参考文献

参考文献

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Gregory,R.L.,& Wallace,J.G.(1963).Recovery from early blindness:A case study.Quarterly Journal of Experimental PsychologyMonograph Supplement 2.Cambridge:Heffner.Reprinted in R.L.Gregory,Concepts and mechanisms of perception(1974,pp.65-129).London:Duckworth.

Morgan,M.J.(1977).Molyneux's questionVisiontouch and the philosophy of perception.Cambridge:Cambridge University Press.

Valvo,A.(1971).Sight restoration and rehabilitation.New York:American Foundation for the Blind.

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6.(e)。一个得分点是知道声音来自于上方,能够解释这个令人吃惊的结果另加一分。在给予正确答案之前,首先必须要谈一谈我们在一般环境中怎样对声音定位。

为什么我们有两只耳朵而不是一只呢?最重要的原因可能是,进行准确的声音定位需要两只耳朵来完成。当声波到达某一物体,例如一个人的头部,这个声波要么绕过头部,要么被反射,要么被吸收。假如声音的音调很低,波长比头的直径长,那么声波就会绕过头部;但是假如音调很高,波长比头的直径短,声波就会被反射或被吸收。因此,对某一声音的定位依赖于它的音调或波长。

水平方向低音定位的重要线索是依据声音到达两耳的时间差。例如,当声音直接从左边传来时,那么它到达左耳的时间和在左耳消失的时间都会更早些,而且音调或强度的任何突然改变也都会更早地到达左耳。这些差异被称为瞬时差异(transient disparity)。除此以外,在整个声音持续期间,波峰到达左耳的时间也会稍微早些,这种差异被称为行进时差异(ongoing time disparity)或相位延迟(phase delay)。当声音直接来自左边或右边时这两种差异强度最大。为了判断水平方向上声音的位置,人的大脑能够非常准确地对这两种差异进行分析。实验表明,在没有反射面的开放区域,或者用耳机模拟的类似环境中,低音定位可以到10度以内,在理想的条件下甚至可以定位到2度。假定已知声音的速度和两耳之间的距离,人们就能觉察两耳耳鼓运动不到万分之一秒的时间差。

高音的定位也依赖于双耳。但此时,被察觉和解释的是强度差,而不是时间差。因为高音的波长比头的直径短,在距离声源远的一边就会形成声音掩蔽(sonic shadow),使到达这一边的信号减弱了很多。强度差取决于声源在水平方向上的位置,声音正好来自左边或右边时差异最大,而来自前方或后方时差异最小。对于高于1000赫兹,或者每秒钟的环绕高于中央C音高两个八度音的声源定位时采用这种线索。这种方法比依据时间差的方法精确度差一些,但频率在8000赫兹以上的高音调是个例外,这时伸在头部外的耳廓变成有效的聚焦装置。头部非常小的动物,例如啮齿动物不能采用时间差来定位声音。因为时间差太小,不能被准确觉察。但是,它们的耳朵对那些比它们头部直径短的声波非常敏感,可以利用头部形成的声音掩蔽进行声音定位。

尽管时间差和强度差在对水平方向上的声源定位时非常有用,但是对于垂直方向上的声音定位没什么作用。例如,来自头部正上方的声音到达两只耳朵的时间相同,强度也相同,来自头部正前方与正后方的声音也是这样。假如不摇动头部,我们不可能辨别这些方位。假如头部向左转或向右转时,到达两耳的信号差仍然是相同的,那么这个声音一定来自上方或下方。

1940年,美国心理学家瓦拉赫(Hans Wallach)进行了一项实验:依靠放在头部的装置把一个连续发声器固定在被试鼻子的正前方,当被试的头部左转或右转时,发声器也会跟着转动。在这种情况下,由于头部的转动并没有导致两耳声音的时间差或强度差发生改变,所以被试一直认为声音直接来自于上方。此时,他的大脑进行了相当漂亮的测量、计算和逻辑推理过程,而得出了错误的结论。这个错误很容易理解。通常,假如把头向左转或向右转时没有产生时间差或强度差,从逻辑上可以推断声音正好来自于上方或下方。由于我们是生活在陆地表面上的生物,经验告诉我们,在这种情况下声音一般是来自上方。

猫头鹰是一种生活在空中的动物,可以在漆黑的夜晚通过耳朵对田鼠和其他猎物进行定位。猫头鹰可以在1度的范围内对来自水平和垂直方向上的声源进行定位。与人类或其他任何已经研究过的动物相比,猫头鹰的定位更准确。猫头鹰具有这种能力的关键,在于它们的耳朵具有不对称结构。猫头鹰的左耳向下,右耳向上。这种结构导致它的左耳对来自于下方的高音更敏感,右耳对来自于上方的高音更敏感。这使得猫头鹰与人类相比,能够更准确地对垂直方向上的声音进行定位,并借助其著名的无声飞行,非常准确地捕获猎物。

瓦拉赫还设计了一种旋转鼓实验,这是问题6的依据。在实验中,被试可以把整本书中的“被试”替换为“被实验者”静止不动地坐在一个旋转的鼓里,鼓的里面有竖直的条纹,会产生一种轻微的被动运动错觉,叫做相对运动错觉(vection)。许多人都经历过相对运动错觉。当我们坐在一列静止的火车上,另一列火车在邻近的轨道上开始行驶时,就会使我们产生一种自己的火车正在向相反方向行驶的错觉。在瓦拉赫的实验中,旋转的鼓诱发一种向相反方向旋转的感觉。当声源在正前方时,由于被试是静止的,所以到达两个耳朵的时间或强度没有差异。这时两只耳朵非常敏感地收集着信息,大脑把这些信息汇集到一起,并进行高性能的计算和推理,最后得出结论声音一定来自于上方。这种错觉非常强,即使是个体已经意识到真实情况,还会存在这种错觉。