回想一下你上次去看搖滾音樂會或煙花匯演的情景。你還記得演出結(jié)束后你耳邊那種經(jīng)久不散的奇怪的響聲嗎？你周圍的聲音短暫地消失了，取而代之的是你腦袋里的嗡嗡聲，就好像你的耳朵在尖叫一樣。在某種程度上，它們的確是在尖叫。
過大的聲音會損壞我們內(nèi)耳中被稱為毛細胞（hair cells）的部分。毛細胞就像是我們聽力的守門員一樣，當聲波“擊中“毛細胞時，它們會將振動轉(zhuǎn)化為電流，由我們的聽覺神經(jīng)將其傳到大腦。如果沒有毛細胞，聲音就沒辦法通過“擊中”毛細胞的方式傳遞到大腦中，就像聲音無法在沙漠中回響一樣。
毛細胞位于內(nèi)耳的殼狀耳蝸內(nèi)，毛細胞的上面是成束的毛發(fā)狀延伸物，被稱為靜纖毛。當聲波穿過耳朵到達毛細胞時，振動會使靜纖毛發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使它們根據(jù)振動的力量和音調(diào)移動。例如：在靜纖毛中，旋律優(yōu)美的鋼琴曲會使其產(chǎn)生柔和的運動，而重金屬會使其產(chǎn)生更快、更尖銳的運動。這種運動會觸發(fā)電化學電流，將聲波中的信息通過聽覺神經(jīng)發(fā)送到大腦。
當你聽到非常大的噪音時，你的靜纖毛會受損，并不斷地向聽覺神經(jīng)細胞發(fā)送錯誤的聲音信息。在搖滾音樂會和煙花表演的情況下，聽到嗡嗡聲是因為你的一些靜纖毛的尖端實際上已經(jīng)斷裂了。你聽到的是腦中嗡嗡作響的虛假電流，被稱為耳鳴。然而，由于人體可以在大約 24 小時內(nèi)重新長出這些小尖端，因此嗡嗡聲通常都是暫時的 [來源：Preuss]。
聲音有多大？（以分貝為單位）
電話鈴聲 = 30
正常對話 = 60
割草機 = 90
鏈鋸 = 110
救護車警報器 = 120
搖滾音樂會 = 140
12 口徑霰彈獵槍 = 165
[來源：美國國家職業(yè)安全與健康研究所]
噪音如何傷害你？
可以想象一下，將電吉他獨奏的力量塞進比彈珠還小的東西中，你就會明白我們的聽覺系統(tǒng)是多么強大而又脆弱。聲音以波的形式傳播，通過我們的耳道進入我們的身體。我們外耳的鼓膜捕獲到波從而振動，并將振動的信息傳遞到中耳的骨骼，聲音在那里被放大。然后聲波移動到內(nèi)耳和豌豆大小的耳蝸，就是毛細胞所在的地方。這些振動的力量可以折斷靜纖毛的尖端，并導(dǎo)致?lián)]之不去的嗡鳴聲，這表明噪音太大。
反復(fù)暴露在嘈雜的噪音中會完全殺死毛細胞?；蛟S有人會問那又怎樣呢？人體每個耳蝸中有 16,000 個毛細胞，但與眼睛的 1 億個光感受器相比，這個數(shù)字就顯得微不足道了，毛細胞對聲音的作用就像光感受器對光的作用一樣。而且，一旦這些毛細胞死亡，它們將無法再生，這就是保護耳朵至關(guān)重要的原因。
到底多大聲才算大聲？聲音的單位是分貝，它衡量的是聲音的強度而非數(shù)量。安全聲音的分貝常常低于 85 分貝。有個經(jīng)驗法則：在一臂之隔的距離大聲喊別人，這個聲音大概率已經(jīng)超過聲音的安全閾值了。
如果反復(fù)暴露在超過 85 分貝的聲音的環(huán)境下，會導(dǎo)致非常不妙的后果。雖然巨大的噪音產(chǎn)生的耳鳴通常是是短暫的，但對于人們而言，這些會一直發(fā)生著。慢性耳鳴可能是感染、高血壓和耳垢堵塞的癥狀，但通常與噪音相關(guān)的聽力損失有關(guān)。
有幾種簡單的方法可以保護你的聽力。首先，注意你周圍的噪音水平。如果你知道自己將身處嘈雜的環(huán)境中，例如搖滾音樂會，請戴上耳塞。另外，謹慎地注意你跟噪音源的距離遠近以及暴露在噪音中的時長，并注意耳鳴的癥狀。我們的身體比我們所認為的更加脆弱。
白噪音以及粉色噪音
雖然過大的噪音會導(dǎo)致耳鳴，但還有些噪音卻可以幫助人們?nèi)朊?，這就是“顏色”噪音。
一些人發(fā)現(xiàn)粉紅噪音或者棕色噪音比白噪音更有利于睡眠。
除了飲食和運動之外，睡眠是身體健康最重要的方面之一。深度睡眠是指身體和大腦功能進入了“維護模式”的時候，這使得身體和大腦能夠為即將到來的一天做好準備。
大多數(shù)醫(yī)生會建議人們每晚至少睡足七個小時，但睡眠的質(zhì)量與時間同樣重要。來自交通等來源的噪音污染會導(dǎo)致你夜寐不安，白天精神不足。
無法解決噪音或者屏蔽噪音的來源時，人們可能會求助使用立式風扇或者白噪音機來助眠。但是，白噪音并不是唯一的“顏色”選擇。粉紅或者棕色噪音可能會更好地屏蔽不需要的聲音，進而更有效地幫助你入眠。來看看他們的不同之處吧！
白噪聲與粉紅或者棕色噪音
把你吵醒的原因往往是聲音的不一致性（聲音突然從大聲到柔和，反之亦然），而不是聲音的大小。白噪音產(chǎn)生了一整套的聲音來掩蓋聲音的不一致性，這些聲音從低頻到高頻，遍布了整個頻譜。它們混合在一起，形成了源源不斷的“柔和”的噪音。（根據(jù)睡眠學會的說法，“頻率”指的是聲音每秒振動的速度。）
自然界中出現(xiàn)的白噪聲包括細雨、輕柔的流水和微風拂過樹木的聲音，無論在任何時候，人們聽到這些聲音都會感到非常放松。
粉紅噪聲與白噪聲類似，但它不那么傾向于高頻，而更傾向于低音和中音，因此聽起來像是中等降雨或海浪的聲音，那些不喜歡高音的人可能會發(fā)現(xiàn)粉紅噪音更悅耳。
棕色噪音進一步強調(diào)了低音音符，幾乎完全消除了頻譜中的高頻。自然中的棕色噪音可能有咆哮的急流、暴雨和遠處隆隆的雷聲。這種噪音英文表示：Brown noise，它不僅僅以顏色命名，而且還包含著英國科學家羅伯特?布朗的名字（Robert Brown）。十九世紀，布朗通過觀察到花粉顆粒在水中的隨機移動，設(shè)計了一個數(shù)學公式來預(yù)測這些運動，這就是布朗運動的由來。當這些隨機公式被用于生成電子聲音時，會產(chǎn)生重低音噪聲，因為對比可見光譜中的紅光，布朗噪音也被稱為紅噪音。
哪種聲音更適合睡眠？
關(guān)于人類的睡眠模式，科學界仍有很多未解之謎，而關(guān)于聽覺刺激和睡眠的研究也很少。在 2017 年，牛津大學對八名睡眠者進行的一項實驗發(fā)現(xiàn)：在聽白噪音時，雖然總體的睡眠時間并沒有變化，但受試者入睡的速度提高了 40%。2016 年的另一項研究表明，在粉紅噪音下入睡，十六名青年睡眠者對詞匯的記憶會略有改善。美國西北大學 2017 年的另一項研究（針對 13 名老年人）將粉紅噪音與深度睡眠和記憶力的提高聯(lián)系了起來。
伊朗的《關(guān)懷科學雜志》調(diào)查研究了 60 名老年冠心病患者，這些患者中的一半在白噪聲下睡覺，另一半人則在常規(guī)的醫(yī)院環(huán)境聲中睡覺。在對照實驗中，科學家發(fā)現(xiàn)：在醫(yī)院環(huán)境下睡覺的人，隨著睡眠天數(shù)的增加，睡眠質(zhì)量逐漸下降，而在白噪音下入睡的人，在整個實驗過程中睡眠質(zhì)量大體不變。目前還沒有棕色噪音對睡眠影響的相關(guān)研究。
在可以用更多的樣本和更多樣化的參與者進行實驗之前，粉色噪音和棕色噪音的影響都很可能是主觀的。
美國西北大學費恩伯格醫(yī)學院晝夜節(jié)律和睡眠醫(yī)學中心主任菲利斯?澤（Phyllis Zee）在 CNN 的一篇文章中說：“我跟我的病人說我真的不知道哪種噪音會更好，你為什么不試一試，看看哪種能讓你更加放松呢？?！?/p>
將這三種聲音混合在一起的效果如下面的音頻所示。
粉色噪音或者棕色噪音入門
我們可以通過有免費或者付費的方式獲取各種噪音。在多種渠道的媒體服務(wù)上都可以搜索找到，包括自然音軌和合成音軌的音源。也有專門的睡眠輔助移動應(yīng)用程序，可以提供更加精選的音頻選項。甚至，你還可以購買專門設(shè)置的噪音機，它配置揚聲器以及多種噪音選項。
許多設(shè)備都有定時的功能，你可以設(shè)置自動關(guān)閉，然后你在入睡時播放聲音一個小時后，聲音自動關(guān)閉。無論音頻源是什么聲音，將聲音調(diào)到最低模式，使聲音融入周圍的自然環(huán)境聲中。聲音過大會導(dǎo)致睡眠質(zhì)量變差，建議保守應(yīng)用白色，粉色或者棕色的噪音。
有趣的事情來了，除了以上顏色的噪音，還有黑噪音和藍噪音。黑噪音是指沒有噪音 —— 周圍完全寂靜或者偶爾會被聲音打斷的寂靜。藍噪音與棕色噪音相反，更加強調(diào)高頻而非低頻，聽起來像蛇發(fā)出的嘶嘶聲。大多數(shù)人認為藍噪音對入睡沒有好處。
作者：Cristen Conger&Talon Homer
翻譯：Nuor
審校：掃地僧
原文鏈接：Why do loud noises cause your ears to ring? & You Know White Noise, But What's Pink Noise and Brown Noise?
本文來自微信公眾號：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：Conger & Homer
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