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回放录音时我的声音为何听起来不一样?
声音能够通过两种不同的途径到达内耳,这两种途径都会影响我们对声音的感知。由空气传导的声音从周围环境中通过外耳道、鼓膜和中耳,传送到耳蜗(内耳中充满流体的螺旋形结构物)。由骨骼传导的声音则通过头部组织直接到达耳蜗。当我们讲话时,声能会在周围的空气中传播,由空气传导途径通过我们的外耳到达耳蜗。声音还能从声带和其他结构直接传送到耳蜗,但是头部的力学特性会增强声音中更低沉的、频率更低的振动。在讲话的时候,我们听到的自己的声音,是沿着这两种途径传送的声音的混合物。而听自己讲话的录音时,由骨骼传导途径传送的声音,也就是我们所认为是自己“正常”声音的一部分,被过滤掉了。因此我们只能听到空气传导的、令人感到陌生的那部分声音。如果我们塞住耳朵的话,就能得到与此相反的体验——我们只能听到骨骼传导的那部分声音。一些人的内耳有些异常,这大大增强了他们对骨骼传导的这部分声音的敏感度,以至于他们连自己的呼吸声也听得一清二楚,甚至可以听到自己的眼球在眼窝里转动的声音。
像眼睛这样的复杂器官是如何进化而成的?
眼睛是一种复杂且有用的器官,它不会因为随机的遗传事件而自发形成,但是眼睛却能通过突变与选择之间不断的相互作用,顺利地进化出来。这种相互作用也驱动了其他一些适应性进化。在某一种群内,当突变第一次发生时,每个个体都发生这种突变的可能性极小,常常只有一个突变副本存在于整个物种的基因库中。但作为一个整体,该物种的每一代都可能发生大量的突变。其中一些突变是极其有害的,携带这些突变的个体在尚未出生之前便被淘汰掉了。但绝大多数突变是无害的,至少是可以容许的,其中极少数突变还是有益的。这些幸存下来的突变将在种群中保留下来,成为它们载体基因中极其罕见的备选基因。大多数突变就是因为自身罕见的原因而最终消失;然而,有些突变对生存和繁殖起到的一些极小的作用,对个别基因或一些基因的个别位点上不同突变的长期积累率,却可能有着重要的影响。进化变异形成的模式似乎不是随机的,事实上,这种变化确实不是随机的:一些位点几乎从未发生变化,一些位点偶尔发生变化,而其余位点的变化则相对频繁。尽管如此,上述情况并不意味着突变本身不是随机发生的。事后看来,突变似乎总是发生在需要发生的地方,但是这种表面现象有可能是假象,选择本身就是一位伟大的魔术师。实际上,突变仅在需要突变的地方积累——经过许多许多代,首先在某个个体身上出现,接着在另一个体,再接着在其他个体身上出现。虽然在同一个基因组获得两个或多个“协同工作”的新突变可能要花费一些时间,但是,只要它们未在种群中消失,最终就会在某一有性繁殖物种中找到匹配的“搭档”。像人类这样视觉导向的的脊椎动物拥有极其复杂的眼睛,但是不同种类脊椎动物的眼睛在许多方面都存在着极大的差异,在整个动物界已经出现了若干种完全不同的眼睛结构设计。这种差异用生动的例子表明,一些简单的不能聚焦的光传感器如何逐渐进化和改善,变成今天我们所知道的各种复杂的、精致的成像视觉器官——眼睛。对于一个生物体来说,如果需要了解周围迅速变化的环境信息,有一种简单原始的感光器官可能比完全没有要好得多。假设本来就有这样一种原始的眼睛,可能会有上千种不同的突变,以不同的方式都稍稍改善了它的功能。一种突变出现,而且十分幸运地没有立即消失,而是在自然选择的力量下频繁出现,这就为其他一些突变的发生创造了条件。假如有充足的时间和持续的选择,这一过程往往就会使眼睛变得更复杂,从而轻而易举地改善眼功能。
两种美食混合吃时为何会变得很难吃?
在五种味道中,咸味、甜味和鲜味(umami,例如肉味或薄荷味)是促进食欲的,好让我们摄入必需的营养,而苦味和酸味则令人厌恶,提醒我们注意避免一些可能对人体有害的东西。将这两种性质不同的味道混合在一起,会向大脑传送相互矛盾的信息,而这种信息正是人类感官要努力避免的,因为味道会给人们提供有用的救命信息。这种混合的味道信号正是你拒绝吃腐败变质食品的原因。你不会愿意吃一种好味道与坏味道混合在一起的食品。不过,让我们想一想糖衣药片吧。药是用来治病的,因此大部分药都有毒。它们实质是苦的,但是裹上糖衣后就变得比在五种味道中,咸味、甜味和鲜味(umami,例如肉味或薄荷味)是促进食欲的,好让我们摄入必需的营养,而苦味和酸味则令人厌恶,提醒我们注意避免一些可能对人体有害的东西。将这两种性质不同的味道混合在一起,会向大脑传送相互矛盾的信息,而这种信息正是人类感官要努力避免的,因为味道会给人们提供有用的救命信息。这种混合的味道信号正是你拒绝吃腐败变质食品的原因。你不会愿意吃一种好味道与坏味道混合在一起的食品。不过,让我们想一想糖衣药片吧。药是用来治病的,因此大部分药都有毒。它们实质是苦的,但是裹上糖衣后就变得比较能接受了。与此类似,咖啡可以用奶油或糖减轻苦味,让那些讨厌苦味的人也能接受。作为成年人,我们可以无视这些警告信息而去习惯咖啡、橄榄或浓味奶酪的味道。但是如果将一种原来厌恶的味道与一种美味混合在一起,你的感觉就会被搞乱。(譬如将泡菜水与可口可乐混在一起喝会是什么味道呢?)但这种混和也可能会带来美味和快乐:酸甜混合在中餐里就很受欢迎。
VR的原理是什么?
手机在靠近电脑时为什么会发出啸声?
这可能是一种电磁干扰现象,即一个装置发出的无线电波导致另一个装置性能不良。实际上,每一台电气设备,无论它本身的用途是什么,都相当于一个无线电发射装置:不断变化的电流通过这些装置时必定会辐射电磁波。当人们在实际工作中需要利用电能时,电磁辐射就会不可避免地产生,正如传统机械 装置运行时一定会发出“叮当咔嗒”的噪声。电脑之所以特别“吵人”,是因为它们的计算要靠迅速变化的电流充当时钟信号去协调。手机发出啸声的一种合理解释是,你的电脑无意中发射的无线电波,其频率在手机通信的专用频率范围内,也就是在 800 兆赫(1 兆赫为每秒震荡一百万次)左右。如果你的电脑发出的信号足够强,那么你的手机可能会将这种信号误认为是另一部手机发送的信号——尽管这是一种破译不出的信号。 另一种可能要涉及这两种装置之间更深层次的联系。正如变化的电流能够产生无线电波,无线电波也会诱使导电材料产生感应电流——这就是收音机能够通过金属天线接收由广播电台发送的信号的原因。驱动手机扬声器的放大器会受到电脑发射的无线电波的影响而产生感应电流,发出杂乱的吱吱声和啸声。1975年,计算机先驱人物史蒂夫·东皮耶(Steve Dompier)巧妙地运用这一效应得到了和谐悦耳的音乐:他为自己的电脑——一台 MITS Altair 8800 编写了一套程序,这样电脑产生的电磁干扰就可以让附近的一台调幅(AM)收音机播放出甲壳虫乐队的歌曲——《山丘上的傻瓜》(The Fool on the Hill)。 我们无法阻止电动装置产生无线电波,但是屏蔽掉这些无用的无线电波,就能抑制电磁干扰。大多数电子装置都装在盒子里面,这些盒子要么是金属材质的,要么表面覆盖了一层导电涂层。它们能限制住这些电磁波,但是盒子上的孔洞和涂层中较薄的地方却让一些电磁波泄漏了出去。通常这种泄漏量非常小,只有当物体非常接近发射电磁波的装置时才会受到影响。正因如此,你的手机在非常靠近电脑时会发出啸声。