Mark Changizi 是一位进化神经生物学家,也是 2AI Labs 的人类认知主管。他是以下著作的作者:
25000英尺高度的大脑,视觉革命,以及他的最新著作,驾驭:语言与音乐如何模仿自然并改变猿类为人类。”
电动汽车悄无声息的低语比汽油发动机的轰鸣声更具吸引力,但这也带来了一个不受欢迎的副作用:电动汽车可能会像狮子捕猎一样悄无声息地扑向毫无戒备的路人。事实上,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)发现,混合动力电动汽车对行人来说尤其危险。为了解决这个问题,有人建议为混合动力和电动汽车增加声音,无论是鸟鸣声还是有人发出“呜呜”声的录音。从这个角度来看,我想知道是否有可能为这些即将统治未来道路的危险的静音汽车添加“智能声音”。我意识到,解决方案可能来自月球上超光速的物体。我稍后会讲到这个听起来很疯狂的部分。运动的旋律为了解决这个问题,我推断,当电动汽车高速行驶时,由于汽车部件的振动,它们会发出足够的声音来被听到。正是在低速行驶时,它们才最危险,因为在这些速度下,它们最安静。因此,如果电动汽车要配备某种声音,它应该设计成即使在低速下也能工作——或者,*尤其*是在低速下。下一个问题是,我们*想要*在缓慢行驶、隐形电动汽车上发出什么样的声音?要回答这个问题,理解你的听觉系统用来检测你身边物体运动的线索很有帮助。最明显的声学线索是,近的物体声音更大,所以当你听到一个移动的物体音量增大时,你就知道它越来越近了。但这并不是最重要的声学线索。为了说明原因,想象一下沿着路边行走,交通从后面接近并经过你。这里重要的观察是,当这种情况发生时,你丝毫不会感到担心。即使你看不到汽车,你也知道它只是*经过*了你,尽管它的声音响亮得惊人。为什么?

多普勒效应会随着汽车的移动而改变警报器的观察音调。
你知道汽车不会撞到你是因为它的*音调*。由于多普勒效应,这辆车的音调在下降
,这种音调下降的轮廓毫不含糊地告诉你的大脑,尽管汽车会近到触手可及,但它会经过你而不是撞上你。如果它*将要*撞上你,它的音调会很高并且保持不变——*那是*碰撞的标志。关于我们周围物体轨迹最重要的线索来自于音调,以及音调如何随时间变化——运动的旋律。所以,我推断,*那就是*需要添加到电动汽车上的东西。增加汽车的声音,让它们更响(例如,前面提到的鸟鸣声或“呜呜”声),这很容易做到。这样做,识别移动物体轨迹的自然能力就会发挥作用。但请记住,问题在于相对*缓慢*行驶的电动汽车,虽然我们可以感知低至每秒一米慢走速度的(多普勒)音调变化,但如果它们的音调变化范围更广,我们就能*更熟练地*感知移动者的轨迹。从这个角度来看,我问道,有没有办法让慢速行驶的电动汽车获得那些快速行驶、对听觉系统更友好的物体的多普勒效应?回答这个问题需要一个关于比光速还快的物体…月球上的超光速物体如果你用激光照射月球并甩动手腕,光斑会在月球表面*非常*快地移动。事实上,你有可能让它超过光速!不相信我?我们来算一下。月球的周长大约是1000万米,所以当你的激光点扫过时,它可能会移动一半,也就是大约500万米。而且你可以快速转动激光——我可以在大约半秒钟内转动180度。考虑到月球只占天空的半度左右,激光点可能在一千分之一秒内完成其500万米的冲刺,大约相当于每秒30亿米,或光速的10倍。但这不是不可能吗?这不是会引起中微子争执
的事情吗?不是。虽然比光速更快是不可能的,但让某物*看起来*比光速更快是可能的。月球上的光斑根本不是*东西*。当一只狗疯狂地追逐激光时,是因为它认为那个不规则的光点是真实的东西,也许是一只昆虫或一只老鼠。但那个光点根本不是物体——它只是一个*幻觉*物体。它的眼睛和你的大脑都将其视为一个物体,因为一连串被照亮的点看起来像一个移动物体的路径——这与视频显示我们看到移动物体,尽管屏幕上没有任何东西在移动的原因相同。因此,得益于我们视觉系统渴望看到物体,超光速的视觉幻觉*是*可能的。在*听觉*领域,有一个很好的地方可以亲身体验这一点。考虑一下用剪刀剪东西。当你合上剪刀时,两片刀刃接触的点从铰链处向外移动到刀尖。那就是移动的声音。而且它可能移动得非常非常快,尽管剪刀片可能合得相当慢。简单的剪刀合动就会产生以每小时数百英里或更高的速度移动的声音!一个明显的例子是,如果你将一米长的尺子掉到地上,一端比另一端早百分之一秒落地,那么产生声音的碰撞会在百分之一秒内沿着米尺传播,或者以每秒100米的速度传播——这超过了每小时两百英里。当然,它不是以每小时两百英里传播,因为*根本就没有*什么东西在移动。在这些类似剪刀的例子中,“移动的声音”只是一系列恰好接连发生的不同声音。只是你的感官认为有什么东西在移动(你的感官的极限*不必*遵守物理学的极限)。关键点是,这是我在我的书《驾驭》中讨论过的一个重点
:即使这些快速移动者是虚幻的,*它们仍然会像真实且快速移动的物体一样经历多普勒效应*。开车像用剪刀现在我们离我的给安静电动汽车增加智能声音的想法不远了。前面我们看到,移动物体轨迹的主要线索是多普勒效应产生的“旋律式”变化的音调,并推断如果移动较慢的电动汽车能够获得放大后的多普勒效应,从而更容易感知,那将是很好的。然后,就在上面,我描述了如何通过简单的机制,如剪刀,就可以实现放大的、虚幻的多普勒效应。要放大效果,不需要在汽车上安装任何快速移动的东西。所有需要的只是汽车上类似剪刀的、虚幻的移动声音机制。当然,我并不是真的建议在汽车上安装(迭代发出声音的)剪刀。相反,关键在于,通过在电动汽车上*安装*任何能够制造出与汽车同向行驶的快速*虚幻*移动物的机制,电动汽车不仅可以用声音宣告它们的存在,还可以呈现出其轨迹被大大放大的感知。这对于行人的耳朵来说可能是天籁之音。













