你为什么无法忍受这个声音?

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作者: 飞飞

网友在叉烧公众号《高音有多高》文章里问了一嘴:人类“基频”最高也就到 1500Hz,为何“等响曲线”里人类最敏感的频段是 4000Hz?这问题看似简单...

但研究它的学者已经...

拿了诺贝尔奖

不过是“搞笑诺贝尔奖”...

别小看这个带“搞笑”的奖,有时获奖者是正儿八经的诺贝尔奖得主...去年的“搞笑化学奖”颁给了大众汽车,说它们的车子能在接受检测时自动降低排放...笑着笑着还有些佩服主办方...

在 2006 年,美国心理学家 Randolph Blake 教授凭借研究人类“最难以忍受的声音”获得了“搞笑声学奖”,他们找志愿者研究了16种噪音(真心同情那些志愿者)后发现,

人类最无法忍受的声音是:


尖物刮擦黑板

光看图小编就打了个冷颤...


为毛是它?

这种声音的频段集中在了

2000 ~ 4000Hz

其实让人恐惧的大部分声音

基本都集中在该频段,例如

话筒啸叫、泡沫擦玻璃、

圆盘抛光机、单车刹车、

在光滑地面拖动铁凳子...

小编已经不能再举例了...


为毛此频段让人发毛?

我们先复习几个概念...


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等响曲线

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(Equal Loudness Contour)

大多音乐人和烧友都听说过,最早由贝尔实验室的 Harvey Fletcher 和 Wilden Munson 在 1933 年进行研究,也叫 “Fletcher–Munson 曲线”(下图蓝色),1956 年被修正为更准确的 “Robinson–Dadson 曲线”(下图红色),他们研究的是人耳对不同频率的敏感度——


同一曲线听起来一样响


在下图中,对普通人而言

70dB SPL 的 20Hz,

0dB SPL 的 1000Hz

你听起来一样响

还记得我们在《dB 小百科》中讲过的概念?——6dB 是两倍音量,人耳对不同频率的敏感度区别还挺大,这就是音箱下潜很难做的原因,30Hz 以下需要异常巨大的推力,而对于 20Hz 以下、20kHz 以上,无论多大声你可能都听不到。


你会有个疑问:按这个曲线...

音响的频响曲线岂不没意义?

音响的曲线已经校准过了

通常参数后面都有写 “dB(A)”

这代表 “A加权” 校准

(下图红线) 

留意 dB(A) 红线和绿色的“等响曲线校准”并不直接对应,1000 ~ 7000Hz 中/高频有 ± 4dB 左右的差距(8kHz 以上差距更大,但人耳开始不敏感了),这并不能算问题,首先这大大降低了硬件的开发难度、二来不同人群的等响曲线也不同,而且人耳有适应机制(常听高音多的音箱,人耳就自动降低对高音的灵敏度);而且它已经对最恐怖的 3kHz 附近衰减了 4dB...


热身完毕,进入主题...


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恐怖的 3kHz

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你注意到了等响曲线的“坑”

2k ~ 5kHz,坑底是 3kHz

3kHz 只要达到 -8dB SPL

听起来 = 74dB SPL 的 20Hz

一点点你都无法忍受

有很多网友会搜到一个结论

“这是耳道共鸣啊”


这不是答案,而是新问题:

人类耳道为毛是这样?

每种动物的听力可不一样:

每种动物的敏感点都不同

例如家鼠最敏感是 20kHz

汪星人比较敏感 3 ~ 9kHz


人类进入电器时代也就百年

人体明显没经过电器的改造

是上百万年进化而来的

任何保留的特性都生死攸关

例如大家觉得没用的“智齿”,以前要帮我们咀嚼大块骨头(没有掌握火和石器之前,人类只能等老虎走了再去吃些尸体...);大家觉得是负担的“阑尾”,以前要帮我们消化植物纤维(宋朝的平民大多还要吃草...韭菜就是改良的一种草)...


回答为啥耳道对 3kHz 敏感:

因为 3kHz 关乎人类生死

然而,这又是一个新问题...

3kHz 源自什么自然声音

目前科学家并无明确结论

只是有很多假说

这些假说基本与危险有关

假说 A:本文开头那篇“搞笑诺贝尔声学奖”的论文提出,3kHz 很接近灵长类动物的警告叫声。注意一下灵长类中的黑猩猩,这是除了人类之外,唯一能主动屠杀(而且还吃掉)同类的物种,科学家在给猴子和猩猩播放 3kHz 噪音时发现:

猴子猩猩也害怕 3kHz

而且是本能反应,无需思考


假说 B:英国纽卡斯尔大学医学院 Sukhbinder Kumar 教授认为,刮擦声在史前通常由两件坚硬物体互相碰撞产生,这是进入石器时代后(旧石器时代被认为从 250 万年前开始)由人类捕猎、或部落之间战争时武器碰撞而产生,这通常意味着灭族。

还有很多假说,例如一篇研究老鼠声音的报告发现,老鼠的声音频率集中在 2.2k ~ 4.3kHz,虽然老鼠杀不死人类,但老鼠带来的病毒和瘟疫也能导致灭族(想想欧洲的黑死病),而对老鼠声音更敏感的人则有幸能活下来。

anyway,虽没有统一结论

但都是我们基因决定的


想到一些好玩的,小编的朋友和同事们,惧怕的东西好像都不一样,有同事极度怕蛇、有同事怕老鼠、有同事怕昆虫、还有同事怕禽类、或者怕一切有毛的动物、最奇葩是有个同事怕水果...小编唯一害怕的是广东的小强(德国大蠊品种)...

最后再放张图虐大家哈哈...


  • 沙发。特地登录来表示对文中几张图表的膜拜,并表示对这种数据说话的方式无力抵抗。 我就是了解到等响曲线和每个人等响曲线都不一样之后,对频谱的平直没有了执着,当然不是完全没有要求啊,只是觉得,只要是设计时考虑过频响平直问题的音箱,基本也就够了。
    iori97 评论道
  • @iori97 无论标准如何,有标准总比没有好,A 加权的意义在于让行业有统一标准,老录音师的耳朵已经过这个标准的“驯化”,一听就知道大概频响,耳机行业就是因为没有标准(例如 Harman 一直想推自己的“哈曼曲线”),导致各家测出来都不一样,最近 Innerfidelity 和 Head-Fi 又打起来了...
    飞飞 评论道
  • 不知你们关注一个画历史漫画的公众号 二混子 没有,用漫画讲历史故事,说的都是人话。飞飞给我感觉就是音频行业的二混子,很麻烦的事,用人话说给大家听。
    iori97 评论道