• 文／邱彥哲｜雅文基金會聽語科學研究中心助理

馬路旁停著一台沒有熄火、引擎正在運轉的車，另一側站著一位警察，正在吹哨指揮交通。你覺得哪個聲音「聽起來」比較清楚呢？你會發現，高亢的哨音比較大聲，而且清楚；而低沉的引擎聲，似乎又小聲又模糊。雖然這只是舉例，卻也是我們的生活經歷。想知道背後的原因嗎？請繼續看下去，讓我們一起揭開聽覺感知的神秘面紗。

你真的知道「聲音」是什麼嗎？

在認識聽覺感知之前，我們要先從聲音本質講起。我們都知道，以物理的角度來說，聲音是一種振動能量。物體藉由重複性的移動產生振動，振動影響周圍介質（一般來說是空氣），介質粒子會因疏密變化而產生壓力，最後形成波的型態，將能量傳遞出去。聲波振動有兩種性質：一個是頻率（Frequency），也就是一秒內振動的次數，以赫茲（Hertz, Hz）作為單位；另一個是音強（Intensity），與聲波的振幅有關，也可以說是振動產生的氣壓大小，專業上會以「力」的單位「每平方公尺多少牛頓（Newton, N; N/m²）」來標示。

然而，直接使用牛頓標示音強，數值範圍會過大，也較不直觀，所以通常會將此數值轉換為我們常見的「分貝」（decibels, dB）來表示。在這裡，我們只要知道分貝數大小表示聲音物理上的強度就可以了。讀到這行，強烈的睡意是否已經襲來？先等等！聲音還有你不為人知的一面。

分貝比較大，聽起來卻比較小聲？

換個角度，從人類感知的面向來講，上述物理現象，其實可以對應到我們常說的「音高」跟「音量」：頻率對應音高，通常頻率越高，音高越高；音強對應音量，通常音強越大，音量越大。但是，上面說的只是「通常」的情況。實際上，事情不是我們想的那麼簡單。

我們可以把人類的感知能力當作一面濾鏡，當外界刺激進入感知範圍後，事物的邏輯就可能會產生新的樣貌。拿前面的「音量」來說，並不是在所有情況下，音強大的聲音，聽起來就真的比較大聲；因為聲音還同時有頻率的性質，所以在感知音量時，也會受到頻率的影響。

咦？也就是說，一個音強比較大的聲音，聽起來可能會比較小聲嗎？沒錯！同樣音強，但不同頻率的聲音，就聽覺感受來說，音量聽起來確實可能會不一樣。那麼，人類感知音量的全貌，究竟是什麼樣子呢？

音量感知的秘密──等響曲線

首次針對這類議題探討的，是物理學家 Fletcher 及 Munson (1993)。他們研究的背景是在 1933 年。當時，對於音量大小的描述，還停留在使用樂理強弱符號（如：p, piano, 表示「弱」; f, forte, 表示「強」）的相對概念。他們意識到，即使都用「強」來描述某個聲音，大家的感受卻不盡相同。於是他們進行實驗，運用數學方法，繪製出一張曲線圖，被後人稱為弗萊徹–蒙森曲線（Fletcher–Munson Curves），也就是「等響曲線（Equal-Loudness Curves）」的概念原型。

這張圖被後來的研究者不斷修正，直到 2003 年，國際標準化組織（International Organization for Standardization, 簡稱 ISO）發表最新版本「ISO 226：2003」。有了這張圖，音量感知的秘密就昭然若揭了──等響曲線堪稱人類音量感知的「鳥瞰圖」！

心理感受的「音量」 ≠ 物理實際的「音強」

看不懂這張圖嗎？沒關係，且讓我娓娓道來。在此之前，我們要先了解「響度」的概念。在心理聲學領域，研究者會使用響度來表示我們一般所說的音量，並以「方（Phon）」作為響度的單位。方是什麼呢？簡單來講，就是一個聲音以 1,000 赫茲純音為參考音的主觀音量大小（Howard & Angus, 2017）。舉例來說，40 方表示 1,000 赫茲的純音，以音強 40 分貝播放時，所聽起來的音量大小；若是 60 方的話，則是 1,000 赫茲純音，以音強 60 分貝播放時，所聽起來的音量大小。

有了響度的概念，我們回頭看圖，會發現在等響曲線圖中，40 方的曲線從 1,000 赫茲往低頻區間延伸時，分貝數會逐漸上升。這就是說，如果兩個聲音要聽起來一樣大聲（響度／音量），100 赫茲聲音的分貝數（音強）需要比 1,000 赫茲來得大才有辦法。換個角度解釋，物理上同樣是 60 分貝（音強）的聲音，在 100 赫茲上，我們聽起來差不多僅是 40 方響度（音量）的聲音大小，但在 1,000 赫茲時，聽起來卻會更大聲。

聽起來是不是有點複雜呢？其實，你只要記住以下兩點即可：

1. 等響曲線圖中，同一曲線所經之處，聲音響度／音量（聽起來）都是相等的。
2. 人類音量感知對 1,000 赫茲附近的頻率特別敏感（聽起來特別大聲）。

現在，你知道為什麼低頻引擎聲會聽起來那麼模糊了吧？這時候你可能會說：「喔，我知道了。但這跟我有什麼關係呢？」有的，這和你荷包的關係可大了！

等響曲線的日常應用──聲音照相

你知道政府已經在 2021 年開始進行「聲音照相」（張雄風，2020）執法了嗎？所謂「聲音照相」，是指行經規定路段的車輛，如果超過指定分貝，就會被裝有噪音計的「聲音照相機」紀錄下來，進行開罰。你可能想問：「蛤？用噪音計量一量就要罰我，有沒有道理啊？」有呢！噪音計可是為我們量身訂做的喔！

根據《噪音管制法》訂定之《噪音管制標準》第二條之二（2013），「音量：以分貝（dB（A））為單位，括號中 A 指在噪音計上 A 權位置之測量值。」也就是說，噪音計在量測到噪音時，要以「分貝（A）」為單位。我相信你聽過分貝，但沒想到分貝還有分 A、B、C？

其實，所謂的分貝（A）指的是「針對原始分貝值進行 A 加權」後的結果，而「A 加權」其實就是模擬等響曲線中的 40 方曲線。進行 A 加權的過程，是將噪音低頻區間的分貝數減少，再少量增加中高頻區間的分貝數（王栢村，2018）。因為噪音計最後呈現的數值，是所有頻率區間的平均結果，若是不經過 A 加權，低頻區間的數值會使整體分貝數過度膨脹，這樣「測起來」就會跟「聽起來」不一樣了。可見噪音不是隨意測量，要罰人民的錢也不是那麼容易的呢！

閱讀至此，我們了解到，人類對於不同頻率的聲音，有著不同的音量敏感度，而且聲音也能從心理感知的角度來觀察。再者，等響曲線除了揭露音量感知的神秘面紗，還實際在社會秩序中發揮作用，可見等響曲線是多麼重要的發現啊！ 

參考文獻

• 王栢村（2018）。《振動噪音科普專欄》聲音壓力位準 dB 和 dB（A）有甚麼不同？。振動噪音產學技術聯盟。
• 張雄風（2020）。聲音照相 110 年元旦上路 違規最高罰 3600 元。中央通訊社。
• 噪音管制標準（2013）。
• Fletcher, H., & Munson, W. A. (1933). Loudness, its definition, measurement and calculation. Bell System Technical Journal, 12 (4) , 377-430.
• Howard, D. M., & Angus, J. A. (2017). Acoustics and psychoacoustics. Routledge.

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• 作者／伊丹．班—巴拉克
• 譯者／傅賀

說來奇怪，人們早在十七世紀就開始嘗試輸血了。當然，最初人們並不瞭解血型或關於血液的其他基本事實，但他們已經開始把血液從一個人的身體輸到另一個人的身體裡，事實上，這無疑等於謀殺（現在眾所周知的 ABO 血型劃分是從一九○○年開始的）。

人們嘗試了各種類型的實驗和手段：把一隻動物的血輸進另一隻動物，把動物的血輸進人體，把一個人的血輸進另一個人體內，等等。

說得客氣一點，結果有好有壞，不過，在出現了一、兩例死亡事件之後，法國立法禁止了輸血。在接下來的一個半世紀裡，輸血幾乎銷聲匿跡。到了十九世紀，這項操作又重新引起了人們的興趣。時至今日，只要確保血型匹配，輸血就是安全的。

這就是血液的情況。相對來說，輸血比較簡單，但是要在人與人之間移植其他細胞或組織，就困難多了。隨著移植技術的進步，人們可以從供體那裡接受心臟、腎臟、肝臟，以及其他器官，但是受體會出現排斥。受體的免疫系統會馬上識別出一大塊外來物質進入了身體，並試圖反抗。即使移植的器官來自最匹配的供體，受體患者也需要接受免疫抑制藥物治療，來緩解它們對「入侵器官」的免疫排斥。通常來說，人體並不會輕易接納外來物質——在上一章裡，我描述了人體不接納它們的一些方式。

但是，即便我們知道了這些事實，直到一九五三年，才有人試著來認真思考懷孕這件事：在十月懷胎的過程中，孕婦可以跟肚子裡的孩子和平相處，似乎沒有什麼負面效應。顯然，孩子並不是母親的簡單複製品，他們的免疫組成也不盡相同——因為胎兒有一半的基因來自父親，因此遺傳重組之後產生了一個明顯不同的新個體。

所以，問題是，母親如何容忍了體內的另一個生命呢？

我們的生殖策略（即「用一個人來孵育另一個人」）裡有許多未解之謎，這不過是其中一個較不明顯並且格外難解的問題而已。事實上，即使在今天，我們也不清楚孕婦容忍胎兒的生理機制。我們知道，母親依然會對所有其他的外來物質產生免疫反應，我們也知道胎兒並沒有與母親的免疫系統在生理上完全隔離，受到特殊庇護。貌似孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。

這可能早在受精之初就開始了。從那時起，母親的身體就開始逐漸習慣父親的基因。在懷孕的早期，發育中的胚胎就與母親的子宮開啟了複雜的對話。胚胎不僅躲在胎盤背後來逃避母親的免疫反應，而且還分泌一些分子用來針對性地防禦母親的免疫細胞，因為後者更危險。母親的自然殺手細胞和 T 細胞在胎盤外盤旋，但是它們並不是為了殺死胚胎細胞，而是轉入調控模式，開始釋放出抑制免疫反應的訊號，並確保胚胎安全進入子宮（同時促進胚胎的血管生長，這對胎兒來說是好事）。同時，胚胎細胞也不會表達第一型主要組織相容性複合體分子，以逃避免疫監視（有些感染病毒也使用這種策略來逃避免疫監視和攻擊）。此外，母親的免疫系統接觸胎兒的蛋白質並開始學著容忍它們。

除此之外，母親的免疫系統也會受到廣泛且微妙的抑制——但不嚴重，因為孕婦仍然能夠抵禦感染。整個免疫系統會下調一級。這也是為什麼有些女性的自體免疫疾病在懷孕期間會有所緩解。

目前我們的理解是這樣的：在不同類型的細胞和訊號的作用下，子宮成了免疫系統的特區（其他免疫特區還包括大腦、眼睛和睪丸），更少發生發炎。胚胎與母親的免疫細胞會進行活躍的對話，它們能在整個孕期和平相處。

當然，這個過程可能會出錯，而且偶爾也的確會出錯。當出現問題的時候，母親就會對胎兒發生免疫反應。在極端的情況下，這可能會導致女性不孕。在懷孕的早期，它可能會引起自然流產；在懷孕後期，這可能會引起一種叫作「子癇前症」的發炎反應，對母子都非常危險。

最後，說一件有點詭異的事情：胚胎細胞有辦法從胎盤中游離出去，進入母親的血液系統。

之前有理論認為，這也許是為了下調母親的整個免疫系統，使它對胎兒的出現做足準備，這可能也是母嬰對話的一部分。但是，最近幾年，研究者發現事情可能沒有那麼簡單：有些胚胎細胞即使在分娩之後仍然在母親的血液裡逗留——事實上，可以在分娩之後存活數年，從免疫學的角度看，這真說不通。研究者發現，它們會出現在母親的許多組織裡——包括肝臟、心臟，甚至大腦——它們可以發育成熟，變成正常的肝臟、心臟或是腦細胞，留在母親體內。讓我再說一遍：由於我妻子生了我的孩子，她體內和大腦裡的一些細胞現在也有我的基因了。這被稱為母胎微嵌合。目前沒人知道為什麼會這樣。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉？》，2020 年 9 月，麥田出版。

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