用手指“听”声音

人人都有一双灵巧的手，靠双手征服自然、改造自然，创造出许多奇迹。在这双手上，有许多奥秘。

手，由27块骨头和25根肌纤维构成。有关手感觉的神经大约有2万根。

手掌的皮肤很厚，比起薄薄的耳朵皮肤，约厚10倍，可它触觉的灵敏度却与唇和舌一样。手掌上集中了迈斯纳小体（又称“触觉小体”）或帕西尼小体（即“动觉性感受器”），感受静止的触压或动态的抚摸的机械刺激，而且在指尖密集度最高。

为了使这些“感受器”更好地发挥作用，大自然造就了人类的手指表皮并形成凹凸，而且迈斯纳小体就在凸起的人字形的部分。所以，在手指凸起的部分，不仅从上触压，就是从侧面抚摸，也能感觉到力的作用。

在打麻将牌时，常可以看到有的人抓到牌不用看，只要用指尖抚摸一下牌上雕刻的花纹，就知道手上拿的是什么牌，这正是人类利用手的这种敏锐触觉的表现。

通常，调查触觉能力采用所谓“二点辨别法”，是指用针等同时刺激受验者皮肤上相距不远的两点，测量能够以感觉区分那两点离开的最小距离，这个值越小，越敏感。例如刺激背上或腹部等部位，这个值达到数厘米；与之相比，刺激唇、舌尖和指尖，这个值只有2～3毫米，敏感得多。

但是，对3毫米以下距离的静止触压，指尖就分辨不清了。据此，欲要凭触觉分辨麻将牌上34种不同标记似乎是困难的。出乎意料的是，如果将皮肤上的刺激点稍加移动，触觉就会变得非常灵敏，可以感觉到1毫米的间距。

利用手指的灵敏触觉，美国斯坦福大学开发了用手指读字的盲人阅读器。该装置的工作原理是这样的：将光照射在印刷的文字上，用其反射光使光敏晶体管工作，再将这样所得的信号传导到用指尖触及的6列×24行的振子上，这时用指尖触及这个振子列阵，犹如看闪光布告牌似的，可以读出文字。但是，这种装置仅能读罗马字母那样的简单字形，稍为复杂一些的日文字母，就不能那么轻松地读出，至于像汉字那样复杂的字形，该装置就更无能为力了。为此，研究者们进一步考虑用手指听声音。

声音的要素由“大小”、“高低”和“音色”构成。为了适应手触的功能，人们用横的3列（3毫米间隔）和纵的16行（1毫米间隔）排列的48根振动的针来传导。首先，因为声音的大小只要改变振动的大小就可以了，所以不显得有困难。问题是声音的高低，按通常的考虑，改变振动频率就可以了，但是在这里不行，因为300赫的振动，手指就感觉不到了。所以，可采用振动位置的变化来表现声音的高低。通常，人们用食指尖到第一关节触及振子，所以，我们用靠近指尖的振动表示高音，用接近第一节指根部的振动表示低音。

最后，音色是这样表现的：因为若干个振动频率合成音色，所以16行中有2个以上地方振动，通过这样组合的变化可以感受到音色。

日本北海道大学教授吉本千祯将这样制成的机械称为“触觉声码器”。为了供耳朵不便的人使用，发明者把它的外型制成与盒式录音机一样。触觉声码器连接在带话筒的放大器上，放大器放在衣服的口袋中。当手指触及触觉声码器的振子，触觉信号经体觉中枢传到听觉中枢，这时人就可以“听到”声音了。