题目

人耳为什么听不到高频率的声音?

提问时间：2021-04-04

答案

先说明一下：20000Hz绝不是鼓膜共振频率的极限,不要想当然,科学要严谨啊.
你问的问题可能到现在都是一个未解之谜,我试着描述一下我们目前已经知道哪些：
你应该知道听觉的形成过程：声源--耳廓（收集声波）--外耳道（使声波通过）--鼓膜（将声波转换成振动）--耳蜗（将振动转换成神经冲动）--听神经（传递冲动）--大脑听觉中枢（形成听觉）
超声波的频率超过20000Hz,也是能够在鼓膜中产生振动的,但耳蜗却不能将这类振动转换成神经冲动.
这样回答你能满意吗?你一定又会问：“为什么不能?” 对吧?
这牵涉到声音如何在内耳基底膜使神经兴奋,听觉神经系统如何对各种声波频率进行编码的理论.这类理论有很多种,学术界并未统一,不过目前较为流行的说法是这两种：
第一种：行波位置论
内耳基底膜分布大量横纤维,该理论认为纤维各自连接神经元,能各自独立的测量频率.耳蜗就像一个盛在弹性壁容器内的水力系统或流体封闭柱,一端以镫骨的踏板为界,一端以卵圆窗膜为界.声振动进入耳蜗后,行波的最大位移的地点或决定了人对刺激声音高的感受.比如50赫兹声音产生的最大影响在离镫骨18毫米处.但这种理论受到实验技术水平的限制,现在还无法准确测量高频声音的实际传播位置.所以第一种理论对你的问题无法给出证据来解释.
第二种：频率再生论
该理论认为内耳基底膜的横纤维不是孤立的,而是由结缔组织结合起来的一个整体,而整个听神经能再生任何频率的声音.具体怎么再生的又分好几种不同的说法,反正都很奇妙,我也不太懂.但不管怎么解释再生,该理论都假定听觉神经能传导与刺激声相应的高频的神经冲动,但是哺乳动物的神经纤维每秒钟能传导的冲动不到1000次.研究表明,整个听觉神经能正确再生的最高刺激频率也不过是4000赫兹左右.这下子问题来了：没办法解释人对4000—20000赫兹高频率声音的听觉.所以第二种理论也不能解释你的疑问.
听觉理论本应该包括对听觉神经与听觉区域机制的说明,要建立一个完整的听觉理论,目前还八字没一撇呢,还需要大量深入细致的实验研究.你一定很失望吧?可以这么说：物理研究的往往是简单模型,而生物学和医学的复杂性往往超过任何其他无生命的系统,再加上对人体做实验还有法律和伦理的限制,因此这些学科的进展越来越落后于人类的需求了.没办法 - -