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指甲划黑板?这声音谁顶得住呀!

中科院半导体所  · 公众号  ·  · 2019-08-10 14:00

正文


本文转载自公众号SME科技故事


众所周知,听指甲划黑板的声音,是满清十大酷刑之一()。

而逼人听指甲划黑板的声音,更犹如杀人父母(大误)。


那么,这声音到底多丧心病狂?

其实,光看到这组词很多人就已经产生强烈的生理不适了。



老实说,几乎每个人都有属于难以忍受的声音,这有关个人喜好。


例如,清晨的鸟叫声,常常与美好的体验相伴,人们自然觉得这无比动听。

举个反例,一首再好听的歌,如果被用作起床铃声,想必没有人会再想听到。


再举个反例,你还可能会因为一个讨厌的同学吃饭吧唧嘴,而从此讨厌上所有的吧唧嘴。



但有一些声音很特殊,它们就像被刻在人类的基因里,能让绝大多数人产生厌恶情绪。


例如呕吐声就是不争的绝世烦音。

对呕吐物的厌恶,是人类的一种本能。这源于我们病原体的厌恶,能帮助我们避开传染性微生物。


同样,指甲划黑板,也能让人产生本能厌恶的声音。

但为什么呢?



学生时代最担心的,就是老师的粉笔写着写着突然卡壳了。

尖锐且悠长的一声,底下的学生瞬间头皮发麻,纷纷抓狂。


抛开上学痛苦的体验,其实那些还没上过学的非人灵长类,对此类声音也同样感觉不适。


但它又与厌恶不同,有科学家认为这属于一种独特的情绪,可与其他情绪区分开。

人类听着这种声音,不仅仅是厌恶那么简单,它还能引起一种独特的生理反应模式。



在西班牙语中,就有一个特定的词汇“Grima”用来形容这种感觉。

尽管在其他文化中,没有发现与“Grima”类似的词汇,但这种感觉是共通的。

 

而与之类似的,还有摩擦泡沫发出的吱吱声、以及刀叉划过玻璃瓶等。


志愿者形容,这类声音确实讨厌,但它比厌恶的感觉更让人不悦,是一种更加强烈的情绪。


厌恶只会让人皱眉,但“Grima”还带有让人头皮发麻、脊椎骤凉、不寒而栗、想逃跑等属性。



尽管我们还不知道,为什么这种声音会如此让人不悦。

但科学家也发现了一些“恼人”的规律。


一般情况下,人耳能听到的频率大概是在20Hz~20000Hz之间,也叫做可听声

频率高于20000Hz的声波,叫做超声波;而频率低于20Hz的则叫做次声波。


不过超声波一词,也误导了不少人,让人联想到频率越高就越难听。

但其实不然,真正能让人觉得耳膜穿孔的声音,基本上都集中在2000Hz~5000Hz这一中间频段内。

 

不同声音的频率范围,上面三张图为1.刀子划玻璃、2.叉子划玻璃、3粉笔划擦黑板的声音频率,集中在2000Hz~5000Hz范围内;下面三张图为1.流水声、2.水泡声、3.瀑布声


2012年,纽卡斯尔大学的研究员团队就召集了一批健康志愿者,并对他们发起了“声波攻击”。

对于74种不同的声音,志愿者们也评选出了10大最讨厌的声音


10. 电钻声

9.婴儿哭声

8.自行车急刹声

7.角磨机声

6.女性尖叫声

5.指甲刮黑板声(是的,它还不是最让人抓狂的)

4.尺子划玻璃

3.粉笔划黑板

2.叉子划玻璃

1.刀子划玻璃

 

而掌声、婴儿笑声、雷声和水流声则是最不惹人讨厌的声音,甚至让人觉得悦耳。


刀子划玻璃


当时,研究人员还利用功能性核磁共振成像(fMRI)来观察志愿者的脑部反应。

他们发现,当听到这些讨厌的声音时,大脑的听觉皮层和杏仁核之间产生了交互作用。


要知道,听觉皮层主要负责处理声音信息。而杏仁核则接管我们的负面情绪,它的兴奋会引起恐惧、焦虑和愤怒等一系列情绪。


当听到2000Hz~5000Hz频段的声音,大脑中杏仁核的活跃程度就会增加,想不抓狂都难。

此外,声音越是让人讨厌,这两个大脑区域之间的活动也就越强烈。



而另一项2011年的研究也显示了,2000Hz~4000Hz的声音最让人痛苦。


当科学家将指甲划擦黑板的声音录下来,然后剔除其中高频的部分,听者觉得这声音依然难听得想打人。

他们再次尝试,这次剔除了低频部分,但情况也没有得到改善。


最后,当剔除了2000Hz~4000Hz这一中频段的声音时,指甲划黑板的录音听起来才变得舒服。


也就是说,让指甲划黑板变得难听的,正是2000Hz~4000Hz的声音。

这与前面提到的2000Hz~5000Hz,也是基本重合的。



更可怕的是,人耳对该频段的声音还是最敏感的。


人们习惯性地用“响”和“不响”来描述声波的强度,但这与声波的强度是不完全等同的。

其实,人耳对声波响度的感觉还与声波的频率有关。


科学家认为,人类耳道的特殊形状,能对特殊频段的声音起共振放大作用。

这使得这些有毒的声音,更是毒上加毒。


20Hz~20000Hz听力测试

例如同样是60dB的两种声音,人耳听1000Hz的声音要比100Hz的声音要响亮。

另外,想要使得100Hz的声音听起来和频率1000Hz、声压级60dB的声音一样响(也即响度级一样,单位为“方phon”),则其声压级要达到67dB。

 

根据这些特点,我们便得到了一系列响度相等的声压级和频率的关系曲线,即等响曲线。

等响曲线中同一曲线上不同频率的声音,听起来感觉一样响,而声压级是不同的。




从图中可以看出,人耳对1000Hz~4000 Hz左右范围内的声音最为敏感

我们拿响度级为30方的曲线来举例。

也就是3000Hz、声压级为20dB的声音,与20Hz、声压级为85dB的声音一样响。


所以相对于其他频率的声音来说,指甲划黑板的声音刚好落在2000Hz~4000Hz间是效果大增。

只要一点点声响,就能让人感知,开始抓心挠肺,痛不欲生。

 


那么问题来了,针对这特定频段声音的恐惧是打哪儿来的?

这里也有各种不同的有趣假说。


人类当然不是真的害怕指甲划黑板,毕竟这个动作并不会对人造成任何实质性的伤害。

而现代人对这种声音的强烈不适,很可能只是人类演化的副作用


早在1986年,就有一批科学家注意到这种恐怖的声音了。

他们发现指甲划擦黑板的声音,就与猴子发出警报声的频率很接近。而灵长类在发现危险时,就是通过发出尖啸声来向同伴报警的。



此外,我们还可以注意到,婴儿的啼哭声也落在此“抓狂频率”内。
爱哭的孩子有奶喝,他们能得到成年人更多的照顾与注意。
 
从演化的意义上来看,能有效地注意到同伴发出的警报声,以及更容易被婴儿的啼哭吸引,确实关于生存大计。


那些对该频段声音反应迟钝的家伙,可能会注意不到警报声而被淘汰。
又或者是自己孩子遇险境,连哭哑了声音他都没发现,其基因也注定无法往后传播。
 

不过对大部分人来说,这些声音确实讨厌,但也不影响生活。

只是,还有极少部分人,会对一些声音就表现得异常敏感,极易炸毛。


这可能是得了恐音症(misophonia),也叫“选择性声音敏感综合征”。


别说是划黑板的声音了,就连键盘声、口哨声、呼吸声、擤鼻子声、嚼口香糖、掰手指声、脚步声等都可能是无法忍受的,且极易引起当事人的情绪大爆炸。



这是一种2000年后才被学界注意到的疾病或症状,目前还未正式被承认。

当然,人们对治疗方法也是一无所知的。


有一些观点认为,恐音的原因是情绪管控欠佳,容易动怒。

但也有观点认为应该把恐音症划分为一种疾病,而科学家也找出了一些线索。


2017年的一项研究显示,有恐音症的人其大脑对声音的处理与常人不同。这可能是他们对一些声音难以忍受的原因,并非纯粹的矫情。


*参考资料

Inge Schweiger Gallo, José-Miguel Fernández-Dols, Peter M. Gollwitzer, and Andreas Keil.Grima: A Distinct Emotion Concept?[J].Front. Psychol.2017

Sukhbinder Kumar, Katharina von Kriegstein, Karl Friston and Timothy D. Griffiths.Features versus Feelings: Dissociable Representations of the Acoustic Features and Valence of Aversive Sounds[J].

Journal of Neuroscience.2012,32(41):14184-14192

Christian Nordqvist.The Ten Noises We Hate The Most.medical news today.2012.10.15

Christoph Reuter; Michael Oehler . "Psychoacoustics of chalkboard squeaking". Journal of the Acoustical Society of America. 2011,130 (4)

Lynn Halpern; Randolph Blake; James Hillenbrand. "Psychoacoustics of a chilling sound". Perception & Psychophysics. 1986,39 (2): 77–80.

PhD, James Cartreine. "Misophonia: When sounds really do make you "crazy"". Harvard Health Blog.  2017.4.21


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