指甲划過黑板的聲音為何讓人渾身難受？

不知道大家有沒有這樣的體驗，在學生時代，會有一些人用指甲去撓黑板，然後發出響聲，使聞者喪膽，聽者流淚，渾身難受，雞皮疙瘩掉一地。甚至在日常生活中，金屬互相摩擦的聲音也會讓人覺得十分難受。這到底是為什麼呢？

箇中原因就要從這聲音的頻率說起，一般情況下，人一般能聽到的聲音頻率在20Hz到20000Hz之間，這段頻率內的聲音我們稱之為可聽聲。而我們平時說話的聲音基礎頻率在80到260赫茲之間。那是不是噪音的頻率越高，人聽著就越不舒服呢？

也不是這樣，有一項研究發現，把指甲劃黑板的噪音中把高頻部分去掉，聽的人依舊覺得魔音繞耳，但是去掉中低頻，大家就覺得沒這麼難受了。而最新的一項研究表明，最令人討厭的聲音頻率是在2000到4000赫茲之間，而指甲劃黑板的聲音頻率恰好就在這個範圍內。事實上，這也是人耳最敏感的聲音頻率。由於這種聲音和獼猴面臨危險時發出的警報聲類似，同時也接近人類尖叫和嬰兒啼哭的頻率。

所以，有研究者表示，對這些聲音的反應可能是自然選擇的結果。因為及時發現這一類頻率範圍的尖叫和警示，有助於人類及時避開危險或發現威脅，從而提高存活率。

人腦有著聽覺皮層和杏仁核兩個部位，劃黑板的聲音會使得聽覺皮層和杏仁核互動。聽覺皮層處理聲音信息，而杏仁核則負責恐懼等負面情緒的處理，一旦聽到這類聲音，杏仁核會促使聽覺皮層變得活躍，讓它更投入地處理這些魔音，這能不把人逼瘋么？

另一項研究表明，當告訴志願者這是音樂的一部分時，他們對此的抗拒感相應減少了，所以，當你再次聽到這些魔音時，你可以假裝自己正在聽音樂，或者耳機在手，天下我有。

如果你問什麼聲音比這個還可怕，估計只有手機沒電的聲音了。

因為野獸啃食人類頭蓋骨的聲音和這個聲音類似。

蠻荒時代，我們的祖先還艱難地存活在這個大陸上。雖然掌握了一定的工具，但是依然擋不住各種食肉動物的襲擊。

當獅子，老虎或狼等食肉動物捕獲到人類時，它們會大口地撕咬人類的筋肉，啃食骨骼，吮吸骨髓，此時倖存的人類同伴會作何感想，肯定是渾身難受。

尤其是野獸用牙齒啃咬頭蓋骨的時候，由於頭蓋骨是光滑的曲面，牙齒和頭骨之間經常打滑。這種尖銳的聲音，和指甲用力劃黑板的聲音一模一樣。

所以，聽到這種聲音的人類會難受，會恐懼，會逃避，只有這樣才能存活下來。這種記憶深深地刻在人類的基因里，一代一代遺傳下去，成為了人類的本能。那些不難受不逃避的，大概率成為了野獸的食物……

就像我們本能地害怕蛇，害怕蜘蛛一樣，都是類似的道理。

後來人類主宰了地球，基本再沒機會聽到野獸啃食頭蓋骨的聲音了，所以當我門再次聽到類似聲音渾身難受時，卻不知道了來源。

我覺得最可怕的聲音是話筒嘯叫的聲音。不知多少人有同感。2000/5000赫茲還是一個很寬的範圍，音樂里同樣有很多這個頻段的信號能量，為什麼某些聲音特別折磨神經，應有其他解釋，比如特定的頻率比例組合方式。

自然界的聲音是部分動物識別環境的物理信息。任何聲音都會刺激動物的聽覺感受器，並經CNS處理後，把相關信息傳輸到身體各部位，調動各神經肌肉部位，引發不同的生理心理反應。在這些來自外部環境的聲音中，有代表危險、危急、警戒和警示信息的信號，如動物從大樹桿上滑落時抓撕的聲音、有落地聲、有樹枝斷裂聲、有天敵侵犯時發出的尖叫聲等，對這些聲音的感受，都會引起動物的高度警覺。到了人類仍然還會有警覺的反應，到了一定強度之後便是一種相當難受的複雜的感受了。

有人推測，我們對這類噪音的反應，與聽到猿猴發出警告聲類似，是一種進化上的返祖現象。2012年麻省理工學院科學家的一份研究表明，我們最討厭的聲音要麼頻率非常高（劃黑板並非如此），要麼非常「刺耳」①。理論是這樣闡述的——粉筆划過黑板發出的雜訊，與猿猴發出的警告聲相似，我們不自覺地想要逃離危險。

2012年，惠康研究所（Wellcome Institute）和紐卡斯爾大學（Newcastle University）的一項研究發現②，人腦最厭惡的聲音實則是叉子划過玻璃發出的噪音，其次才是指甲劃黑板聲。研究人員播放上述兩種和另外8種難聽的聲音，掃描受試者大腦，發現杏仁體活動明顯。杏仁體在傳導刺激和管控情緒方面發揮著重要作用。大腦反應越明顯，受試者越焦躁難受。

科學家們認為，這10種介於2000赫茲到5000赫茲的聲音，人耳對其最為敏感。聽到這些聲音，我們會感到難受，或許是因為它們與遠古時期的求救聲類似。畢竟，女人的尖叫聲和嬰兒的哭聲被評為十大最令人抓狂的聲音。

獼猴厭倦白噪音，我們卻似乎已經適應了

根據最新的研究，指甲劃黑板聲之所以讓我們抓狂，是因為我們耳道的形狀

然而，我們一路進化，似乎不再發出原始的求救聲：1986年的一項研究發現③，獼猴厭惡指甲劃黑板聲；但它們也討厭白雜訊和其他高頻噪音，我們卻不是如此。根據最新的研究④，指甲劃黑板聲之所以讓我們抓狂，是因為我們耳道的形狀；耳道似乎放大了這一頻率範圍內的聲音，即這些聲音會迴響，好像在「弄疼」我們的耳朵。也許，只有我們現代人的耳朵對此感到不適，過去的靈長類祖先可不是這樣。

綜合研究的結果可知，指甲劃黑板的聲音頻率與嬰兒哭叫聲和人類的尖叫聲類似，而這些聲音都與生存有著密切的聯繫。例如，理解這些聲音頻率的人可能會更快地去救哭叫的嬰兒，從而增加嬰兒的存活率。一項研究顯示，我們的耳道形狀，以及我們自己的知覺，是對尖銳聲音產生嫌惡感的主要原因。

在這項研究中，參與者對多種噪音帶來的不適感進行了分級，包括刀叉划過盤子的聲音和泡沫塑料的吱吱聲等。最令人不適的兩種聲音分別是指甲刮黑板和粉筆快速划過石板的聲音。接著，研究者通過調整特定的頻率範圍，創造出這兩種聲音的不同變體，將其中的諧波部分（或其他和諧的音調）去掉。他們將這些聲音的真正來源告訴了其中一半參與者，另一半則被告知這些聲音來自當代音樂的片段。最後，他們給參與者回放了新的聲音，同時測量特定的壓力指標，如心跳速率、血壓和皮膚電導率。

研究者發現，令人討厭的聲音會顯著改變聆聽者的皮膚電導率，表明這些噪音確實會引起可測的生理壓力反應。最令人痛苦的噪音頻率既不是最高，也不是最低，而是介於2000到4000赫茲之間。研究作者、德國麥科米迪亞大學的媒體和音樂管理教授邁克·歐勒爾（Michael Oehler）表示，人類耳朵對這一頻率範圍內的聲音最為敏感。

歐勒爾指出，人類耳道的形狀經過漫長的演化，可能已經可以放大那些對交流和生存有重要意義的聲音。因此，對手指甲刮過黑板發出的噪音感到痛苦就成為這一演化成果的副作用之一。「不過，這僅僅是猜測，」歐勒爾在2011年美國聲學學會組織的一次會議上說，「我們唯一能肯定的是，我們找到了令人不適的聲音頻率。」

歐勒爾稱，如果研究中的參與者認為某段聲音是從音樂片段中截取出來的，就會將其認定為更加悅耳的級別。但是，這些聲音無法欺騙他們的身體反應，因為兩個組別中參與者的皮膚電導率變化沒有顯著差異。這也就意味著，如果人們並未認為指甲劃黑板的聲音難以忍受，他們可能就不會那麼煩躁。

大腦的變化

在另一篇發表於2012年《神經科學雜誌》（Journal of Neuroscience）的論文中，研究者揭示了人們在聽到刺耳聲音時的大腦活動。研究結果表明，指甲划過黑板的聲音會觸發大腦中兩個區域之間交流信號的升高，其中一個區域與聽覺有關，另一個區域則與情感有關。

在這項研究中，13名參與者聆聽了74種聲音，包括指甲刮過黑板的聲音、電動工具的轟鳴聲等，並將這些聲音按照悅耳程度進行分級。研究者利用功能性磁共振成像（fMRI）測量了參與者大腦對聲音做出的反應。

當參與者聽到不悅耳的聲音時，處理聲音的聽覺皮層和處理情緒的杏仁核就會出現互動。「似乎有某種非常原始的東西進來摻了一腳，」紐卡斯爾大學的研究者Sukhbinder Kumar說，「可能是從杏仁核傳到聽覺皮層的一個憂鬱信號。」

而且，聲音越難聽，這兩個大腦區域之間的活動就越強烈。根據參與者的評級，刀子划過瓶子、叉子划過玻璃和粉筆划過黑板等聲音是最難聽的；最好聽的聲音則包括流水聲、打雷聲和嬰兒的笑聲。

研究者發現，頻率在2000到5000赫茲之間的聲音是比較讓人難受的，這與2011年的研究結果差不多一致。Kumar說：「這是我們耳朵最敏感的聲音頻率範圍。」至於人類為什麼會具有這樣的靈敏度，我們還不得而知。Kumar稱，這一範圍內包括了尖叫聲，而這正是人類天生就不喜歡的聲音。

搞笑諾貝爾獎

一項針對刺耳聲音的研究在2006年贏得了「不可思議研究學會」（Society for Improbable Research）頒發的「搞笑諾貝爾獎」。這項研究發表在1986年的《認知和心理物理學》（Perception & Psychophysics）雜誌上。科學家記錄了用農具刮過黑板的聲音，接著對錄音進行處理，在不同錄音中分別去掉了高頻、中頻和低頻聲音。

接著，科學家向參與者播放了修改後的聲音，結果發現，去掉高頻部分並不會使聲音聽起來更悅耳；相反，去掉低頻和中頻部分之後，聲音變得更加動人。此外，研究者還發現黑猩猩的警告叫聲很類似指甲划過黑板的聲音。或許人類之所以對這種聲音有一種下意識的反應，其根源就在於它與警告叫聲出奇地相似。

一道物理題引發的思考

曾經在一本初中物理的雜誌（《數理天地·初中版》2008年第5期）上，看到這樣一道題目：

董老師用粉筆在黑板上寫字，不小心將手指刮到黑板上，發出了非常刺耳的聲音，這種聲音刺耳的原因是

A.響度大 B.音調高 C.音色差 D.速度快

文中作者給出的分析是：手指刮到黑板上，比用粉筆在黑板上寫字時，發出的聲音頻率大，故聲音比較尖細，音調較高，所以，應選B。

我的物理一直學得不怎麼好，也無從分辨這樣的分析是否妥當和完善，但我想，若只是歸結於指甲刮黑板時的音調比較高，這樣的答案是不是過於簡單了？是不是還有其他原因呢？

我們的耳朵很特別

人們之所以會對指甲刮黑板的聲音厭煩，是由於人類的耳道結構。外耳道的平均長度2.5cm，當聲音向鼓膜傳送時，外耳道能使聲音增強，讓那些聲音聽起來比實際更大聲，讓人更加心煩。

早在1986年時，西北大學的研究人員就通過移除噪音中不同的頻率來進行研究。在那個年代，研究人員必須親自在黑板上製造這種噪音。他們發現，在消除聲音的高頻部分後，依舊無法緩解指甲刮黑板聲對人體產生的不適。不過當他們去掉了聲音中的中低頻部分後，情況有所改觀，人們會沒那麼難受。

直到2011年，德國和奧地利的音樂學者 Michael Oehler 和Christoph Reuters 才發現，引起人反感的波段出現於 2000Hz至 4000Hz 之間，它是人耳所能放大的最大的噪音。人耳對此聲音頻段的聲音特別敏感，指甲刮黑板聲就屬於這個頻段聲音，它們就會在人耳內得到放大，所以人就會覺得不適。

有研究者特意給一些受試者聽指甲刮黑板的聲音，發現他們除了有內心上的不爽以外，皮膚、心率和血壓都會產生生理反應。即人們聽到刺耳的聲音時，皮膚的導電性也會發生顯著的變化。不過，當去除聲音裡面2000 — 4000Hz 的頻率時，大家表示不適程度急速下降。

大腦有責任

討厭聽到指甲刮黑板的聲音，不能只是怪耳朵，大腦也有責任。研究發現，這種反應源於大腦中的杏仁體。

杏仁體是大腦顳葉內側左右對稱分布的兩個形似杏仁的神經元聚集組織，是基底核的一部分，位於側腦室下角前端上方。杏仁體是大腦邊緣系統的皮質下中樞，有調節內臟活動和產生情緒的功能。

為研究杏仁體與恐懼反應的關係，科學家進行了一項實驗。實驗邀請了13位志願者，讓他們分別聽到多種不同的噪音，在此過程中專業儀器會對他們的腦神經信號進行實時檢測。結果表明，越是聽到令人感到不快的噪音，這些志願者們腦內的杏仁核變得越大越亮。變大的杏仁體繼而激活了聽覺皮層中負責處理聲音的神經，使人們明顯感知到噪音的刺激。

心理因素作怪

同樣的聲音，當受試者認為聽到的是指甲刮黑板的聲音時，他們會覺得更難受；如果告訴他們那是樂曲里的聲音，他們會覺得好受很多。前面那些原因都還不能解釋為什麼當人認為這個聲音的來源不同時，對它的感受會不同。這隻能說明，心理因素使人類對高頻聲音的感受性有所不同。

黑板也有問題

就職於麻省理工大腦認知科學系的 John McDermott 教授，在2012年對「為什麼人們討厭聽到指甲刮黑板聲音」的課題做了更進一步的研究。他發現聲音中最容易引起反感的兩個部分 —— 由高頻引起的尖嘯以及波動所引發的猛烈震動。由於先前的科學家發現了高頻對人類厭惡刮擦聲的影響不大，他將研究重心集中在震動上。他認為，造成刮擦聲中最凄厲的部分是20 Hz至200 Hz左右的黑板振動的波頻。

不過，這僅是他的一家之言，且沒有更加確實可靠的證據，也許我們不該把過錯推在黑板的身上哦。

這些聲音有自我保護的功能

儘管聽到指甲刮黑板的聲音會讓人渾身發顫，很不舒服，但是不可否認的是，人類對於這種高頻的聲音是非常敏感的，因為這些聲音雖然令人不快的，但卻是一個危險提示的信號。

研究人員在《神經科學學報》發表報告說，指甲刮黑板或玻璃的音頻與尖叫聲，新生兒的哭聲以及猴子遇到危險時發出的聲音，均處於 2000HZ 至4000HZ 之間。新生兒的哭聲往往讓父母無所適從，但可以確保新生兒不被大人忽視。猴子遇到危險時的聲音也是很刺耳，並且可以為其他同伴示警。因此，這種厭惡反應很可能是人類進化過程中生成的古老生存本能。

最後，我想插一句題外話。隨著社會的發展，白粉筆配黑板的這種上課模式已經逐步退出了我們的課堂，教具也得到了更新換代，越來越多的學校開始使用白板代替黑板。當然，我們的噩夢也並未結束，馬克筆和白板摩擦後發出的呻吟同樣可怕，這讓課上睡覺的學生情何以堪啊？

五大最壞聲音

學習回顧：

1. 人類耳朵的結構特別，使得當聲音向鼓膜傳送時，外耳道能使聲音增強；

2. 引起人反感的波段出現於2000 Hz至4000 Hz之間；

3. 杏仁體能反映出人們對於不快噪音的反應情況；

4. 心理因素使人類對高頻聲音的感受性有所不同；

5. 高頻聲音是一個危險提示的信號。

上次在學校試了，竟然沒聲！！！我可能划了假黑板。。。

令人討厭的聲音會顯著改變聆聽者的皮膚電導率，表明這些噪音確實會引起可測的生理壓力反應。最令人痛苦的噪音頻率既不是最高，也不是最低，而是介於2000到4000赫茲之間，指甲划過黑板的聲音就是介於這個之間，研究作者、德國麥科米迪亞大學的媒體和音樂管理教授邁克?歐勒爾（Michael Oehler）表示，人類耳朵對這一頻率範圍內的聲音最為敏感。