為什麼聽見指甲刮黑板的聲音會很難受？

作者：雙飛翼

一道物理題引發的思考

曾經在一本初中物理的雜誌（《數理天地·初中版》2008年第5期）上，看到這樣一道題目：

董老師用粉筆在黑板上寫字，不小心將手指刮到黑板上，發出了非常刺耳的聲音，這種聲音刺耳的原因是（ ）

A.響度大 B.音調高 C.音色差 D.速度快

文中作者給出的分析是：手指刮到黑板上，比用粉筆在黑板上寫字時，發出的聲音頻率大，故聲音比較尖細，音調較高，所以，應選B。

我的物理一直學得不怎麼好，也無從分辨這樣的分析是否妥當和完善，但我想，若只是歸結於指甲刮黑板時的音調比較高，這樣的答案是不是過於簡單了？是不是還有其他原因呢？

我們的耳朵很特別

人們之所以會對指甲刮黑板的聲音厭煩，是由於人類的耳道結構。外耳道的平均長度2.5cm，當聲音向鼓膜傳送時，外耳道能使聲音增強，讓那些聲音聽起來比實際更大聲，讓人更加心煩。

早在1986年時，西北大學的研究人員就通過移除噪音中不同的頻率來進行研究。在那個年代，研究人員必須親自在黑板上製造這種噪音。他們發現，在消除聲音的高頻部分後，依舊無法緩解指甲刮黑板聲對人體產生的不適。不過當他們去掉了聲音中的中低頻部分後，情況有所改觀，人們會沒那麼難受。

直到2011年，德國和奧地利的音樂學者 Michael Oehler 和Christoph Reuters 才發現，引起人反感的波段出現於 2000Hz至 4000Hz 之間，它是人耳所能放大的最大的噪音。人耳對此聲音頻段的聲音特別敏感，指甲刮黑板聲就屬於這個頻段聲音，它們就會在人耳內得到放大，所以人就會覺得不適。

有研究者特意給一些受試者聽指甲刮黑板的聲音，發現他們除了有內心上的不爽以外，皮膚、心率和血壓都會產生生理反應。即人們聽到刺耳的聲音時，皮膚的導電性也會發生顯著的變化。不過，當去除聲音裡面2000 — 4000Hz 的頻率時，大家表示不適程度急速下降。

大腦有責任

討厭聽到指甲刮黑板的聲音，不能只是怪耳朵，大腦也有責任。研究發現，這種反應源於大腦中的杏仁體。

杏仁體是大腦顳葉內側左右對稱分布的兩個形似杏仁的神經元聚集組織，是基底核的一部分，位於側腦室下角前端上方。杏仁體是大腦邊緣系統的皮質下中樞，有調節內臟活動和產生情緒的功能。

為研究杏仁體與恐懼反應的關係，科學家進行了一項實驗。實驗邀請了13位志願者，讓他們分別聽到多種不同的噪音，在此過程中專業儀器會對他們的腦神經信號進行實時檢測。結果表明，越是聽到令人感到不快的噪音，這些志願者們腦內的杏仁核變得越大越亮。變大的杏仁體繼而激活了聽覺皮層中負責處理聲音的神經，使人們明顯感知到噪音的刺激。

心理因素作怪

同樣的聲音，當受試者認為聽到的是指甲刮黑板的聲音時，他們會覺得更難受；如果告訴他們那是樂曲里的聲音，他們會覺得好受很多。前面那些原因都還不能解釋為什麼當人認為這個聲音的來源不同時，對它的感受會不同。這只能說明，心理因素使人類對高頻聲音的感受性有所不同。

黑板也有問題

就職於麻省理工大腦認知科學系的 John McDermott 教授，在2012年對「為什麼人們討厭聽到指甲刮黑板聲音」的課題做了更進一步的研究。他發現聲音中最容易引起反感的兩個部分 —— 由高頻引起的尖嘯以及波動所引發的猛烈震動。由於先前的科學家發現了高頻對人類厭惡刮擦聲的影響不大，他將研究重心集中在震動上。他認為，造成刮擦聲中最凄厲的部分是20 Hz至200 Hz左右的黑板振動的波頻。

不過，這僅是他的一家之言，且沒有更加確實可靠的證據，也許我們不該把過錯推在黑板的身上哦。

這些聲音有自我保護的功能

儘管聽到指甲刮黑板的聲音會讓人渾身發顫，很不舒服，但是不可否認的是，人類對於這種高頻的聲音是非常敏感的，因為這些聲音雖然令人不快的，但卻是一個危險提示的信號。

研究人員在《神經科學學報》發表報告說，指甲刮黑板或玻璃的音頻與尖叫聲，新生兒的哭聲以及猴子遇到危險時發出的聲音，均處於 2000HZ 至4000HZ 之間。新生兒的哭聲往往讓父母無所適從，但可以確保新生兒不被大人忽視。猴子遇到危險時的聲音也是很刺耳，並且可以為其他同伴示警。因此，這種厭惡反應很可能是人類進化過程中生成的古老生存本能。

最後，我想插一句題外話。隨著社會的發展，白粉筆配黑板的這種上課模式已經逐步退出了我們的課堂，教具也得到了更新換代，越來越多的學校開始使用白板代替黑板。當然，我們的噩夢也並未結束，馬克筆和白板摩擦後發出的呻吟同樣可怕，這讓課上睡覺的學生情何以堪啊？

五大最壞聲音

總結：

1. 人類耳朵的結構特別，使得當聲音向鼓膜傳送時，外耳道能使聲音增強；

2. 引起人反感的波段出現於2000 Hz至4000 Hz之間；

3. 杏仁體能反映出人們對於不快噪音的反應情況；

4. 心理因素使人類對高頻聲音的感受性有所不同；

5. 高頻聲音是一個危險提示的信號。

TAG:指甲 |

※為什麼我們受不了指甲刮黑板的聲音？
※為什麼指甲刮黑板的聲音會讓你顫抖？
※為什麼指甲刮黑板的聲音會讓我們不舒服？
※為什麼指甲刮黑板的聲音會讓你抓狂
※為什麼用指甲刮黑板的聲音會讓人顫抖？
※冷知識丨為什麼指甲刮黑板讓人難受？
※為什麼指甲刮黑板讓人難受？
※指甲劃黑板的聲音為何讓人難以忍受？
※人為什麼受不了指甲劃黑板的聲音？來挑戰一下！
※指甲刮黑板聽起來讓人特別難受？人類天生就不喜歡
※為什麼有的人忍不了指甲劃黑板、泡沫摩擦的聲音？
※驚艷！這些清華老師的板書看了簡直捨不得擦黑板！
※驚艷！這些清華老師的板書，看了簡直捨不得擦黑板！
※「指甲刮黑板聲音」超恐怖…沒有這樣的「反射動作」你根本活不到現在！
※厲害了我的老師！這樣的黑板報怎麼捨得擦
※當指甲划過黑板，為何渾身難受？
※厲害了我的老師！這樣的黑板報怎麼捨得擦～
※敲黑板！來看看黑幫大哥們都是怎麼穿的！！！
※看看別人的老師們！這樣酷炫的黑板報怎麼捨得擦…