也许很多人只是看到这个题目，都会忍不住倒吸一口气，觉得无法接受，但为了揭秘真相，深入了解自己，请耐心一点，不过后果自负哦。
一道物理题引发的思考
曾经在一本初中物理的杂志上，看到这样一道题目：
董老师用粉笔在黑板上写字，不小心将手指刮到黑板上，发出了非常刺耳的声音，这种声音刺耳的原因是（ ）
A 响度大 B 音调高 C 音色差 D 速度快
文中作者给出的分析是：手指刮到黑板上，比用粉笔在黑板上写字时发出的声音频率大，故声音比较尖细，音调较高，所以，应选B。
我的物理一直学得不怎么好，也无从分辨这样的分析是否妥当和完善，但我想，若只是归结于指甲刮黑板时的音调比较高，这样的答案是不是过于简单了？是不是还有其他原因呢？
我们的耳朵很特别
人们之所以会厌烦指甲刮黑板的声音，是由于人类的耳道结构。外耳道的平均长度是2.5厘米，当声音向鼓膜传送时，外耳道能使声音增强，让那些声音听起来比实际更大声，让人更加心烦。
早在1986年，美国西北大学的研究人员就通过移除噪音中不同频率的方式来进行研究。在那个年代，研究人员必须亲自在黑板上制造这种噪音。他们发现，在消除声音的高频部分后，依旧无法缓解指甲刮黑板声给人体带来的不适。不过当他们去掉了声音中的中低频部分后，情况有所改观，人们不会那么难受。
直到2011年，德国和奥地利的音乐学者米夏埃多·厄勒和克里斯托夫·罗伊特斯才发现，引起人反感的波段处于 2 000Hz~ 4 000Hz 之间，它是人耳所能放大的最大的噪音。人耳对此波段的声音特别敏感，指甲刮黑板声就属于这个波段，它们会在人耳内得到放大，所以人会觉得不适。
有研究者特意给一些被试者听指甲刮黑板的声音，发现他们除了内心不爽以外，皮肤、心率和血压都会产生生理反应。人们听到刺耳的声音时，皮肤的导电性也会发生显著的变化。不过，当去除处于2 000Hz~ 4 000Hz 波段的声音时，被试表示不适程度急速下降。
大脑有责任
讨厌听到指甲刮黑板的声音，不能只怪耳朵，大脑也有责任。研究发现，这种反应源于大脑中的杏仁体。
杏仁体是大脑颞叶内侧左右对称分布的两个形似杏仁的神经元聚集组织，是基底核的一部分，位于侧脑室下角前端的上方。杏仁体是大脑边缘系统的皮质下中枢，有调节内脏活动和产生情绪的功能。
为研究杏仁体与恐惧反应的关系，科学家进行了一项实验。实验邀请了13名志愿者，让他们分别听到各种不同的噪音，在此过程中专业仪器会对他们的脑神经信号进行实时监测。结果表明，越是听到令人感到不快的噪音，这些志愿者脑内的杏仁体就变得越大越亮。变大的杏仁体继而激活了听觉皮层中负责处理声音的神经，使人们明显感知到噪音的刺激。
心理因素作怪
同样的声音，当被试认为听到的是指甲刮黑板的声音时，他们会觉得更难受；如果告诉他们那是乐曲里的声音，他们会觉得好受很多。前面那些原因都还不能解释人为什么会因为声音的来源不同，而对它的感受有所不同。这只能说明，心理因素使得人类对高频声音的感受性有所不同。
黑板也有问题
就职于麻省理工学院大脑认知科学系的约翰·麦克德莫特教授，在2012年对“为什么人们讨厌听到指甲刮黑板声音”的课题做了更进一步的研究。他发现声音中最容易引起反感的两个部分，是由高频引起的尖啸以及由波动所引发的猛烈震动。由于先前的科学家发现了高频对人类厌恶刮擦声的影响不大，他便将研究重心集中在震动上。他认为，刮擦声中最凄厉的部分是20 Hz~200 Hz左右的黑板振动的波段。
不过，这仅是他的一家之言，且没有更加确实可靠的证据，也许我们不该把过错推在黑板身上哦。
这些声音有自我保护的功能
尽管听到指甲刮黑板的声音会让人浑身发颤，很不舒服，但是不可否认的是，人类对于这种高频的声音是非常敏感的，因为这些声音虽然令人不快，但却是一个提示危险的信号。
研究人员在《神经科学学报》上发表报告说，指甲刮黑板或玻璃的音频与尖叫声、新生儿的哭声以及猴子遇到危险时发出的声音，均处于 2 000Hz ~4 000Hz之间。新生儿的哭声往往让父母无所适从，但可以确保新生儿不被大人忽视。猴子遇到危险时的声音也很是刺耳，并且可以为其他同伴示警。因此，这种厌恶反应很可能是人类在进化过程中生成的古老生存本能。
最后，插一句题外话。随着社会的发展，白粉笔配黑板的这种上课模式已经逐步退出了我们的课堂，教具也得到了更新换代，越来越多的学校开始用白板代替黑板。当然，我们的噩梦也并未结束，马克笔和白板摩擦后发出的“呻吟”同样可怕，这让课上睡觉的学生情何以堪啊？
学习回顾
1. 人类耳朵的结构特别，当声音向鼓膜传送时，外耳道能使声音增强。
2. 引起人反感的波段为2 000 Hz~4 000 Hz。
3. 杏仁体能反映出人们对于不快噪声的反应情况。
4. 心理因素使人类对高频声音的感受性有所不同。
5. 高频声音是一个危险提示的信号。
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发表于 2019-1-21 15:36:47
