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平衡术高手 精选

已有 11169 次阅读 2007-4-19 10:36 |个人分类:系列散文:器官自然史|系统分类:科普集锦

平衡术高手

     耳是人体掌握平衡性最佳的器官之一:配置平衡、气压平衡、平衡传感器等。它的重要性就体现在它的平衡性方面。

     最引人注目的平衡性是配置的平衡:两只耳朵分列脑袋两旁,可以作为眼镜的天然脚手架,想像一下百年前人们把眼镜夹在眼眶中的情形吧,难怪那时的近视眼那么少,这种戴眼镜的方式可是舒服不到哪去。除此之外,耳朵还是一个悬挂饰物的好处所,没有这种对称性,耳环店的生意就会减半;同时还损害了泰森攻击霍利菲尔德时的选择性。

     古人认为耳朵的形态和个人的福气修为等密切相关。佛教神像多数是神态庄严,厚唇长耳者,据说双而垂肩是福相的必要条件。东方人的这种观点同西方不谋而合,西方人认为耳是生殖力的象征,许多神或半人半神者从其母耳朵诞生。照此说法引申开来,玄奘的后代必定遍布神州。不过这只是文化差异,不可强求的。

(图1:河南大伾山的佛像,双耳垂肩)

     虽然玄奘的耳垂较常人长上不少,也只能算是大同小异。正因为耳朵是人人皆有的物件,平凡至极,所以谁要是能在耳朵方面有所差别,就是异人的特征了。《淮南子》和《尚书》中的禹、《神仙传》(葛洪)中的老子都算得上一个,据说他们的耳朵都是有三个孔道的,这可是异人的面相。现在那些想成名想疯了的男女,或许可以学着点,朝着这个方向整。《尚书》中还说禹有两排牙齿和鸟喙样的尖嘴,这又具备了软骨鱼和鸟类的特征,可以推断禹的消化能力必定不赖。

     耳的对称性十分重要,缺少任何一只耳朵,耳朵的定向功能就废置了,那就成了真正的中看不中用。

     武林高手们能听音辨向,也多亏这一双耳朵。两只耳朵隔头相对,同一声音到达两耳的距离可能不同,离声源较远的耳朵不仅接收到信号的时间较晚,强度也较小,透过这个时间和强度的差别,人脑就可判断声音偏向哪方。回忆一下小时候在草地上逮蟋蟀的情形罢,明明听出蟋蟀叫声自左侧传来,可是定睛一看,却又不知所踪了。现在我们知道原因,当我们注视原本的方向时,两耳与声音的距离一样,如果耳朵不能分辨声音先后,自然也就没法定向了。所以还是侧耳倾听更为有效。

     有人会有异议,就这一个脑袋的距离差,耳朵够灵敏分辨出来吗?我有一个数据支持:多数哺乳动物所能听到的最低声音强度(听觉阈值)都颇为接近:大概是0.00002帕斯卡的声压。这时声音可以使鼓膜振动的幅度是0.1纳米!那耳朵的灵敏度还能不能再提高呢?理论上或许可以,但那时你将会听见空气分子的布朗运动,空气分子的运动永不停息,那你将整日不得安宁。

    问题都出在空气,声波在空气中传播的效率比在水中差很多。同样是哺乳动物的座头鲸,甚至可以听到大洋对面的同伴的呼叫,而陆地上的我们却只能在汽车上装个大喇叭。

    要想听得更清楚的最好办法既不是提高耳朵的整体灵敏度,也不是制造更多的噪音污染,还是朝着声源走两步或装个大耳朵比较实在。于是耳廓应运而生。

    耳廓没有在哺乳动物之前的动物身上出现过,它们要么象青蛙般直接把鼓膜露在外头风吹雨打,要么象雀鸟般直接开孔在体表,用一团小绒毛遮风挡雨。然后不约而同地,所有哺乳动物都长出了一双外耳廓。这耳廓就象雷达天线般,把我们所要接收的信号放大并且处理一番。耳廓会对一些特定的频率有所增强或减弱,只是不知被增强的是否都是谗语,被减弱的是否都是忠言?具体的修改情况各人有所不同,因为并非所以耳廓都出自同一模具的。有数据表明:听高频声(如清脆的鸟鸣)的能力随着年纪增大而衰退,所以很多高频声可以被青少年听到而老人家却充耳不闻。

 

(图2:耳廓的形态因人而异,对同一频率的声波会做出不同的修饰)

    对于很多的哺乳动物而言,耳廓的可操作性非常强,它们可以竖起耳朵以增大对声波的收集面积,或者旋转耳廓瞄准声源,这样能够避免惊动猎手或猎物。这些本事让人自叹弗如,但我们也无需太自卑,其实人类现在还保留这动耳肌,理论上是可以运动耳朵的,只不过这肌肉太弱。人类已经不依赖动耳肌来求生,故这肌肉会逐渐退化,但我们有办法改变这种趋势,只需要人人统一行动,将耳朵的控制能力视为崇高标准,作为职位升迁和选定佳偶的必要条件,则人类之子的耳朵必会灵活自如。我认为这比整容风行带来的后果要轻微得多。 

    耳廓这双突出在头部的薄皮肤,和热交换器的翅片是何等的相似。所以耳廓除了收集声波及作为人类的改良试验品之外,尚有作为随身空调的重要用途。动物们对这空调做出了若干改良,以适应自己的生活环境。北极狐生活在冰天雪地,需要尽量保存热量,于是缩小了耳廓,并用绒毛做了一块小毛毯遮盖;沙漠狐生活在热带沙漠,于是有大耳廓且光秃秃利于散热;大象通过扇动那蒲扇般的大耳朵来调节体温,非洲象的生境比亚洲象热不少,于是耳朵也更大。

(图3:沙漠狐的小头大耳与北极狐(小图)的毛茸茸的小耳朵)  

    纵然耳廓形态多样,内里却都只有软骨,也就是红油猪耳中的白色脉络,咬下去咯吱咯吱,的确是绝佳的下酒菜。小酌之时,我们也不要忘记要不是因为耳廓中只有软骨,咱们睡觉时就只能仰躺着了。各人耳廓的脉络纹理不同,但都曲折多褶,这种形态可以防止小昆虫掉落进外耳道中去。 

    同时,外耳道取稍微向上的走势,所以异物不容易溜进去,这也告诉我们千万别倒立着洗头。声音要想被听到,下一步就得乖乖往外耳道中跑。外耳道总共只有3厘米,外三分之一部分有腺体分布,这些腺体非常敏感,遇到外界的扰动就会分泌出耵聍来,以阻挡外物进入。这个耵聍乍看上去很生疏,其实就是日常所说的耳石。声音在固体中也可以传播(并且速度更快,保真更佳),所以耳石对听力并无不良影响。很奇怪的是替人挖耵聍似乎成了一个专门产业。而外耳道的内三分之二并无分泌腺,也就是说不会有耳石,因此挖耳勺其实根本没有必要做成这般的细长。《红楼梦》甚至写道“只见凤姐儿在门前站着,蹬着门槛子,拿耳挖子剔牙。”想不到吧?挖耳勺还可以剔牙,不要怀疑,凤姐是在用削尖的另一头。再次联想到挖耵聍专业户们喜欢拿一长条马鬃往里乱搔,我们可以下个结论:挖耳石是种纯粹追求快感的行为,而且没有道德的约束、工具可以随身携带,难怪会风行神州了。 

    这个外耳道也会对进来的声波加以修饰。外耳道对3000Hz频段的声音有所改变和修饰,这个频段就如同往装有半瓶水的可乐瓶中吹气的声调,和耳廓对声音的处理不一样的是,不同人的外耳道形态无甚差异,所以处理方式都差不多。 

    外耳道是条穷途末路,末端是完全封闭的鼓膜,面积比一个图钉还小。外耳道传播过来的声波振动鼓膜,再传递到中耳里的三块骨头,最后振动耳蜗中的液体,搔动听觉细胞上的小毛毛,产生电冲动后通过听神经传递到大脑听觉皮层,于是我们听到声音,看上去很复杂是吧?其实我们不用操心怎么鼓捣着声波循前述的路径前进,耳朵早就设定好了,且让我们细细道来。

    鼓膜进去之后就是中耳了,对,就是中耳炎的中耳。中耳是个只有半块方糖大小的空间,小孩子们的中耳一般比较湿润,所以容易感染细菌发炎。有读者纳闷了:中耳和外耳道不是通过鼓膜完全隔离了吗,细菌怎么跑进去感染呢?原来在中耳还预留了一条管道供细菌进入,这就是咽鼓管,连通中耳和咽喉,所以上呼吸道的感染也是可能导致中耳炎的。中耳的上方就是大脑,下方就是是颈静脉,发炎久治不愈是比较危险的,必须充分重视。咽鼓管除了有为无数的医生提供伙食保障的社会学意义之外,还有重要的生物学作用。咽鼓管在吞咽或者打喷嚏哈欠时会开放,使中耳与通过咽喉外界相通,从而维持鼓膜两侧的气压平衡。飞机降落时造成内外气压不平衡,鼓膜会感到涨痛,如果这时我们没有通过吞口水或打哈欠来均衡气压那鼓膜会因此而破裂吗?不用担心,咽鼓管会自动的快速开合以逐渐地均衡气压,于是造成了不时听到的嘭嘭的响声。 

    中耳中还有三块听小骨,它们担负着传递和放大微小振动的重任,是人体内最小的骨头。听小骨上有肌肉牵制,在鼓膜振动太大时可以使听小骨脱离鼓膜从而避免振幅太大而损坏耳蜗。 

    耳蜗属于内耳的部分,像只小蜗牛,只有豌豆般大小。耳蜗里盛满液体,听小骨振动后敲击耳蜗使里面的液体产生波动,刺激听觉细胞产生冲动。

    我认为内耳中最引人注意的不是耳蜗的奇形怪状,而是那使人产生平衡感觉的平衡器官。三根互相垂直的半规管内充满液体,人体旋转时使液体对侧壁产生压力,使大脑感受到旋转运动。芭蕾舞演员为了持续旋转,必须尽力盯着某个固定的方向,以防眩晕。另有叫做前庭的结构可以感受到直线方向的加速度。当我们向杨立伟同志致敬时也应不忘感谢前庭一番。

    耳朵不仅具备听觉感觉器、空调、平衡感受器等多种功能,更重要的是它们24小时不间歇工作,从不放假。一个叫维尔松的医生一针见血地指出这个特点,他在1619年出版的《新版医典》中写道“人和动物都有两个耳朵,脑袋两边一边一个,一直都是敞开的,因为我们无论是睡觉还是醒着都需要听到声音”。和其他的感觉器官相比,听觉要勤劳得多,耳朵义无反顾地承担了警戒器的工作,正是它,让我们能够睡觉时听到蚊子的嗡嗡哼叽,在身后有鸣笛时稳稳霸住马路中央,以及被马路边的“第一场雪”震得头晕眼花省了不少酒钱,并且只要掩住就可以安心地偷铃铛了。

 

(图4:正在睡觉的狗只,耳朵时刻保持警觉) 

    有耳朵自然好,但对有些动物却不尽然。在古英语中,一种叫瘿螋的小昆虫因为展开的后翅像人的耳廓而被称作耳虫,最后竟至被诬蔑为会钻入耳朵,吸人脑髓的小恶魔,不亦悲哉。既然有这般的讹传,也难怪人群中背后论人长短之声总是不绝于耳。看来每个人都会耳背发烧。

(图5:耳朵的结构。外耳道上斜,防止水流入;鼓膜把外耳和中耳完全隔离;咽鼓管连同咽部,平衡气压之余为医生提供伙食;半规管和前庭提供平衡感,耳蜗连接听神经,传输信号到大脑。)

 



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