简介
1620000Hz 的空气振动是听觉的适宜刺激，这个范围的空气振动叫声波。比 16Hz 低的次声，以及比 20000Hz 高的超声人们都听不到。由于外耳道的自然共振频率在 3000Hz 左右，加上中耳机械传导的特点，使得人们在听阈范围内对 10004000Hz 的声音最敏感，对这一范围的声音的耐受性也比较高。人耳对频率非常低或非常高的声音的感受性会大大降低，对它们的听觉阈限与中音相比可以相差几十个分贝。
特征
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::: tab-pane 听阈与痛阈
对声音响度的判断有两个“极限点”：听觉阀和痛觉阀。
人耳只有在响度适中时才具有灵敏的辨音能力。在人耳的可听频率范围，声音强或弱到一定程度，人耳同样是听不见的，正常人听觉的声压级范围是 0-140dB。一般以 1kHz 的纯音为测量标准，人耳刚能听到的声压级为 0dB，此时强度称为最小可听阈值，简称为听阈；当声音增大 140dB 时，人耳感到疼痛，此时称为痛阈。
此外，人耳对不同频率声音的听阈和痛阈不一样，对声音的灵敏度也不一样。人耳痛阈受频率影响相对较小，而听阈受频率影响相对较大。
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::: tab-pane 掩蔽效应
对于完美的频率分析系统，不同频率的成分将不会互相干扰、作用，但是人耳并不是高保真系统，有一定的局限性，并且人耳听觉系统中的机械传导系统是非线性系统，因而两个不同频率的声音同时进入人耳将产生掩蔽或者失真。例如，当人耳在听一个较弱的音时，若出现一个较强的音——掩蔽音，则人耳对较弱音——被掩蔽音的灵敏度会降低，这种现象称为掩蔽效应。
掩蔽效应是生理学和心理学的综合现象，主要分为同时掩蔽——频率域掩蔽和异时掩蔽——时域掩蔽。对于被掩蔽音，存在一个在安静环境下能被人听到的绝对听阈；当有掩蔽音出现的时候，提高被掩蔽音的强度，使人耳能够听见时听阈称为掩蔽听阈；而提高的强度分贝数被称为掩蔽量。可以看出，掩蔽听阈与掩蔽音是相关的。
在同时掩蔽中，频率域中强音会掩蔽同时与之发音的、频率相近的弱音，并且弱音离强音越近，越容易被屏蔽。如下图所示，橙色和绿色的弱音是被掩蔽音，它们将被频率相近的黄色的掩蔽音而掩蔽。实际中，一个 1000Hz，60dB 的纯音和 1100Hz，42dB 的纯音同时发出，人耳只能听到前者的强纯音。一般而言，低频的音更容易掩蔽高频的音。
在异时掩蔽中，相邻时间的强音会掩蔽弱音。若掩蔽效应出现在掩蔽音之前，则称为前掩蔽，反之，称之为后掩蔽。相比异时掩蔽，同时掩蔽是一种较强的掩蔽效应，其出现时间较长，而前掩蔽一般仅持续 5-20ms，后掩蔽持续 50-200ms。
掩蔽音主要分为纯音、宽带噪声和窄带噪声三种，而不同的掩蔽音和被掩蔽音组合将有不同的效果发，主要包括纯音对纯音的掩蔽，宽带噪声对纯音的掩蔽以及窄带噪声对纯音的掩蔽三种。
在嘈杂环境下，很多人的第一反应是调高播放音量而不是摘下耳机，由于听觉掩蔽效应等多重因素，人们并不会意识到耳机发出的声压级已经来到了危险边缘。
当声压级超出 110 dB，用于将神经信号从耳朵传递至大脑的神经细胞髓鞘就会脱失，此时人就可能体验“暂时性听阈偏移”，或者更通俗的叫听觉疲劳。你的听觉会变得迟钝，感觉周围的声音低沉模糊。幸运的是，髓鞘可以再生，只要在安静的环境中注意休息，听力就能慢慢恢复。这种可逆的听力损失也被称为噪声性耳聋。
对于嘈杂音，会优先感知核心区域部分——语言，其次，无意义但规律区域，最后为白噪声。
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次声波
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::: tab-pane 简介
频率小于20Hz（赫兹）的声波叫做次声波。
某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性，危险时可致人死亡。正常人体的共振频率应为 7.5 左右^共振频率，其中各部分又有自己的共振频率。头部为 8～12Hz、眼球为 19Hz、心脏为 5Hz、胸腔为 4～6Hz、腹腔为 6～9Hz、盆腔为 6Hz、前庭器官 0.5～13Hz^共振频率。如次声在人的腹腔里产生共振，可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。轻者肌肉痉挛，全身颤抖，呼吸困难；重者血管破裂，内脏损伤。
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::: tab-pane 来源
在自然界中，海上风暴、火山爆发、大陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、龙卷风、磁暴、极光、地震等都可能伴有次声波的发生。在人类活动中，诸如核爆炸、导弹飞行、火炮发射、轮船航行、汽车争驰、高楼和大桥摇晃，甚至像鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等在发声的同时也都能产生次声波[^次声]。
[^次声]:传播距离最远的声音——次声 · 中国科学院声学研究所 · 2009年07月24日
所以，有些人害怕电闪雷鸣，是次声波对其身体产生影响导致的？
猜想：有研究表明，地震前会发生次声波，感知异常的人群，是否有可能感知到呢？有些案例中，震前恐慌是否就是感知敏感人群已经提前感知到地震[^地震次声波]？
[^地震次声波]:大地震前出现的异常次声波观测研究 · 文档 · 2013年12月10日
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延迟
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::: tab-pane 简介
哈斯效应 Haas effect; Precedence effect 是一种双耳心理声学效应，声音延迟对人类方向听觉的影响要比音量大小的影响大得多的效应。故此，它也被称为优先效应。
实验表明，如果前者和后者达到人耳的时间延迟在 5-30ms 以内，则无法听出是两个音，听觉上表现为前导音和延长音；时间延迟在 30-50ms 之间，则能感受到两个音存在，但是方位由前导音决定；当时间延迟超过 50ms 时，则能分别感受到两个音的存在和各自的方位。
听者也主要以第一声音确定声源的地点和方向。哈斯效应是亥尔姆·哈斯于 1949 年在他的博士论文中描述的。利用哈斯效应对调整会场和音乐厅整体声音和谐是很重要的。
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::: tab-pane 训练
哈斯效应可用于训练听声辨位。
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损失
衰老导致听力损失的现象医学上称老年性耳聋，这一般是自然衰老的结果。它的显著表现就是，随着年龄的增长，人对高频声越来越不敏感。
衰老导致听力衰减的病理学过程非常复杂，至今没有公认的可靠解释。一般认为这是一种感音神经性聋，跟耳蜗中毛细胞缺失或失活有关。
根据世界卫生组织（WHO）的标准，只有当听阈上升达到 25 dB，才认为听力损失。
上图是根据 ISO 7029 标准绘制的正常人的年龄-听力关系曲线。A 图为女性，B 图男性。其中 X 轴表示声音频率，Y 轴表示人耳听阈。
图中可见，即便是正常人，到 70 岁时对 1 Khz 的听阈也上升了超过 10 dB，高频部分则几乎很难听到了。且男性的听力下降较女性更严重，这跟男性更多暴露于高噪声环境有直接关系。
由此也引出了造成听力损失的另一个主要原因。
听错觉
错听或幻听是听觉上的错觉或幻觉。听者的耳、大脑察觉到客观上不存在、或不可能出现的声音。如同错视，错听也不必然是聆听者本身患有生理或心理上的疾病。
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::: collapse-item 麦格克效应
有时人类的听觉会过多的受到视觉的影响，从而产生误听的现象。当视觉看到的一种声音与耳朵听到的另一种声音不匹配时，会让人们神秘的察觉到第三种声音[^麦格克效应]。
猜想：可能因视觉为人类感知信息的主要渠道，当产生冲突的时候，听觉让位于视觉。麦格克效应证明了“主感觉”对副感觉的影响，如果对次一级的听觉影响尚且如此，那会不会对其他感知影响更大？
[^麦格克效应]:麦格克效应 · 维基百科 · 视频
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::: collapse-item 连续性错觉
短促的纯音 “哔哔声” 以短而有规律的间隔重复出现。这些哔哔声在整个声音示例中保持不变，但随着哔哔声的继续，脉冲噪声会慢慢增大，然后振幅逐渐减弱[^连续性错觉]。
[^连续性错觉]:连续性错觉 · Auditory Neuroscience
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::: collapse-item 里塞节奏加速效应
这段鼓点包含两段节奏，第一个节奏不断加速，又慢慢淡出直到消失。同时，下一个节奏以一半的拍子叠加进来并淡入，人的注意力被第二个节奏吸引。
但大脑并不知道第二个拍子的存在，也察觉不到其淡入的过程，而是把整个过程理解成同一段节拍。这两个节奏合在一起，循环往复，让人产生了节奏无穷尽加快的感觉。
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::: collapse-item 谢泼德音调
以罗格·谢泼德命名，是一种由八度音阶分隔的正弦波叠加而成的声音。当音调的低音音高向上或向下移动时，它被称为谢泼德音阶 Shepard scale。这会产生一种音调的错听，该音调似乎在音高上不断升高或降低，但最终不会变得更高或更低。
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::: collapse-item 幽灵震动综合征
或称“幽灵铃声综合征”，是指感觉自己的手机在响动，但其实不然的错觉。
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噪声
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::: tab-pane 简介
噪音的科学定义是噪声[^噪声曲线]，从生理学观点来看，凡是干扰人们休息、学习和工作以及对人们所要听的声音产生干扰的声音，即不需要的声音，统称为噪声[^五彩噪声]。当噪声对人及周围环境造成不良影响时，就形成噪声污染。物理学上，噪声指一切不规则的信号（不一定要是声音），比如电磁噪声，热噪声，无线电传输时的噪声，激光器噪声，光纤通信噪声，照相机拍摄图片时画面的噪声等。
[^五彩噪声]:五彩斑斓的噪声 · ntiaudio
[^噪声曲线]:什么是噪声曲线？ · ntiaudio
白噪声（white noise）是指功率谱密度在整个频域内是常数的噪声。 所有频率具有相同能量密度的随机噪声称为白噪声。
心理声学其中一个著名实验：测量在白噪声掩蔽下最小感知音量[^噪声屏蔽]。
[^噪声屏蔽]:通过噪声屏蔽色调 · Auditory Neuroscience
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::: tab-pane 分析
声音的大小与频率并不是影响专注力的根本原因，真正的原因是声音令人产生的场景感觉，同样是水声，溪流水声与雷雨水声，前者更适宜同时做阅读之类的工作。室内音中聊天音与吵架音，依旧是前者更适宜。后者往往关联的场景是“危险、冲突、不安、恐惧”等。对于人类来说，安全需求永远是最基础的。
除非一种特殊情况，当前工作事项的紧迫性高于安全需求，与此对应的则是战歌、鼓声、冲锋号之类。
至于说节奏是否规律、波动性如何，其实并不重要[^学习随机性]。对于不具有危险性的声音，大脑一般是选择不予处理的。
[^学习随机性]:人类同时学习随机性和波动性的计算过程 · nature · 2024年10月21日
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::: tab-pane 示例
根据睡眠周期，制作了一个白噪音，可循环播放。依次是：细雨声、森林声、宇宙声、人群声、鸟鸣声。
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训练
节拍
听音乐时候，发现一类声音，即敲击物体，训练对某类声音的反应能力。
耳朵位置
耳朵不对称，会提高对声音的感知。耳间距越大，空间感越强[^耳距]。
[^耳距]:耳间距较大的双耳 · Auditory Neuroscience
信噪比
使用音频读书与白噪音同时播放，但逐步调高白噪音的声音，不断调整信噪比，强化信息感知能力。
后期可将白噪音替换为其他不同书籍，提升训练难度。
强弱声切换
同时播放两种声音——如两本音频书，声音强度有差别，意识上轮流感知两本书上的内容。
工具
听力损失测试：按照操作测试即可。
听力图：拖动图上的点来测试你的听力。
语谱图：通过语谱图，看到各种声音或语音对您的大脑“看起来”是什么样子的。
人造元音：感受区别，可调节频率与音量。
交替音调流媒体：水平滑块改变呈现速率，而垂直滑块改变两个音调之间的频率差，ABA节奏。
求知
拓展