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亥姆霍兹的共振理论

时间:2022-12-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:不过亥姆霍兹的理论很快就受到了批评。后来亥姆霍兹部分接受了他的批评,承认共振器可能是横向纤维而非科尔蒂杆,不过他仍坚持认为科尔蒂杆对毛细胞也有影响。即使在亥姆霍兹作了这样的修正之后,他的理论还是受到了质疑。亥姆霍兹虽然继续努力作了种种修正,力图捍卫他自己心爱的理论,但是最终还是徒劳无功。

受韦伯的思想和科尔蒂的解剖发现的启发,亥姆霍兹在傅里叶(Jean Baptiste Joseph Fourier)关于周期函数可以分解成正弦函数之和的数学理论及欧姆(Georg Simon Ohm)把复杂声分解成纯音之和的基础上,于1863年正式提出了他的共振理论。他认为:耳蜗是由一些在空间上分开的调谐分析器构成的,每个分析器都是一根纤维;科尔蒂杆就是这样的共振器,高频音作用于耳蜗的基部,而低频音则作用于耳蜗的顶部;不同位置的科尔蒂杆的刚度也不同,而每个共振器都有自己的神经传向脑。

不过亥姆霍兹的理论很快就受到了批评。1863年亨森(Victor Hensen)指出,科尔蒂杆的长度差别不大,不足以在整个可听声的频率范围里起作用。反倒是长达30毫米的基底膜上的横向纤维在基部的宽度只有0.04毫米,而在顶部则宽0.50毫米。因此他认为基底膜上的横向纤维才是共振器。他还指出进行频率分辨的是毛细胞,因为听神经终止于毛细胞,而非科尔蒂杆。后来亥姆霍兹部分接受了他的批评,承认共振器可能是横向纤维而非科尔蒂杆,不过他仍坚持认为科尔蒂杆对毛细胞也有影响。即使在亥姆霍兹作了这样的修正之后,他的理论还是受到了质疑。首先,科尔蒂杆太短,人们觉得它不足以对很长的声波发生共振;其次,人们认为耳蜗中存有紧绷的弦是一件非常荒唐的事;再次,由于存在阻尼,共振器也不可能调谐得很精细。亥姆霍兹虽然继续努力作了种种修正,力图捍卫他自己心爱的理论,但是最终还是徒劳无功。

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