回声定位：第八感

kish biking.png — 基什在加利福尼亚州奥兰治县的山上骑行。 | John Ker / Mountain Bike Action

这是米申维耶霍（Mission Viejo）山区一个美丽的下午。微风拂面，为烈日下的我带来一丝清凉，也冷却了我早已湿润的脸颊。鸟鸣声与穿过橡树林的风声交织在一起。阳光温暖着松针，松树散发出它们熟悉的气味。

“大家都准备好了吗？”我们的向导丹尼尔·基什（Daniel Kish）问道。“记住要保持前后队形，但不要靠得太近。”

对此还是新手的梅根·奥罗克（Megan O'Rourke）说：“这有点吓人。但很有趣！”

“有趣，直到你撞到我为止！”布莱恩·布什威（Brian Bushway）说。我们都笑了起来。

当我们离开布什威家车道的安全地带，进入街道时，我们听到绑在自行车车架上的塑料拉链带敲击着轮胎辐条，发出咔嗒声。这声音很像孩子们把棒球卡固定在自行车轮上，制造出类似摩托车的声音。但今天，这种咔嗒声有着非常成人化的用途。

“好了，梅根，跟着我车轮的咔嗒声，这样你就能保持在路边了，”基什说。

我们转过一个弯，我抬头看到一个陡峭、似乎无穷无尽的上坡。我心想，要是我体能再好点就好了。我还觉得，此时此刻，我是我们这群人中最不幸的一个。毕竟，我是唯一一个能亲眼看到我们即将付出多少努力的人。我的同伴们——丹尼尔·基什、布莱恩·布什威和梅根·奥罗克——都是盲人。

我第一个到达山顶，而基什和布什威则留在后面指导奥罗克。当他们三人爬上山坡，离我越来越近时，我开始听到一阵阵尖锐而间断的咔嗒声——不同于自行车轮发出的声音。这些尖锐的咔嗒声来自基什和布什威的嘴巴，他们用这种声音来“听”我能看到的东西。他们用舌头发出咔嗒声，大约每两秒一次，这样他们就能听到声音从附近的路缘、灌木、停放的汽车和其他障碍物反射回来。这种导航方法被称为回声定位，它使得基什和布什威能够带领这些山地自行车远足。他们都用舌头侧面发出咔嗒声，就像在催马快跑一样。

骑行时，我问布什威：“那么，通过回声定位，你能感知到小路的哪些部分？”

他回答说：“我能听到小路两边灌木与泥土交界的地方。我还能听到路上或路附近是否有大石头或树木。所有关于小路的重要信息都能听到——可能除了马粪。那个我用另一种感官来察觉。”

我们都笑了。

盲人骑行

基什和布什威带领山地自行车旅行大约有10年了。他们的“蝙蝠队”通常包括3到5名学生，但他们也曾带领过多达12人的团队。所有参与者都有严重的视力障碍，大多数人几乎没有或完全没有光感。除了给学生们带来极大的乐趣，基什和布什威相信这些活动能建立他们的自信。他们也一直在教盲人学生回声定位，他们认为这是学生获得独立的最有效方法之一。实际上，基什在1995年就为了他的硕士论文对回声定位进行了科学研究。

丹尼尔·基什和布莱恩·布什威是特别擅长回声定位的人。除了山地自行车，他们还利用回声定位来徒步、滑旱冰、玩滑板和打篮球。除了手杖，回声定位是基什探索世界的主要方式。基什和布什威的回声定位技能也使他们成为了某种程度上的名人，让他们登上了全国性的新闻和脱口秀节目，出现在杂志特写中，并进入了演讲圈，为众多组织做有启发性和鼓舞人心的演讲。在媒体中，他们常被描绘成“医学之谜”，或拥有“特殊天赋”。这很不幸，因为尽管基什和布什威的技能确实令人印象深刻，但人类的回声定位既不神秘也不特殊。而且，正如你很快将了解到的，你也能进行回声定位，并且你一直在这样做。

丹尼尔·基什从未能看见东西。在他4个月大的时候，他被诊断出双眼患有视网膜母细胞瘤。视网膜母细胞瘤是视网膜的癌性肿瘤，可能致命，治疗通常需要完全摘除受影响的眼睛。在基什的案例中，一只眼睛在他7个月大时被摘除，另一只在他13个月大时被摘除。在此之前，肿瘤非常大，以至于他很可能除了分辨光明与黑暗之外，无法在视觉上辨别任何东西。

眼睛被摘除后，基什的父母坚定地鼓励他独立。他们拒绝以任何方式限制他的活动，尽管他可能会磕磕碰碰。他们也避免充当向导，让他自己行动和探索世界。他将自己成年的导航技能，包括他在回声定位方面的专长，很大程度上归功于他父母的教育方式以及这种方式带给他的自信。

基什记得自己总是在进行回声定位。他的父母说，他甚至在眼睛被摘除之前就开始发出咔嗒声了，后来他用这种方法来引导自己爬行、扶着东西走以及早期学步。到他7岁时，他已经用回声定位来骑自行车和滑旱冰了。像大多数孩子一样，他喜欢在邻里间骑车。他能通过听取迎面而来的车辆和行人发出的声音来发现他们，并通过回声定位来跟踪路缘和定位停放的汽车，从而安全地靠边行驶。或许最令人印象深刻的是，他可以通过回声定位草坪之间的车道来判断自己在社区中的位置：听出不同质地的区别，并在一路骑行时进行计数。如今，他的骑行技术令人惊叹。在制作一个关于基什的电视节目时，他被要求在一个操场的篮球场上骑自行车。最终的录像带显示，他轻松地在水泥球场的边界内骑行，并熟练地绕过支撑篮筐和篮板的柱子。

对蝙蝠的研究表明，这些动物使用回声定位过程来确定黑暗中物体的位置，它们发出高频的唧唧声，这些声音从附近的物体反射回来并返回到它们的耳朵。通过比较发出和返回的声音之间的时间、能量和频率差异，蝙蝠能够确定物体（如飞蛾、树木、电话线）的位置和特征。在康奈尔大学，卡尔·达伦巴赫（Karl Dallenbach）的团队进行了一系列实验，以探究人类是否像蝙蝠一样进行回声定位，并确定盲人确实可以并且确实这样做了。

自达伦巴赫的研究以来，其他实验室已经证明，人类可以利用回声定位来听取物体更详细的属性。这些属性包括物体的水平位置、相对距离和相对大小。令人惊讶的是，人类甚至有能力利用回声定位识别物体的基本形状（方形、三角形、圆形）乃至物体的材料成分（木材、金属、布料）。盲人通常更擅长回声定位，但未经训练的视力正常者也能够完成所有这些任务并取得一定的成功，并且通过练习可以提高准确性。在我自己的实验室研究中，我们发现视力正常的受试者仅需练习10分钟，就能学会准确地通过回声定位判断一块可移动木板的位置。

回声引导

你的大脑是如何利用声音进行回声定位的？就像蝙蝠一样，你可能利用发出的声音和其反射回来的声音之间的时间延迟来判断你与物体的距离——物体越远，延迟越长。发出和反射的声音之间的强度（响度）差异很可能也用于此目的——物体越远，返回的声音越小。

然而，这类声音线索的使用有两个限制。首先，一旦你距离一个物体不到两米，你的耳朵在生理上就无法分辨发出和返回声音之间极其微小的时间和强度差异。其次，你实际上并不需要发出声音来“回声定位”。许多回声定位实验表明，这项技能可以通过由回声定位者以外的声源发出的声音来完成。这使得比较发出和反射的声音变得不那么必要了。

很可能你的大脑在回声定位时经常使用其他类型的声音线索。其中最重要的一种是在能反射声音的物体前发生的声波干涉模式。理解这一点的最好方法是尝试一个快速的演示：将你的手举到脸前大约一英尺的地方，手掌朝向你的嘴巴。现在，合上你的门牙，张开嘴唇，发一个持续的“嘘——”声。在发声的同时，慢慢地将你的手移向你的嘴巴。你会听到随着手越来越近，“嘘——”声会系统地发生变化。要真正听清声音的变化，反复地将你的手来回移动，时而靠近，时而远离你的嘴巴。你会听到一个随着你手的位置而变化的呼呼声。

你听到的是从你手上反射回来的声音与从你嘴里发出的声音相互碰撞。当你的手移动时，声波干涉模式会随着距离而改变。即使不是你发出的声音，你也能听到这些声波干涉模式的变化——那些呼呼声。让你的朋友在你旁边做这个演示，你应该能毫无问题地听到干涉的呼呼声。如果身边没有朋友，打开你的收音机或电视，调到一个没有节目的频道，这样你就能听到噪音。将你的手移向扬声器，同样，你应该能听到呼呼的干涉模式。

微光一瞥

丹尼尔·基什现在是世界盲人组织（World Organization for the Blind）的主席，这是一个致力于帮助盲人个体及其视力正常的亲友了解视障人士能力的协会。布莱恩·布什威也是该组织的创始成员之一。该组织的一个核心理念是教授用于行动的回声定位，并向公众宣传其潜力。基什和布什威周游世界，为盲人机构提供咨询，并为盲人个体进行辅导。他们已经培训了超过100人使用回声定位，并取得了良好到优秀的成果。

在我们的山地自行车骑行之后，我问丹尼尔·基什，他会如何向一个视力正常的人描述作为一名回声定位专家的体验。他提供了一个很美的比喻：他经常和盲人及视力正常的朋友在山里露营。他的团队喜欢深夜徒步，有时一个视力正常的朋友会勇敢地放弃手电筒，让他带路。朋友会挽着他的胳膊，他们在山间的天空和浓密的橡树冠下走在小径上，树冠使小径一片漆黑。但偶尔，树冠会透出足够的星光，瞬间微弱地照亮小径。基什相信，他能通过感知到视力正常的同伴自信心短暂的提升来察觉到这些时刻，这让他知道了这些光亮出现的频率和持续时间。基于此，基什认为他的同伴正在体验一种类似于视觉版的回声定位。专业的回声定位，就像在浓密树冠下夜间徒步一样，能让人对环境有模糊的“一瞥”，从而识别主要障碍物，并确定前进的方向，直到下一次“一瞥”的到来。当然，基什有一个优势：通过随心所欲地进行回声定位，他可以决定这些“一瞥”何时以及多久出现一次。