书城童书物理知识知道点:走进声音世界
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第5章 双耳与立体声

古时候有一个人,天生一只耳朵,并且长在头顶上。有一次,他住的楼下失了火,众人齐声喊他,但他硬是坐着不动,最后被活活烧死。死后阎王爷问他:“失火时大家都在喊你,你为什么不快下楼逃命呢?”他说:“我这个人就是只听上面的,下面的声音我是听不到的呀!”

这自然是一则笑话,它讽刺了那些只知按上级主子的意志办事,而不能倾听下边群众呼声的当官做老爷的人。换一个角度,如果我们不去考虑故事的“弦外之音”,单从故事内容上讲,那个人之所以遭受火焚的厄运,还是因为他的听觉有着严重缺陷的缘故。

正常的人都长着两只耳朵,并且长在头部的两侧,这不仅仅是为了对称好看,更重要的是它满足了人们听觉上的需要。

为了说明人的双耳的作用,让我们来做一个实验:把一个人的眼睛蒙住,然后在他的左前方或右前方不同位置上,晃响一只小铃,这时他会迅速而正确地指出小铃所在的方向和远近;可是当你在他正前方或正后方晃铃时,他却真的成了“瞎子”,乱指、乱说一气了。这是怎么回事呢?我们知道,声波在空气中传播是有一定速度的,因此它从发声体发出到传进人的耳朵里,需要一定的时间。当发声体位于人体的一侧时,它所发出的声波进入人的两耳就有先有后,响度也有强有弱;发声体离开双耳越远,这种差别越为明显。两耳听觉上产生的这种微小的时间差和响度差,反映到人的大脑里,就使人有可能判断声波传来的方位。例如,当声波从人体左侧某位置传来时,它先到达左耳,后到达右耳,而且左耳听到的声音要比右耳强一些,这时人的大脑就会作出“声音从左方传来”的判断。实验观测表明,当左耳听到的声音比右耳早十万分之三秒钟时,人能判断出这声音是由偏于左侧3度到4度的方向传来的;当左耳比右耳早听到声音万分之六秒钟时,人的判断是“这声音是以正左面传来的”。人的双耳分辨声音方位的这种功能,称为双耳效应。当然,人的双耳判断声音方位的能力也是有一定限度的。例如,当发声体位于人体的正前方或正后方时,由于它发出的声波同时到达双耳,并且响度也一样,这时人体就很难分辨声波的方向和远近了。在这种情况下,如果你要弄清声波的来源,那就只有扭转脖子“侧耳倾听”了。

由于双耳效应,人们对不同空间位置的声音产生了方位和强弱的不同感觉,因此对周围各种声音感觉的综合,便会形成声音的“立体感”。用普通录音机放出来的音乐,因为录制时只使用了一个话筒,放音时也只用一个喇叭,因此我们听起来只是从一个方向传来的各种乐器的混合声。为了获得立体感的乐声,现在的录音机都采用双声道录音,就是用两个话筒从左右两个位置把声音分别录在同一条磁带上;放音的时候,用两个喇叭分别放出两个声道录下的声音。这时听起来就如同置身于音乐厅里一样,对舞台上各个乐器的不同位置、所发声音的轻重、高低等,分辨得清清楚楚,因而有着丰满的立体感。由这种双声道录音机发出的声音就是我们通常所说的“立体声”。

磁带的发明

二战时,德国的工程师们为了更好地广播希特勒的讲话,经过多年的研究,在磁带录音技术上取得了革命性的进步。二战后,美国把这一技术原样拿了过来,并很快就运用在流行音乐领域。磁带录音方便可靠,价钱便宜,质量又好,使得投资不多的小型录音公司得以生存下去,为当时的独立唱片公司的发展壮大立下了汗马功劳,从而促成了摇滚乐的诞生。

60年代中期,美国广播唱片公司发明了可以在汽车上使用的八轨磁带(8-Track),这一发明立刻吸引了众多以前不怎么买唱片的消费者的注意,美国的音乐销售也从这一时期开始直线上升。