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感官的交易和偏差

像油画家在画布上精心作画一般,我的听觉病矫治专家伸长胳膊,把一个纤巧的泡沫耳塞塞进我的右耳。一根细细的管子从耳塞连到电子控制台和笔记本电脑上。耳中汩汩作响。接着,房间静止了。在寂静中,我的感官觉醒了:冬日的阳光穿过诊所灰蒙蒙的窗户;房间里有地板清洁剂和乳胶的气息;一辆金属小推车叮叮当当沿着走廊远去。

突然,被泡沫塞住的耳朵里传来一声尖锐的高音。不对,我错了,不是单音调,而是奇异的双音和弦。声音有节奏地响起,重复,再次响起。接着是更多音调,音高稍低。我们正在做一系列测试。每次有声音传进耳朵,笔记本电脑屏幕显示的图像上那条颤动的水平线就会涌现两个尖峰。

上个月我做听力测试时,听到一个音调我就按一下开关。但是这次不同,我现在垂手坐着。这项测试能直接探查我内耳带有纤毛的毛细胞,不需要身体其他部分有意识地参与。我看到,每次有声音出现,屏幕上的图表就会剧烈波动。有时图表向上弯曲了,但是我什么也没听见。

矫治专家把管子绕了一圈,然后把耳塞塞进我的左耳,重新打开机器。又是一阵汩汩声。沉寂下来。音调再次传入耳中,依照顺序逐一进行。现在我已经知道如何看图表了,于是目不转睛盯着那条线,耐心地等待。看到了:我的耳朵做出了回应!就在两个大尖峰的左边,出现了第三个微小的尖峰,每当声音从耳朵里流过,尖峰就会涌现。这个小尖峰只有旁边两位“高个子”的脚踝高,但是上下颠簸始终保持同步。几乎始终如此。有些声音即便我能听到,图像上也没有出现初级尖峰,或者只有轻微摆动。

图表上的小尖峰显示了我内耳毛细胞的作用。当进入耳中的双音调撞击毛细胞时,毛细胞就会发射声脉冲做出反馈。这种回应太安静了,我听不见,但麦克风采集到了信号。因此,我的耳朵不是被动接收声音,而是自身也产生振动,主动参与收听过程。这种能力来自内耳具有纤毛的细胞——远古时代自由生活的那些生物细胞膜上桨状细毛的衍生物,如今寄寓在我头部液态的螺旋内。

当我坐在四壁白色的无菌检查室内,脑子里思索着这些细毛的运动时,想象的空间就转向了池塘的浮渣。我最喜欢带学生做这项练习:从沟渠或湖水中舀一些黏液,通过显微镜窥视里面挨挨挤挤的小生物。肉眼只能看到黏质物。而用镜头对准显微镜载玻片,每滴水中,都能看到数十种生物。有些物种,尤其是大型藻类的绿色细胞,像港口等待调配的货轮一般缓慢移动。还有一些细胞靠细长的尾巴拴在植物碎片上,球状头部前后摇晃,将细菌吹送到杯状口器中。绿色的小球状细胞快速滚过,留下层层荡漾的水纹。玻璃般透明的针状细胞一掠而过。拖鞋状的细胞旋转、停止、回还,然后沿着新的方向再次启程。

我们在显微镜下看到的运动都是靠纤毛驱动的。有些细胞具有数百根纤毛,形成摇曳的一大片,有的只有一根纤毛,延伸成我们所说的鞭毛。每根纤毛的拍打,都要靠十根成对的蛋白柱来提供动力。这些蛋白柱由数千个呈螺旋分布的微小亚基(subunit)构成。交联蛋白将蛋白柱连接起来。交联蛋白之间连接方式的快速变化,使蛋白柱相互滑动,驱动纤毛。穿梭蛋白沿着蛋白柱分布,补充并修复这个活跃、灵活的网络。称这种活力体系为“毛”,是一种简便的做法,然而掩盖了纤毛内在的复杂性。

自由生活的生物细胞上的纤毛,以每秒1次到100次不等的速率摆动。如果我们能听到纤毛的声音,那将是人耳所能捕捉到的最低音高,甚至还要更低。但是就像细菌的颤动一样,这些运动只扰动了每个细胞周围薄薄的一层液体,实在太微弱,人耳根本觉察不到。

一切由最早的真核生物衍生出来的生物分支都有纤毛,尽管很多真菌的纤毛已经消失了。我们正是有纤毛的后裔之一。池塘浮渣中那些在显微镜下摇摆的毛,似乎只是一些奇特的附生物,与人类身体毫无关联。但是,这些陌生的运动能让我们记起自身体内隐藏的活动。

排列在肺部管道上的纤毛有助于清除肺部杂物。卵子靠舞动的纤毛顺利进入输卵管,精子细胞通过鞭毛的摇摆来游动。我们的大脑和脊椎,受到因纤毛摆动而循环流动的液体冲刷。人体器官在胚胎发育阶段要靠纤毛来协调。眼部的光受体是变形的纤毛,这些毛的末端不再移动,而是用突起的臂来迎接光线。气味信息通过能捕捉芳香族分子的纤毛传输给神经。在无意识中,我们的肾脏利用纤毛感受尿液的流动,调节肾脏管道网络的发展。

我们也用纤毛来听。人内耳中共有5500个声音感知细胞,每个细胞都具有一根纤毛,与一些更细小的毛簇拥在一起。声波流经内耳,就会压倒这些成簇的毛。这种运动促使细胞向神经系统发送信号。由此,物理运动被纤毛变成了身体所能感知的化学变化。

表面来看,复杂动物似乎与池塘浮渣和海水中簇拥的细胞并无共同之处。然而,我们身体的活力和丰富的感官经验,正是基于那些为我们的单细胞亲属提供动力的分子结构。当我们听到声音,或是看到光、闻到气味时,我们体验到最深层的亲属关系,一种细胞层面的共同遗产。

耳部纤毛位于毛细胞的顶端,沿一层夹在螺旋形液体管之间的膜分布。每只耳朵里都有一个这样的螺旋,也就是耳蜗。耳蜗大小相当于一颗胖豌豆,位于头骨里鼓膜的外面。耳蜗膜最靠近鼓膜的一端窄而硬,而螺旋顶端的部分宽而软。高频声音使狭窄的一端振动,低沉的声音则刺激宽大的部分。因此,人耳听觉范围内每个频率,在耳蜗膜的声音敏感梯度上都占据一个位置,就好像我们把钢琴的琴键卷起来,放进了内耳中。复杂的声音模式,比如音乐或语音,会横贯整个膜,在多个位置激起声波。在耳蜗膜内层,也就是最靠近耳蜗螺旋中心的边缘部位,毛细胞接收振动,这些信号通过耳蜗神经传给大脑。

洪亮的声音有足够能量撞击耳蜗膜并刺激内层毛细胞。而轻微的声音力量太弱,单凭其本身无法触发神经脉冲。耳蜗膜外层部分的毛细胞会加强这些柔弱的声波,这样内毛细胞就能感知到了。耳蜗膜外毛细胞的数量比内毛细胞多3倍,进一步突出了其重要性。

当频率合适的声波触及外毛细胞时,一种蛋白就会火速行动,使细胞上下跳动。这种蛋白即听觉压力蛋白(prestin,又称动力蛋白),是活细胞中已知速度最快的加力器。外层细胞上下运动,使声波增强,微弱的震颤随之变成一股巨浪。放大的声波触发随时待命的内层细胞。内外层细胞协作,让我们得以穿过能量阶梯上一百万重的差距感知到各种声音——好比从雪花静静飘落在林中,到峡谷惊雷滚滚。

在矫治专家的电脑屏幕上,我看到的是我的外毛细胞的活动。正常情况下,细胞脉动频率与接收到的声波一致。但是我正在做的这个测试,把它们的频率打乱了。耳塞传入的两个音调是精确校准的,同时在相隔非常近的位置触及耳蜗膜。这就像两个人以稍微不同的速度抖动一块毯子。外毛细胞被激活,促使耳蜗膜在两股推力造成的诡异碰撞中颤动。部分颤动从耳蜗里流回去,这会使我耳朵里的声波失真,但是没什么损害。屏幕上的第三个尖峰,是我的外毛细胞在尖叫。

测试结束,矫治专家在笔记本电脑上点击了一下。尖峰线消失了,取而代之的是一幅显示我耳部毛细胞运行状况的图表。对于较低的声音频率,我的双耳细胞均表现良好。右耳接收高频的毛细胞已经停止跳动,或是速度减慢。至于左耳,则是那些针对中频段的毛细胞蛰伏不动了。这些不活跃的细胞并不是在休息或沉睡,而是已经完蛋了。不像鸟类受损的毛细胞可以再生,人的内耳细胞只有一次生命。

我的矫治专家称这种测试为“水晶球”测试。有些人到五十来岁,有我这个结果就不意外了。在往后的日子里,还会有更多的毛细胞脱落,尤其是在与较高频率相对应的区域。大多数人出生时外耳毛细胞都很强健,充满活力,在耳蜗膜上来回摇动。但是从那时起就开始走下坡路了。部分是因为细胞老化给身体留下了岁月的痕迹。此外,巨大的声音——枪炮、电动工具、震天响的音乐、发动机舱,还有对毛细胞有害的药物,包括新霉素和高剂量的阿司匹林等常见药品,都会加速这种衰老。但是即便生活在安静环境下,而且终生不服药,也无法保护耳朵不受时光流逝的无情侵蚀。

这就是寄寓在一个感觉器官丰富的肉身中所要付出的代价。我们所有的感官体验都以细胞为介质。衰老是细胞老化的进程。日复一日,细胞外在形态和内部DNA的损伤累积起来,最终使细胞的工作变慢,甚至停滞。时间的流逝体现在动物身上,就是感官逐渐丧失。这是演化留给我们的一笔交易:我们可以享受身体的感官体验,但随着年龄渐增,感知范围会逐渐缩小。唯一打破这项协议的是水母生活在淡水中的亲属——水螅( Hydra )。它们的身体由一个囊构成,囊上有触手。其身体各处神经交织成网状,既无大脑,也没有复杂的感觉器官。这种由少数几种细胞类型构成的简单身体构造,使水螅能定期清洗和更换有缺陷的细胞。它们终生没有衰老迹象。但是这种青春永驻的变形水母只有最基本的感觉,只能靠埋在皮肤下的单个细胞传递一丝模糊的声音和光线。人类身体过于复杂,无法像水螅一样自我更新。然而我们因此拥有了更多以复杂器官为介质的发达感官。年迈体衰、耳聋眼花,凡此种种,要怪我们的先祖经不住诱惑。他们用不老之身换取了丰富的感官生活。而达成这笔交易,他们就被迫遵守一条似乎终生不可违背的规则:一切复杂的细胞和身体,都必须衰老、死亡。

我哀叹听觉的逐步丧失。人类、鸟类和树木的声音与音乐,给了我种种关系、意义和欢乐。但是在悲伤之余,我试图安然接受演化的馈赠。这些多样的声音之所以存在,正是因为我们身体的复杂性,因此必然是短暂的。

我们的听觉细胞和器官不仅把我们锁进了岁月的轨道,而且使感官体验出现了偏差。这并不是说我年少时拥有完美的听觉,而现在丧失了与世界无障碍沟通的能力。甚至在毛细胞开始萎缩之前,我所听到的就已经受到严重的干扰。我听到的一切都是不完美的呈现。内部世界和外部世界在我的耳朵里对话,纠缠不清。

我的意志提出了抗议。声音就是声音,不是吗?难道我不是在听周围的世界,打开双耳去与世界相连吗?不,这是一种幻觉。我们所感知到的,是对世界的翻译阐述,而每位译者都有特定的天赋、错误和观念。坐在诊所里,凝视图表上的尖峰,我看到我的耳蜗毛细胞喋喋不休的闲谈。我面对面看到了这条隐藏的翻译链。从外部声音到内在感知,这条路径上每一个步骤,都在被我们的身体编辑和修改。

头部两侧喇叭形的耳郭,再加上耳道,将声音放大了15到20分贝。这好比穿过一间大房间,走过去站在说话人的旁边。声波也在耳郭开口处和卷曲的耳轮周围振荡,这种冲撞消除了一些高频声波。把耳轮往前推,你会听出声音明亮度的改变。头部移动时,声音的反射方向变化,删除了一些稍有不同的频率。从这些细微差别中,大脑提取出信息,弄清声音在垂直面上的位置。即使声音进入耳道后,也会经过编辑加工。

中耳包含鼓膜和三块耳骨,任务是将空气中的声音振动转变为耳蜗内部液体的振动。从空气过渡到水,面临一种物理挑战。当空气中的波撞击水面时,多数能量会反弹回来。我们在水下游泳时听不见水池边的人聊天,原因之一就在于此。为了解决这个问题,中耳的听小骨从相对较大的鼓膜上收集振动,以较长的锤骨为轴,通过杠杆作用,将振动转移到较短的“砧骨”和“镫骨”。这几块骨头将振动聚集起来,从一扇窄小得多的窗口送入耳蜗液体管内。这种转换起到双重强化作用,不单使声波压力增强约20倍,而且做了轻微的过滤,消除了极高和极低的频率。

接着,耳蜗会更严格地过滤。我们听力的上限和下限正是由耳蜗的敏感性决定的。耳蜗膜硬度、外毛细胞灵敏度和神经敏感性的调节,不仅决定了我们所能感知的音高范围,也决定了我们能否分辨不同的声音频率。总体上,我们可以区分钢琴琴键上一个半音的1/20的音高。以音符B到C之间的半音为例,如果我们集中注意力,有可能听出20种多出来的微音程(microtone,标准音符之间的音调,俗称“键盘缝”)。但这只是对较轻微的声音而言。我们的耳朵能听出低语或说话声的细微差别,但碰上高喊,我们对音高的区分就马马虎虎了。高强度的声波猛烈撞击耳蜗膜,让听觉神经难以承受。所以我们更善于区分低频,而不是高频。比如说,昆虫鸣叫发出的刺耳高音,对我们来说音高差不多都一样,即便那些以声音频率图表的客观判断来看表现非同一般的人,也听不出什么区别。但是对人语中较低的声音,我们能觉察声音频率的细微差异。

神经信号和大脑的处理,又各自加了一层翻译。当内毛细胞受到刺激时,耳蜗神经就会被激发。每个毛细胞都对特定范围的声音频率做出反应,这些频率在耳蜗膜从高到低的频率梯度上各有对应的位置。频率范围及其重叠,也会限制我们对频率的区分。耳蜗发出神经脉冲,随后传递给听觉神经,通过脑干一系列处理中枢,再传给大脑皮层。在这里,大脑在期望、记忆和信念的背景下,翻译阐释输送进来的信号。最后进入有意识知觉层面的,是一种翻译解读,而不是文本本身。听觉错觉可以最形象地阐述这一点。声学心理学先驱戴安娜·多伊奇发现,向两耳播放不同的声音,或是循环声重复播放,能让听者的大脑产生幻觉,误以为听到了一些单词和旋律。这种错觉表明,我们所“听”到的,其实源于大脑努力从输入信号中提取秩序的行为——哪怕这种秩序并不存在。我们听到的单词和旋律,部分是我们思想背景的产物,因为每个人听到的,都是与自己文化相关的单词和音乐。

大脑不仅接收耳朵传来的信号,也向耳朵发送信号,让耳蜗适应局部环境。在嘈杂环境下,大脑抑制了外毛细胞的敏感度,就好比有一只手捂住扬声器,降低了音量。这样噪声遮蔽效应就减弱了,我们可以更清楚地分辨出有意义的声音。例如,在嘈杂的餐馆里,我们耳部的毛细胞会老实得多,不像在安静的森林里那么神经质。

层层翻译阐释,让我们对声音大小的感知产生了偏差。比如,当我们在人行道上行走时,我们觉得脚步声比在柔软的草地上大概要大一倍。这与声音强度的增加以及撞击鼓膜的能量大小是相应的。但是在木工车间,耳朵会误导我们。圆锯发出的声音大约是电钻声的两三倍。而圆锯的声音强度,即能量冲击耳朵的速率,实际上大约比电钻高100倍。这种感知偏差的程度也取决于声音频率。如果是宏大的低频声音,比如雷声,肌肉会牵拽中耳耳骨,减弱进入耳蜗的声音强度。如果是低沉的高频声音,比如电动工具的响声,这种保护性的反应就会弱一些。

在前工业时代安静的声音环境下,主观体验的适量变化让我们善于分辨声音的细微差别。人说话的意义,尤其是情感层次,都由声音强度的微小变化传递。我们从风声、雨声和植物以及非人类动物的声音中搜集来的信息,莫不是如此。人耳在演化中更关注细微的声音,可这在如今喧嚣不断的环境中根本没有用武之地。在发动机、电动工具和高音喇叭环绕的工业社会,能细致体会处于声音阶梯上端的部分,将大有帮助。我们将能更好地品鉴这个新世界的声学色彩,并有能力保护我们的内耳不受永久性伤害。

我们对声音频率的感知也会出现偏差。我们的敏感性就像单峰驼,对中段的敏感程度最高,对极低和极高频率最迟钝。我们的耳朵最适于听周围环境中与人类性命攸关的声音:猎物和捕食者的行动、水流运行和风吹草动。当我们渐渐老去时,驼峰上的高频那一端垮下来,或是分裂成双峰。我们的耳朵最关注中间频率,这方便我们听其他人说话的声音和一些非人类动物的叫声。尽管我们能听到很多低音和高音,但我们对声音强度的感觉有误差。我们听到昆虫微弱的尖锐颤音,或是海浪喑哑低沉的咆哮,音量其实相当于一个人中气十足地在身边讲话。耳朵和神经的偏差,减弱了我们感知到的高频和低频声的音量——我们生活在失真的感官世界中。

还有很多声音超出了我们耳蜗的听觉范围。我们最多能听到每秒振动次数为20次到2万次,即频率在20赫兹到2万赫兹之间的声波。一些鲸和大象能听到15赫兹的低音。鸽子能听到低至0.5赫兹的声波。海豚能听到高达14万赫兹的高音,一些蝙蝠则能达到20万赫兹。家犬听觉上限达到4万赫兹,猫能达到8万赫兹。大鼠小鼠闲聊和求爱时唱歌的声音能高达9万赫兹。如果我的脚代表动物能听到的最低音,我的头代表最高音,那么人类能听到的,只是从我的脚背到我的徒步靴最上端的部分。与大多数哺乳动物相比,人类及其灵长类近亲生活在范围非常有限的听觉世界中。

雷雨云、海上风暴、地震和火山都在歌唱、呻吟,用低至0.1赫兹的声波呼号。这些低频声波都远非人耳所能察觉。它们传播到数百公里外,展示着海洋、天空和地球的动态。但是我们听不见,所以我们生活在自己的声音世界里,茫然不知是什么搅起了地平线上的波浪。在频率阶梯的另一端,也存在类似的局限。高频声波在空气中快速消减,只能传播极短的距离。我们会错过近距离的声音动态:昆虫尖锐的高频歌声、蝙蝠的喊叫、树木木质的吱嘎声,还有水分在植物导管中咝咝地缓缓流淌。这个世界在述说,我们的肉身却无法听到周围大多数声音。

我们的文化错误地把人区分为“有听觉的人”和“聋人”。但是聋与不聋,生物学上并没有截然的划分。我们对世间大多数振动和能量都不敏感。每个人除了耳朵之外,身体组织和皮肤也能感受到一些声音。然而,我们从多数人能听到的声波中选出极少的一部分,以此为标准,确立了文化上的截然区分。“有听觉”的人群非常依赖口头语言,以至于那些依靠眼神和手势交流的人常被排除在外。如今蓬勃发展的“聋人文化”合理批判了这种排斥往往带有的偏见和中伤,并建立起通过大量非语音的视觉和手势语言联合起来的社群。

人类听觉的局限性揭示了一种悖论。生物演化赋予动物听觉,让它们相互联系,与此同时也建造了知觉障壁。身体听觉机制得以运行,恰恰是因为听觉结构的功能特化。当细胞对振动变得敏感时,其能力范围必然缩小。中耳听小骨扩大音量,并将空气中的声波传到水环境,但这只是对特定的频率范围而言。毛细胞蛋白能来回晃动,而细胞膜上的循环结构限定了它们的运行速度。毛细胞虽然能增强轻微的声音,但也会限制它们辨识响亮声音的能力。耳蜗膜太短,无法接收极高音和极低音,同时又太硬,不能精准地辨别频率。

像演化中其他最高级的成就一样,特化产生优势力量,同时对力量施加束缚。听觉像其他感觉一样,启蒙的同时也造成蒙蔽。它让我们接收世界上的各种声波,但必然也扭曲和剪辑我们对声音能量的感知。

演化使听觉器官最吻合攸关物种繁衍壮大的频率与音量范围。因此,人类的听觉范围揭示出了我们祖先认为最有用的声音。如果我们的祖先捕食老鼠和飞蛾——这两类动物都靠超声波交流——我们可能会演化出能听到高频声波的耳朵,就像很多小型掠食性哺乳动物,比如猫一样。如果我们的祖先要横穿海洋盆地在水下歌唱,他们可能会演化出适合水中生活、更擅长接收低频的耳朵,就像鲸类一样。

感官体验越丰富,感知错觉就越令人信服。在正视自己的听力退化之前,我一直生活在错觉中,很少去想感觉的局限性。没有任何具体的经验告诉我,耳朵传达的声音能量,是通过主观翻译和阐释的。在听觉矫治诊所亲眼看到耳部毛细胞的活动时,我才恍然大悟。我明白了,获得感官体验的代价是生活在一个知觉盒子里——相对世界上多种多样的能量流动而言,这个空间狭小得多。盒壁反射并过滤流入其中的声音,窜改了声音感知的形状和质地。

在矫治专家的图表上看到死去或即将死去的毛细胞留下的痕迹,我不免悲从中来。这也让我如梦初醒,对感官的局限性和宝贵价值有了更深的体悟。变形和疆域缩小,是感官的丰富细腻所带来的代价。听觉固然将我与声音相连,但也将我同演化中的一笔交易联系起来:从远古海洋覆满纤毛的细胞,到动物内耳的听觉奇迹,长路漫漫,殊为不易。 JRCz08dqnE5dNo3yjLet/j5F+Ur+pLT1Tp6wGGRvcUnw1bYzTw6uCp48FquVNS8b

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