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對(duì)擁有視力的人類說(shuō)，回聲定位技能或許不是最重要的。但對(duì)盲人來(lái)說(shuō)，獲得這種能力，可能意味著擁有出門的勇氣。

撰文 | 栗子

審校 | 二七

自然界的許多動(dòng)物，都有回聲定位的技能。

其中，最有名的可能是蝙蝠。在大約 900 個(gè)蝙蝠物種里，超過(guò)一半都會(huì)使用回聲定位。它們中的不少物種通過(guò)收縮喉部發(fā)出聲波，也有一些依靠咋舌聲，還有少數(shù)利用鼻腔發(fā)聲：當(dāng)這些聲波遇上周遭的物體再?gòu)椈仳鸬膬芍欢淅铮鸨憧蓮幕芈曋型茰y(cè)物體的位置，并識(shí)別物體。

在黑暗的環(huán)境下，回聲定位能夠幫助蝙蝠鎖定獵物、躲避障礙、尋找棲息地，是生存所需的必備技能。用這種方法探測(cè)到的物體，甚至可以細(xì)如發(fā)絲。

而在這項(xiàng)令人羨慕的技能背后，蝙蝠擁有特化的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)，它們聽(tīng)到的聲波頻率，比人類能感知的范圍（20-20000 Hz）要寬廣得多。另外一些能夠回聲定位的動(dòng)物如海豚和齒鯨，內(nèi)耳當(dāng)中也有和蝙蝠相似的特化耳蝸，為動(dòng)物帶來(lái)敏銳的聽(tīng)覺(jué)。

相比之下，人類的耳朵或許沒(méi)有同樣優(yōu)異的性能，但這不代表我們就不能利用回聲定位來(lái)探知周圍的情況。研究表明，不論是盲人還是普通人，都可以通過(guò)短期訓(xùn)練，掌握回聲定位的技巧。

用耳朵 " 看 " 到這個(gè)世界

來(lái)自美國(guó)加州的丹尼爾 · 基什（Daniel Kish）出生在 1966 年，剛滿 1 歲的時(shí)候，他就因?yàn)榛加幸环N罕見(jiàn)的兒童眼癌——視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤，而被摘除了兩只眼球。

丹尼爾幾乎從來(lái)沒(méi)有看過(guò)這個(gè)世界的樣子。但走在路上的時(shí)候，他依然能判斷出前面有一輛車；當(dāng)站在一棵姿態(tài)奇異的樹(shù)旁邊，他不光能感覺(jué)到那是樹(shù)，還知道樹(shù)長(zhǎng)歪了——只在低處蜿蜒，長(zhǎng)不高，跟普通的樹(shù)形狀很不一樣。

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他可以在城市里自如地行走，也能騎著自行車往來(lái)穿梭。假如只看丹尼爾騎車的畫(huà)面，大家多半會(huì)以為這就是一個(gè)視力正常的普通人。但打開(kāi)視頻的聲音之后，我們就會(huì)聽(tīng)見(jiàn)許多咔噠聲，進(jìn)一步仔細(xì)觀察的話，還會(huì)發(fā)現(xiàn)聲音是騎車人嘴里發(fā)出的。

每秒兩到三下，這些短促而清脆的咔噠聲，是丹尼爾彈舌時(shí)發(fā)出的，也是他在回聲定位中用到的工具。從很小的時(shí)候他就感覺(jué)到，每當(dāng)自己發(fā)出聲響，周遭的世界都會(huì)給個(gè)回應(yīng)。而且，不同的物體有不同的回應(yīng)，比如樹(shù)、車、門廊 …… 每種物體在他腦海里都對(duì)應(yīng)著各自的 " 形象 "，只是這形象不是由圖像表示，而是由回聲來(lái)體現(xiàn)。

從回聲當(dāng)中，丹尼爾雖然聽(tīng)不出物體在視覺(jué)上的細(xì)節(jié)，但能分辨出輪廓，了解物體的形狀和大小，還有距離和方向。想知道物體離自己多遠(yuǎn)，可以依靠回聲的頻率（音高）和響度來(lái)判斷，離得越近音調(diào)越高且越響；左右耳收到的不同回聲，則有助于推測(cè)物體所在的方向。當(dāng)物體位置變化的時(shí)候，回聲也會(huì)隨之改變，丹尼爾出行時(shí)就需要頻繁發(fā)出咔噠聲，不停地感受周圍環(huán)境。

丹尼爾說(shuō)，雖然自己彈舌的聲音基本上每次都一樣，但遇到物體后返回的聲波，已經(jīng)被物體表面的特性改變了。經(jīng)過(guò)多年訓(xùn)練，他可以依靠回聲來(lái)感受物體的質(zhì)地，判斷密度大小。這并不是什么精確的測(cè)量，但對(duì)丹尼爾來(lái)說(shuō)能區(qū)分木柵欄和金屬柵欄已經(jīng)足夠——木柵欄給他的回聲更加沉悶一些。

在衣食住行中，對(duì)盲人最不友好的或許就是出行，一種對(duì)未知世界的恐懼，可能阻擋了許多盲人出門的腳步。而丹尼爾的 " 聲納 " 再加上手杖，除了滿足日常出行需求，還能支持他遠(yuǎn)足的愛(ài)好——回聲定位，仿佛就是他與世界談判的資本。

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當(dāng)然，丹尼爾并不是人類中唯一的回聲定位能力者。從 18 世紀(jì)中葉開(kāi)始，人們就已經(jīng)注意到了盲人用非接觸的方式定位物體的能力。只是，當(dāng)年的學(xué)者可能沒(méi)有意識(shí)到聽(tīng)覺(jué)在其中的作用，更多地認(rèn)為是物體給人臉施加了某種形式的 " 壓力 "，讓盲人抓到一些規(guī)律，判斷出面前有障礙物，這才會(huì)在撞墻之前停下腳步。

來(lái)到 20 世紀(jì) 40 年代，康奈爾大學(xué)的科學(xué)家邀請(qǐng)多位盲人參與實(shí)驗(yàn)，終于證明了盲人非接觸式感知物體的能力并不是由 " 壓力 " 驅(qū)動(dòng)，而是靠聲音和聽(tīng)覺(jué)成就的。

但直到如今，能在生活中熟練使用回聲定位的盲人依然是少數(shù)，丹尼爾作為少數(shù)人中的一位，也常常收到采訪和演講邀約。他總是喜歡強(qiáng)調(diào)自己并不特別，回聲定位也不是他獨(dú)有的技能，而是任何人經(jīng)過(guò)訓(xùn)練都能掌握的能力。

近年來(lái)，丹尼爾在把自己的技巧傳授給更多的人。與此同時(shí)，一些科學(xué)家也自己的研究中證明，普通人想要擁有 " 聲納 "，并不是一件太難的事。

三個(gè)月能訓(xùn)練到什么程度？

在 2021 年發(fā)表的一項(xiàng)研究中，來(lái)自英國(guó)杜倫大學(xué)的團(tuán)隊(duì)，征集了26 位志愿者（年齡在 21-79 歲之間）來(lái)接受回聲定位訓(xùn)練：其中12 位是盲人，從童年起就被診斷為失明（矯正后視力較好的那只眼睛視力仍低于 0.1），另外 14 位是擁有視力的人。

和丹尼爾用到的方法相似，志愿者們也要依靠口腔里發(fā)出的咔噠聲來(lái)進(jìn)行回聲定位，具體訓(xùn)練內(nèi)容包括區(qū)分物體大小、感知方向以及虛擬導(dǎo)航這幾個(gè)小項(xiàng)。每周安排三次訓(xùn)練，一次時(shí)長(zhǎng)大約 2-3 小時(shí)。訓(xùn)練期結(jié)束之后，志愿者要參加考試，并與使用回聲定位超過(guò) 10 年的 7 位專業(yè)人士對(duì)比成績(jī)。

第一項(xiàng)任務(wù)，區(qū)分物體大小。志愿者面前有一副架子，上面插著一大一小兩個(gè)圓盤(pán)，可能大圓盤(pán)在小圓盤(pán)上方，也可能小圓盤(pán)插在大圓盤(pán)上方。人們需要站在離圓盤(pán) 33 厘米遠(yuǎn)的地方，通過(guò)發(fā)出咔噠聲，來(lái)判斷大小圓盤(pán)哪個(gè)在上哪個(gè)在下。

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考試結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò) 10 周訓(xùn)練后盲人志愿者判斷大小的平均正確率達(dá)到74%，有視力志愿者的的平均正確率則有84%。兩組志愿者的成績(jī)都比訓(xùn)練開(kāi)始前有了明顯提升，只是還沒(méi)有達(dá)到專業(yè)人士的水準(zhǔn)（91%）。而專業(yè)人士在考核中，站在離圓盤(pán) 100 厘米遠(yuǎn)的地方，比志愿者的考試距離要遠(yuǎn)。

第二個(gè)任務(wù)是辨別方向。志愿者面前的架子上插著一塊長(zhǎng)方形木板，方向可能有四種：豎著（0°），往一邊斜（45°），橫著（90°），往另一邊斜（135°）。人們需要從中選出正確的方向。

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此項(xiàng)考核當(dāng)中，盲人組最終的平均正確率是62%，視力組的平均正確率是76%，總體也都比訓(xùn)練前的成績(jī)有所改善。但這一次，專業(yè)人士的正確率并不優(yōu)于兩組志愿者，雖然他們依然是站在比志愿者更遠(yuǎn)的位置考試的。

第三項(xiàng)任務(wù)是虛擬導(dǎo)航，或者說(shuō)走虛擬迷宮。這里用的迷宮，是前人研究中已經(jīng)建好的模型：科學(xué)家們?cè)?T 形、U 形、Z 形等幾種形狀的實(shí)物迷宮里，錄下了在每個(gè)位置發(fā)出的咔噠聲，和雙耳收到的回聲，并把這些聲音放進(jìn)虛擬迷宮。考核中，志愿者需要在電腦上操作，根據(jù)提前錄好的回聲來(lái)判斷對(duì)應(yīng)的位置，在 180 秒內(nèi)走到迷宮終點(diǎn)，而一旦撞墻就需要從原點(diǎn)重新開(kāi)始。

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在虛擬導(dǎo)航考試當(dāng)中，科學(xué)家主要關(guān)心的是人們走出迷宮所用的時(shí)間，以及撞墻次數(shù)。訓(xùn)練后的志愿者們，走完迷宮的平均用時(shí)從 119.30 秒下降到了 48.42 秒，成效十分顯著；志愿者的平均撞墻次數(shù)，也從最初的 6.57 次下降到 3.64 次。從用時(shí)上看，視力組的成績(jī)優(yōu)于盲人組，而專業(yè)人士的用時(shí)與盲人組之間并沒(méi)有明顯差距。

三項(xiàng)考試結(jié)束后，科學(xué)家感受到，普通人經(jīng)過(guò)短期訓(xùn)練，也能讓回聲定位能力獲得明顯的進(jìn)步，有時(shí)甚至可以超越常年使用回聲定位的專業(yè)人士的表現(xiàn)。在后續(xù)隨訪中，盲人參與者們也表示，回聲定位真的幫他們提升了活動(dòng)能力。

并且，在 12 位盲人志愿者當(dāng)中，有 10 位都認(rèn)為這項(xiàng)技能可以讓他們變得更獨(dú)立，也在增強(qiáng)自己的幸福感——丹尼爾一直希望有越來(lái)越多的盲人朋友去接受回聲定位訓(xùn)練，或許就是希望他們也能獲得這樣的感受。

敢于走出門，就是人生最大的一步。