郭的状态不同时，同样的声音听起来效果也不相同，在听低频声音时，差别更为明显。当外界的声波到达人耳时，耳郭的不同部位会反射声波，从而产生一组短暂延时的声反射。来自不同方向的声波被耳郭反射后，在时间和强度上会存在细微差别。比如由于人耳的形状是上下长、左右短，所以来自上下方的声反射延时比来自水平方向的声反射延时略长。而大脑能利用这些差别来判断声源位置是上，是下，还是水平的。

作为感受外界事物刺激的器官之一，耳朵获取的信息量占人体获取的信息总量的11%，它不仅让我们聆听声音，而且告诉我们声音从何处而来。