不知你是否還記得《侏羅紀(jì)公園》中那標(biāo)志性的“水杯”場景？

　　夜深人靜之時，小男孩注意到他床頭小桌上杯子里的水開始泛起漣漪，同時周圍的地面也在微微震動，暗示巨型霸王龍正穿過公園，走向公園里的人類。巨型掠食性恐龍的腳步產(chǎn)生的振動導(dǎo)致玻璃杯中的水蕩起漣漪。

　　聲波的原理與之相似。當(dāng)我們說話或發(fā)出聲音時，我們的聲帶會與空氣相互作用，在空氣中產(chǎn)生漣漪。

水波

　　空氣粒子隨著聲帶產(chǎn)生的壓力而振動，傳入我們的耳朵。我們耳朵的外部，即耳廓，負(fù)責(zé)收集以空氣粒子振動為形式的聲波。振動接著穿過耳朵外部開口與鼓膜之間的狹小空間，即耳道。

　　鼓膜，如其名稱，是一片拉伸薄膜，作用與鼓的表面完全一樣。就好比我們用木槌擊鼓時，鼓的表面會振動一樣，振動的空氣粒子也會使鼓膜振動。

　　在鼓膜內(nèi)側(cè)與之相連的是一塊被稱為“聽小骨”。聽小骨有三塊，鼓膜將振動傳給聽小骨，接著聽小骨繼續(xù)將振動傳遞給耳蝸。

人耳解剖圖

　　耳蝸是耳朵最內(nèi)側(cè)的小蝸牛狀結(jié)構(gòu)。耳蝸內(nèi)有三個充滿液體和細(xì)小毛發(fā)結(jié)構(gòu)的腔層，叫做“柯蒂氏器”。

　　現(xiàn)在，讓我們回到霸王龍用強壯的步伐使玻璃水杯振動的場景。以同樣的方式，振動的耳蝸導(dǎo)致內(nèi)部液體波動。漾起的波紋移動柯蒂氏器內(nèi)的毛細(xì)胞，而這毛細(xì)胞又連接著主要神經(jīng)——聽神經(jīng)，將振動信號發(fā)送到大腦中負(fù)責(zé)理解聲音的那部分，即聽覺皮層。

　　聲波有兩個定義特征，分別是振幅和頻率。振幅可以告訴我們聲音的響度，頻率可以讓我們知道聲音的高低，也就是音高。

　　為什么我們無法忍受指甲抓黑板發(fā)出的聲音？

　　2012年，科學(xué)家們開展了一項研究。他們要求人們根據(jù)聲音的惱人程度對一組聲音進(jìn)行排序。最惱人的聲音包括：刀劃玻璃、指甲抓黑板、叉子刮玻璃以及驚聲尖叫等聲音。

　　所有這些聲音都具有一個潛在的相似之處：它們都是高音調(diào)聲音。音高，如我們之前介紹的，取決于聲波的頻率。我們將事物發(fā)生的次數(shù)，稱為頻率。同樣地，聲波引起的振動次數(shù)，就是聲波的頻率。更多的振動意味著更高音調(diào)。頻率的測量單位為赫茲（Hz）。

　　人類可以聽到的頻率范圍在20赫茲到20000赫茲之間。上面列出的聲音頻率則在2000赫茲到5000赫茲之間。人耳似乎對這個頻率范圍內(nèi)的聲音最為敏感。

　　當(dāng)研究參與者聽到這些聲音時，科學(xué)家們用功能性磁共振成像（fMRI）評估他們大腦中的活動。功能性磁共振成像通過大腦中的血流變化來顯示大腦活動。大腦活躍部分會消耗更多氧氣，從而導(dǎo)致更多血液流向該特定區(qū)域。

　　科學(xué)家們觀察到，像指甲抓撓黑板和刀劃過玻璃的聲音會導(dǎo)致大腦聽覺皮層與杏仁核這兩個區(qū)域高度活躍。正如我們先前介紹的，大腦中的聽覺皮層可以幫助我們理解每天聽到的聲音。

　　杏仁核則是一個袋狀結(jié)構(gòu)，被稱為大腦的“情緒中心”。當(dāng)我們突然看到房間里有一只蜘蛛，立馬撒腿跑出房間時，正是杏仁核在發(fā)揮它的作用。杏仁核會觸發(fā)我們的戰(zhàn)斗/逃跑反應(yīng)，這對我們的生存至關(guān)重要。

杏仁核負(fù)責(zé)在威脅逼近的情況下觸發(fā)戰(zhàn)斗或逃跑反應(yīng)。

　　為什么這些聲音會觸發(fā)我們的生存本能？

　　在上述提到的各種聲音中，尖叫是唯一一種作為對某一情況的正常反應(yīng)而產(chǎn)生的聲音。人類在進(jìn)化過程中已經(jīng)習(xí)慣對尖叫做出反應(yīng)，仿佛這是生死攸關(guān)的問題，而且在過去，也確實經(jīng)常如此。我們遙遠(yuǎn)祖先發(fā)出的求救聲或?qū)で髱椭暮奥?，類似于尖叫?/p>

人類的尖叫聲頻率與我們祖先的求救呼聲十分相似

　　進(jìn)化會鼓勵任何有助于物種生存的行為。有一種理論相信，我們的耳朵經(jīng)過進(jìn)化，可以放大尖叫聲等刺耳的噪音，以增加我們的生存機會。

　　和任何其他聲音一樣，尖叫聲也由多個頻率組成。在另一項研究中，科學(xué)家們分離出刺耳噪音（如尖叫）的不同頻率，并讓研究的個人參與者按照聲音引起的不適程度進(jìn)行排序。令人驚訝的是，最令人難以忍受的不是音調(diào)最高的尖叫聲，而是中頻聲音。

　　指甲在黑板上亂抓發(fā)出的聲音，其頻率與尖叫的中頻完美匹配。因此，科學(xué)家們推測，指甲在黑板上抓撓或叉子刮擦盤子發(fā)出的聲音，會像尖叫聲一樣，在我們的腦海中敲響警鐘，但我們的視覺線索告訴我們，周圍并沒有任何威脅逼近。

　　大腦傳遞的信息與我們的眼見之實之間的沖突，導(dǎo)致了這些聲音聽起來讓人嚴(yán)重不適。

　　總結(jié)

　　雖然科學(xué)家們?nèi)圆恢牢覀儫o法忍受指甲抓黑板或叉子刮玻璃所產(chǎn)生的刺耳噪音的確切原因，但他們有一個很好的理論。

　　這個理論就是，也許我們的耳朵和大腦經(jīng)過數(shù)千年的自我調(diào)整，已經(jīng)逐漸習(xí)慣對高音調(diào)的呼救聲更加警覺。

　　當(dāng)我們聽到其他不具威脅的源頭產(chǎn)生的相同頻率的聲音時，這會觸發(fā)我們本能地戰(zhàn)斗/逃跑反應(yīng)，進(jìn)而使我們的精神高度戒備。（勻琳）