为什么指甲划黑板的声音让人很抓狂？科学家们做了这些实验…

很少有声音能比指甲划过黑板、叉子刮在盘子上，或是沉重的金属椅拖过铺着瓷砖的地板的声音更让人抓狂的了。但是，这种刮擦声到底是什么，它对我们的大脑为什么是如此冒犯，以至于被描述为令人痛苦的？

D·哈尔彭（D Halpern）、詹姆斯·希伦布兰德（James Hillenbrand）和兰多夫·布莱克（Randolph Blake）在1986年进行了一项研究，试图弄清楚到底是这些声音中的什么令全世界的人如此发自本能地憎恶。

在这项发表于《知觉与心理物理学》（Perception & Psychophysics）的研究中，研究人员假定是高音导致了这一问题，从而分离了低、中、高频之间的声音。

值得注意的是，在向实验对象播放这些录音后，他们发现自己错了。正如布莱克博士所指出的那样，“令我们惊讶的是，将高频去除并没有减少声音所带来的厌恶感，但去除中频却做到了。”

在观测这些中频时，他们假定它一定是类似于捕食者发出的声音，或者是另一种灵长类动物发出的警告叫声。研究者最终发现，确实如布莱克所说，“与灵长类动物的警告叫声，特别是与黑猩猩的警告叫声有关的声波，在外观上与指甲划在黑板上产生的令人厌恶的中频声波非常地相似……”

可能值得注意的是，黑猩猩——灵长目人科动物，是人类与我们有毛同胞之间最后的共同祖先，据认为大约在1300万年前就已经分化了，但也有人猜测，它们之间的杂交可以追溯至400万年前。

无论如何，布莱克接着总结道，“我们的推测是，之所以对指甲划黑板所发出的声音有着一种普遍的厌恶感，是因为当听到这种警告声时，它触发了我们无意识的自动反应。”

话虽如此，据广泛报道，这一假设已被一项研究揭穿，在论文《和谐音程在他们听来是音乐吗？非人类灵长类动物的自发性听觉偏好》（Are Consonant Intervals Music to Their Ears? Spontaneous Acoustic Preferences in a Nonhuman Primate）中，工作人员研究了绢毛猴对某些声音的反应，包括指甲在黑板上划出的刺耳声与白噪音。

然而，如果你真的读了这项研究报告，会发现它并没有明确揭示任何与前一项研究有关的东西——这也不是这项新研究的意义所在。与这个主题最为相关的是，实验结果显示，与白噪音相比，绢毛猴对刺耳的噪声并未表现出更多或更少的厌恶，这与人类对刺耳声音的厌恶有所不同。

这项实验证实了，人类和猴子在某些情况下，声音波段的接受范围有所不同。

这里有一个它是如何在绢毛猴身上起作用的例子：2010年，威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）的查尔斯·斯诺登（Charles Snowdon）教授进行了一项研究，研究了绢毛猴对声音频率的反应。值得注意的是，绢毛猴的静息心率大约是人类的两倍，它们的标准发声比人类高三个八度。

在此项研究中，他们发现这些猴子对围绕其声音频率和心律节奏的音乐反应最为强烈，这两种声音既能刺激到猴子，又能使它们平静下来。此外，绢毛猴对为它们播放的人类音乐却没有同样反应。几项研究都表明了这一共同的主题，即不同动物的静息心率和声音的范围都确实与人类不同。

无论如何，带着对那项1986年研究报告的不完整和推测性答案的不满，研究人员迈克尔·奥勒（Michael Oehler）和克里斯托夫·罗伊特（Christoph Reuter）决定进行一项最终题为《黑板锐音的心理声学》（Psychoacoustics of chalkboard squeaking）的研究，该研究于2011年发表在《美国声学学会杂志》（Journal of the Acoustical Society of America）上。

它或多或少地重复了1986年的实验，但是运用了现代的技术，并且收集了更多的数据。在受试者听指甲划黑板的声音、吱吱作响的泡沫塑料声、叉子刮在餐盘的声音、粉笔在石板上发出尖锐的吱吱声的时候，观察受试者的心率、血压、和皮肤电阻。

他们发现，如果把2000-4000赫兹的声音过滤掉，受试者有时甚至会把这些声音描述为悦耳的。相较之下，当为人们播放这令人反感的独立音域时，人们会讨厌它。值得注意的是，典型的人类语音往往平均在300-3000赫兹左右，而作为参考，人类可以听到的声音在16千赫-20千赫附近。

回到研究中，研究人员进一步发现，比如告诉参与者他们听到的声音来自音乐的编排，比告诉他们这些声音实际是什么所产生的厌恶要少得多，不管怎样，当播放令人不愉快的频率范围时，他们的心率、血压、最明显的是皮肤的传导性，均观测到了变化。

虽然从根本而言，这项研究并没有为最初的研究增加太多的新内容，但研究人员假设道，我们之所以对这个范围内的声音有着如此本能的反应，是因为在很多情况下，这些声音就已经非常响亮了，而人类的耳道实际上放大了此范围内的声音。这显然有助于感知人类的语言，但如果声音过大，可能会令人不悦，甚至会被认为是痛苦的。

索尔福德大学（University of Salford）的声学工程师特雷弗·考克斯（Trevor Cox）总结道：“它会击中你耳朵特别敏感的频率范围，因此你会期待得到更强的响应。”

作为这类研究的重要一环，2012年，苏赫宾德·库马尔（Sukhbinder Kumar）等人发表了他们的研究结果:《特征与感觉：声学特征的可分离式表征和厌恶声音的效价》（Features versus Feelings: Dissociable Representations of the Acoustic Features and Valence of Aversive Sounds）。在这项研究中，他们让一组人收听不同种类的声音，并对他们进行了功能性磁共振成像。他们总共对74种不同类型的声音进行了观察，其中还包括一些更能令人愉快的声音，如潺潺流水声。

结果呢？他们发现，当人们感知到指甲划过黑板所发出的这类声音时，他们不仅认为这些声音令人不悦，而且他们对给定声音的不愉快程度与大脑中的杏仁核和听觉皮层的活动成正比。他们还发现，杏仁核的激活反过来又增强了大脑听觉处理中心的激活，进一步使你的大脑更加关注这些声音，在这种情况下，正是因为杏仁核的激活，从而让这些声音变得令人不悦。

对于那些不熟悉的人来说，杏仁核，将涉及情绪反应，包括恐惧和焦虑。在恐惧方面发现，杏仁核受到某种损伤的病人往往表现不出其他人会表现出的恐惧，而杏仁核被完全切除的动物则极少表现出恐惧和焦虑的迹象。杏仁核也被认为是大脑中触发战斗或逃跑的反应的一部分。

回到声音上，那些被认为最糟糕的声音，同时也是在杏仁核和听觉皮层之间表现得最活跃的声音，分别是刀刮在瓶子上、叉子划在玻璃盘子上，还有粉笔在黑板上划出的刺耳声音。如果你想知道最令人愉快的声音有什么，其中之一就是婴儿的笑声。

在研究中，他们进一步达成共识：声音中那令人讨厌的部分似乎介于2000赫兹到5000赫兹之间。库马尔博士指出，“这是我们耳朵最敏感的频率范围。尽管关于为什么我们的耳朵在此范围内最敏感仍有很多争论，但其中确实包括了尖利的声音，它让我们在本质上感到不愉快。”

说到尖利声，在指甲划黑板的这类声音中存在着一定的不和谐，这与婴儿啼哭声或成人尖叫时产生的振动相类似。

也许，所有的这些都证实了1986年的研究的最初假设，即在我们漫长的过往中，有一些东西教会我们去害怕这些声音，以至于我们的大脑显然天生就具有诱发焦虑的能力，并在感知到它们时，会部分触发战斗或逃跑的反应。正如库马尔博士所总结的那样：“似乎有一种非常原始的作用……这可能是一种从杏仁核到听觉皮层的求救信号。”

因此，总结一下答案，无论出于何种原因，这都会触发杏仁核激活，并与大脑的听觉皮层相互作用，从而增加听觉皮层激活，并在两者之间产生一种整体不愉快的感觉。

至于原因，到目前为止，有效的假设要么是因为这些声音在耳道中被放大到了令人不愉快的程度（而这些在令人厌恶的范围内的特殊声音，模拟了人类的尖叫或小孩的大声哭泣），要么就是这些所有的可能性相结合。

说到小孩，婴儿的哭声同样是令人最不愉快的声音之一，显然部分是由于杏仁核的激活所导致的，正如上述2012年的研究中所指出的那样，婴儿的笑声被认为是令我们大脑最为愉悦的声音之一——这两种极端之所以都被如此编码于我们的大脑中，也许至少为我们提供了进化上的好处。