顧靜怡

喜歡聽(tīng)音樂(lè)的人都有這樣的體會(huì)：戴耳機(jī)聽(tīng)歌和不戴耳機(jī)聽(tīng)歌完全是兩種不同的感覺(jué)。戴耳機(jī)后，聲音從左邊、右邊、后邊，甚至從頭頂傳進(jìn)耳朵，讓人感受到全方位環(huán)繞的美妙音樂(lè)。

不過(guò)，很多人會(huì)提出疑問(wèn)：“明明聲音是從耳機(jī)里傳出來(lái)的，怎么大腦會(huì)感受到來(lái)自不同方向的聲音呢？難道耳機(jī)在‘欺騙大腦？”沒(méi)錯(cuò)，大腦確實(shí)被耳機(jī)“欺騙”了。

那么，耳機(jī)是怎么“欺騙”大腦的呢？這就要提到頭相關(guān)函數(shù)。我們可以把頭相關(guān)函數(shù)理解成頭部對(duì)聲音的加密方法。不過(guò)，這是一種經(jīng)耳郭、頭部輪廓以及各種相關(guān)身體部位加密的方法。準(zhǔn)確地說(shuō)，因?yàn)轭^部對(duì)各個(gè)方向的聲音加密方式不一樣，所以大腦可以解密出聲音的方向。

大家都知道，我們可以憑借一只耳朵來(lái)感受聲音的響度、音調(diào)和音色。但是，如果想辨別出聲音的方向，就要依靠?jī)芍欢淞耍驗(yàn)閮芍欢洳趴梢月?tīng)出時(shí)間差和聲級(jí)差。時(shí)間差是指聲音抵達(dá)兩只耳朵時(shí)間的前后差別，聲級(jí)差則是兩只耳朵聽(tīng)到聲音能量的大小差別。事實(shí)上，聲音從發(fā)出到被耳朵聽(tīng)到，經(jīng)歷了三個(gè)過(guò)程——傳播過(guò)程、生理過(guò)程和心理過(guò)程。由于生理過(guò)程和心理過(guò)程幾乎不可操控，所以我們只能關(guān)注傳播過(guò)程。

聲音的傳播過(guò)程是指聲源發(fā)出的聲波經(jīng)由介質(zhì)到達(dá)耳郭，再通過(guò)耳道傳遞到鼓膜并引起其振動(dòng)的過(guò)程。耳郭相當(dāng)于一個(gè)給聲音加密的設(shè)備。科學(xué)地講，給聲音加密的不僅僅是耳郭，還有頭部輪廓和肩膀等身體部位。由于這一系列的影響都與頭部有關(guān)，所以這種加密方法也被研究人員稱為頭相關(guān)函數(shù)。

然而，當(dāng)我們戴上耳機(jī)之后，聲音直接經(jīng)由耳道被鼓膜接收了，失去了頭部加密的過(guò)程，耳機(jī)內(nèi)的聲音聽(tīng)起來(lái)就沒(méi)有了方向感。

為了解密不同聲源方位的加密方式，研究人員通過(guò)測(cè)量和計(jì)算得到不同方向的頭相關(guān)函數(shù)，組成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，又在耳機(jī)內(nèi)部置入電子設(shè)備，模擬頭部的加密過(guò)程。研究人員發(fā)現(xiàn)，只要電子設(shè)備與頭相關(guān)函數(shù)的加密方法一致，經(jīng)過(guò)電子設(shè)備加密之后的聲音就可以被大腦解密出方位信息。同時(shí)，電子設(shè)備會(huì)用數(shù)字電路來(lái)模擬整個(gè)的頭相關(guān)函數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后對(duì)耳機(jī)內(nèi)的聲音進(jìn)行特定方向上的加密。這樣就能夠讓耳機(jī)內(nèi)的聲音聽(tīng)起來(lái)具有特定的方向感。由此可見(jiàn)，耳機(jī)之所以能成功“欺騙”大腦，是因?yàn)樗屄曇羰チ祟^部加密的過(guò)程。