听觉系统为什么比视觉系统复杂？

人类能看到物体，依靠视觉系统。视觉是眼睛与是大脑半球视觉区发生生理和心理过程。我们凭借眼睛的感光功能产生视感觉，在视感觉的基础上形成视知觉。眼睛能看到物体，都是由光的刺激产生。光的来源一部分为直接发光物体，比如太阳和灯光；另一部分来源于反射光，如月亮和书本。我们看到的物体大部分都是反射光。光是由电磁波组成，人类眼睛能感受到的电磁波在400nm到700nm之间。不同波长的电磁波对视觉细胞刺激产生的感觉经验不同，比如400nm会引起紫色感，700nm会引起红色感。经过研究发现，光有三个物理属性，波长、强度和纯度，人类的颜色感觉也有三个心理属性：色调、明度和饱和度。三个物理属性和三个心理属性可以形成一个三维度立体图形：颜色椎体。色调：物体引起的颜色感觉，比如红橙黄绿蓝靛紫，统称为色调。色调的产生就是由于波长不同所决定。明度：个体对光源或物体表明明暗的感觉。明度的不同主要源自光源或者物体反射光的强度。饱和度：个体对色调纯度的感觉。饱和度决定于光波的成分，单一波长的光，饱和度最高，不同波长的光混合在一起，饱和度较低。锤体的竖轴、圆周、半径分别代表视觉上颜色的明度、色调和饱和度。竖轴由下到上表示明度从纯黑依次到纯白的系列变化，只有明度差异而无颜色区别。锥体圆周代表红、橙、黄，绿、蓝、紫等不同色调。锥体半径表示颜色饱和度，从圆心向圆周颜色饱和度依次增加。双锥体内任何一点都表示视觉上可见的颜色。圆周处饱和度最高，颜色最单纯；愈接近中央，饱和度愈低，颜色愈接近灰色。眼睛在接受长时间光刺激后敏感度会降低（视觉适应），比如由明亮的地方进入黑暗的电影院，看到的是一片黑暗，然后看到位置（暗适应），走出电影院，觉得光线刺眼，过一会恢复（明适应），当眼睛注视绿色几分钟之后，再将视线移至白纸背景上，这时感觉到白纸并不是白色，而是绿色的互补色——品红色，但经过一段时间后又会逐渐恢复白色感觉（颜色适应）。人类除了视觉系统还有一个重要的听觉系统。听觉是个体对环境中声音刺激特性的反应。声音的物理特性为声波，声波不像光波在空气与真空均可以传递，而是需要媒介。与光波类似，声波也有三种物理属性：频率、振幅和复杂度，对应心理属性，就是音调、音强和音色。三个物理属性和三个心理属性可以仿照视觉系统形成一个三维度立体图形：声音椎体。椎体的竖轴、圆周、半径分别代表视觉上颜色的音调、音色和音强。竖轴由下到上表示明音调从低音到高音的系列变化，只有音调差异而无音色区别，简单理解就是同一个乐器的音调。锥体圆周代表音色，不同的乐器，比如钢琴、吉他、笛子等不同音色。锥体半径表示音强，从圆心向圆周听到的声音大小不一样，逐次增加。双锥体内任何一点都表示听觉上可听的声音。圆周处音色最纯正，声音最明亮；越接近中央，音色越不正，听到的声音越来越小。音调：个体对声音高低的感觉，音调的高低主要是受声波频率的变化的影响。频率越高，音调也就越高。人类一般能感受到的频率在20到20000赫兹。音强：个体对声音强度的感觉，音强的高低决定于声波振幅的大小，振幅越大声音越大。一般人儿能接受的音强在16到160分贝。我们通常所说的太吵了，就是指音强。音色：个体对在感觉上声音特殊性的辨别。可以想象同样的音乐，用不同的乐器吹出来的音色就不一样。这是因为每个乐器的构造导致振动方式的不同，从而产生了不同的音色。音色是由于声波的复杂度决定的，同一个物体除了全部振动发出声音外，部分振动也会发出声音，全部振动叫基音，部分振动的声音叫倍音，声波的复杂度就是由于基音和倍音的比例关系决定。声音除了大小高低的变化以外，还有一个重要的变化，就是方向。在演唱会和戴耳机听同一个音乐的感觉是完全不一样的。这就是所谓的听觉定向，个体感觉声音出现时凭知觉判断声音的远近和声源方向。要进行听觉定向依靠两种线索：单耳线索：依靠一只耳朵获得线索，虽然不能判断方位，但是远近可以判断。双耳线索：依靠两只耳朵协作，进行判断。时间差：声音来自侧方时，两耳接受音波刺激的时间要比前后容易判断，这就是为什么我们都喜欢侧耳倾听，通过侧耳改变方式，调整距离获得时间线索。强度差：声音随着距离的远近而有所改变，声音越远，强度越低。波压差：声波对外耳与中耳交界处的耳鼓膜形成压力的差别，声源近，压力大，声源远，压力小。