——用聲波“看”到的世界會是什么樣？Daniel Kish自幼失明，他將告訴我們一切

原文，翻譯：tantuyu  他的其它譯文——看這里、看這里、看這里……

那時我六歲，是我上學的第一天。下課鈴響了，除了我，同學們都歡快地跑出教室。我是個盲人，看不見周圍的世界，至少用眼睛看不到。但我一邊彈舌，一邊側耳傾聽從左邊墻壁反射的回聲。我伸出手摸索著向前走，避免撞到東倒西歪的椅子上。我聽到同伴們的歡笑和叫嚷，同時我也通過彈舌辨別前方所出現(xiàn)的走道的墻面。這是我生平第一次穿過走廊來到操場。

走了幾步，我停下來聽一聽。我腳下的人行道平行于身后的建筑，我就站在人行道的一個豁口上面。我把舌頭彈得很響，把頭左右轉來轉去。一閃而過的話音、拍球的聲音、匆匆的腳步聲，這些都被我一一記錄在腦海里，一條道路的樣子出現(xiàn)在我面前。我周圍是什么？我怎樣到那里？我怎么回來？

我快速地彈著舌頭并檢測它們的回聲，小心地向前移動。到處是飛奔的孩子，我不斷捕捉這些稍縱即逝的聲音并在腦海中形成一系列景象。我盡量朝空曠的地方走，避開成群結隊的人和彈來彈去的皮球。我并不害怕——這一點令我自己也很吃驚。我扭過頭彈了彈舌頭，聽到旁邊建筑反射回來的回聲。只要我還能聽得見這些回聲，我就可以找到回來的路。

我感到腳下的路漸漸向下傾斜。我繼續(xù)向前走，前方的聲音聽起來感覺有些柔和，這說明前面有一大片草地。終于，我站在了草地上。我加快腳步，不再害怕會被奔跑的人撞到或者被飛來的皮球砸到。突然我感到前面有東西，于是我停下腳步。“嗨”——起先我試探著打了個招呼，以為那有一個人靜靜地站在那里。我彈了彈舌頭，從回聲判斷，前面的東西很細，不可能是一個人。

在伸出手摸到它之前我意識到那可能是一根桿子。我又朝周圍彈了彈舌頭，發(fā)現(xiàn)周圍還有一樣東西。我離開那根桿子朝它走去，然后發(fā)現(xiàn)那還是一根桿子，而且我又接二連三找到了一共九根同樣的桿子，它們排成一條線。我后來才知道這些桿子是一條滑雪道上的標桿，我當然不會想要去滑雪，但我學會了靠彈舌的回聲來定位一排排的樹木，把它們當作標桿來練習自己的自行車技術。

這時傳來一陣嗡嗡聲。我彈著舌頭左右搜尋，但我卻聽不到那座建筑的回聲。于是我拍了拍手，我聽到了回聲，同時也聽到了從那個方向傳來的孩子們奔跑的聲音。后來我知道了操場的位置，我也可以跑了。我邊跑邊彈舌拍手，我可以聽到遠處墻壁反射的回聲越來越近越來越響亮。

孩子們在墻跟前排著隊，但我不知道自己的隊伍在哪里。我只好問別人，人家給我指出了正確的方向。我彈著舌排到自己的隊伍后面。當我們走進教室的時候，我靠彈舌來避免碰撞到其他人。當確定我離面前的墻壁距離合適的時候，我轉向左邊并找到自己那張擺著盲文寫字板的桌子。坐下來后我還在想，下次課間休息的時候我一定要看看操場到底有多大，它是否有斜坡。

我上學的那個時候，盲人孩子要么等著別人帶路要么靠自己去探索。我的方法是靠聽彈舌反射回來的聲音判斷我周圍的物體?？窟@種方法我可以對自己周圍的環(huán)境有一個三維的概念。

我不記得自己是在什么時候、如何學會使用這種聲波定位法的，那時我還很小。我倒是記得在我兩歲半的時候，有一次翻過鄰居家的籬笆后就是用這個方法來探測自己周圍有什么東西的。

從小我就能夠獨立做很多事情，當然，如果別人樂意幫助我的話我就更開心了。在洛杉磯住的時候我可以騎自行車穿過整個小區(qū)；可以跟朋友們玩捉人的游戲；可以爬樹，也可以徒步到我想去的任何地方。

為此我要感謝我的父母。他們?yōu)槲姨峁┖驼：⒆訋缀跻粯佣嗟臋C會，他們相信我能夠自己解決問題。

我當然不是第一個自學聲波定位法的人。實際上，人類利用聲波定位的歷史可能跟人類自身的歷史一樣悠久。有被動式和主動式兩種聲波定位法。被動式聲波定位法是指利用環(huán)境中的聲音來對環(huán)境進行判斷，比如我們自己的聲音在不同的環(huán)境下聽起來就會有所不同。

在學會使用照明以前，人類就是靠聲音定位的方法在黑暗中尋找出路，我認為這是人類天生就有的一種能力。

有記載盲人使用聲波定位法的歷史可以追溯到十八世紀中葉。法國哲學家狄德羅在1749年記述了一個盲人朋友對身邊的環(huán)境非常敏感，他可以區(qū)分一條通暢的路和一條死胡同。在十九世紀，著名的“盲人旅行家”James Holman記錄了他通過用手杖叩擊地面或聽路上的馬蹄聲來感知周圍的環(huán)境。

那個時候的人還不知道這個技巧的基本原理。有人認為是面部皮膚在起作用，所以也把這個方法叫做“面部視力”。直到1940年才有一系列的實驗證明這種能力依賴于聽到的回聲。

利用回聲我們可以感知物體的三個特征：它們的位置，大小和形狀，還有就是它們的性質(zhì)——是堅固的還是松散的，表面是光滑（可反射聲音）的還是粗糙（吸收聲音）的。大腦可以利用這些信息對周圍環(huán)境形成一個印象。

例如，我這樣感知一輛停著的轎車：它是一個大的物體，兩端低矮中間高。高度和坡度的不同讓我可以區(qū)分車頭和車尾——通常車頭更低矮一些，而且到車頂?shù)钠露纫膊淮蟆?/p>

我還可以判斷車型。比如，一輛皮卡通常個頭比較高，從車底反射回來的聲音比較空洞。而一輛SUV個頭也挺高，但車底反射的回聲感覺比較厚實。

一棵樹的下面，也就是樹干的部分聽起來相對較細也比較結實，越到高處感覺就越寬闊越稀疏。另外比如樹的尺寸、枝葉的疏密或者分杈的高度等更細微的特征也是可以確定的。

被動式聲波定位法依賴一些偶然產(chǎn)生的聲音，例如腳步聲。這樣形成的畫面比較模糊。相反，依靠比如彈舌這樣的主動式聲波定位法所形成的圖像就精確得多。我和我的大學同學把這種方法稱為“閃式聲納”，因為我們每次彈舌后得到的印象就好比正常人在黑暗中當閃光燈一閃的時候看到的一幅畫面。

閃式聲納

由于聲源主動產(chǎn)生的信號比較穩(wěn)定，因此，哪怕在嘈雜的環(huán)境里大腦也可以捕捉這種特殊信號，就好比在人群中很容易辨別一張熟悉的面孔一樣。

這種主動信號的特征也可以根據(jù)不同的需要而改變，比如我在快速移動的時候彈舌的頻率就比較快，而在安靜的環(huán)境下彈舌的頻率就低，這樣可以避免接收許多不必要的信息。像建筑物這樣大型的物體在幾百碼外就可以探測到，而如果距離足夠近，哪怕信用卡那么小的物體也可以被察覺。

閃式聲納最大的局限在于圖形-背景辨別，即將某個物體或圖形從它周圍一系列物體中區(qū)別出來。因為各種元素傾向于混雜在一起，所以像辨別不同的面孔這樣的事情是不可能辦到的。另外，噪音太大或大風的環(huán)境也會干擾回聲，這時候就需要把舌頭彈得更響更頻繁。

我現(xiàn)在把一部分時間花在閃式聲納的教學上。起初我接受的是心理學培訓，后來我成為美國第一個完全喪失視力的辨向及移動專家，專門輔導盲人克服障礙。在這個領域工作了幾年以后，我感到普通的盲人教育并沒有做到充分發(fā)揮盲人的潛能。

于是，我開發(fā)出自己的一套教學方法來幫助盲人學生更廣泛地參與各類活動——包括獨自騎自行車，進行球類運動，單獨進行野外徒步運動——有時甚至帶有競賽的性質(zhì)?？傊?，我希望幫助他們盡量克服社交活動上的困難。

2001年我辭職并創(chuàng)辦了一個叫做“面向全球盲人”的非營利性組織，希望全世界的盲人都能夠分享我們的方法。我們走進家庭幫助那些失明的人們?nèi)プ鋈魏嗡麄兤谕氖虑?。我們也辦培訓班來培養(yǎng)這方面的老師。

我們的培訓包括很多方面，其中最有名的就是教授閃式聲納法。閃式聲納法可以讓盲人感知他們周圍的環(huán)境，比一根手杖所能起到的作用大得多，因此這個方法很快被其他從事盲人輔導工作的同行所認可。我們也是第一家系統(tǒng)性教授這一方法的機構。

開始的時候，我們通過讓學生探測并定位一些類似塑料板或碗這樣的大物件來訓練他們對回聲的敏感性。一旦學生掌握了這個技巧，我們就開始教他們辨別更復雜的回聲，并讓他們把這些回聲跟熟悉的回聲進行比較。

例如，當面對一道柵墻的時候?qū)W生會問：“它聽起來挺結實，對嗎？”

然后我可能反問他：“像你家的墻壁那么結實嗎？”

“不，沒那么結實”她說。

“那么它像院子周圍的柵欄那樣稀松嗎？”

“也不像，比那個要厚實一些。”她答道。

這時我們就會把問題拓展開來：“它讓你想起房子附近的什么東西嗎？”

“灌木叢？”她問道。

“跟灌木叢有什么區(qū)別嗎？”

“比灌木叢平整，有點像柵欄。”

最后我們讓學生觸摸并確認他們所聽到的物體。

除了訓練，我們還開發(fā)了一種叫做“脈沖式發(fā)聲器”的頭部佩戴裝置。它可以像蝙蝠那樣發(fā)出高頻率的聲響，當然這種聲音是在人類的聽力范圍內(nèi)的。使用這個裝置的效果要比彈舌產(chǎn)生的回聲定位效果好三倍。

我們在跟生物學家合作，希望進一步了解動物是如何利用回聲定位來感知周圍環(huán)境的。我們也跟人工智能方面的研究人員合作，研究如何使機器人利用聲納導航。此外我們還跟神經(jīng)生物學家合作研究腦的成像系統(tǒng)。

我們希望全世界的盲人都能從我們的方法中獲益，從而過上更高質(zhì)量的生活，有機會嘗試更多的選擇。通過在媒體上介紹那些獲得成功的盲人學生，我們正在改變?nèi)藗儗γと四軌蜃鍪裁吹目捶āＮ覀兿Ｍ麕椭と顺浞职l(fā)揮自己的潛能，讓他們認識到自己并非離開了手杖或別人的幫助就什么也干不了。

附：

回聲定位法初學者指南

§ 閉上眼睛，請別人在你的臉前方舉一個小碗或開口的盒子。開始說話并傾聽，感覺自己回聲有多空洞（這個時候你靠彈舌可能還難以辨別，除非經(jīng)過了大量訓練），并跟前方?jīng)]有盒子的情況下進行對比。

§ 下一步，換一個大些的盒子或罐子，聽自己的回聲并感覺它們有多深沉。

§ 換成枕頭或坐墊進行練習，注意感覺回聲的軟硬程度。

§ 試著走進一間屋子，當你在角落時候傾聽聲音是否顯得很空，再把臉轉向一邊聽聲音有何變化。

人工回聲定位

人類的回聲定位受到聽力范圍的限制：我們能聽到多少細節(jié)取決于聲音的波長。用超聲波揭示細節(jié)的精細程度要比普通聲波強十倍，這也是為什么許多研究組年復一年致力于開發(fā)像“超聲手杖”、“K－聲納”這樣一些利用超聲波系統(tǒng)導盲的裝置。

雖然超聲波裝置可以探測到5米以外只有郵票大小的物體,但它也有很大的局限性，它卻察覺不了十米開外的一面谷倉墻壁。另外，如何把超聲影像轉化為使用者可以理解的觸覺或聽覺信號也是一個問題。

還有，設計這些裝置的工程師可能并不真正了解盲人的需要。比如說，盲人要求能夠輕松靈活地使用手杖，你就不能在上面裝個沉甸甸的勞什子。基于這些原因，人工回聲定位裝置一直都很難流行起來。

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校對（桔子）按：本來有點懷疑這個內(nèi)容，又怕是什么雙關語沒稿明白……查了wiki（human echolocation）才知道貨真價實。里邊也提到了19世紀盲人利用回聲定位的事情，還有那位軍人旅行家詹姆斯霍爾曼更詳細的信息；另外描述了一個比較有趣的現(xiàn)象：有些盲人走過一排樹的時候會感到“一種壓力”，據(jù)推測這實際上是他們敏感地聽到了自己腳步聲所產(chǎn)生的回聲，只是他們自己不知道罷了……