如果评选近代最好的物理老师，那费曼应该是前三名之一。作为一个诺贝尔物理奖的得主，他却对物理教学特别感兴趣，有人评论：他给学生讲课的时候那种感觉就很像爷爷对小孙子讲故事的口气。他上课时不单是单纯的讲授，还有一种朋友似的分享，不但分享知识，还分享体验，甚至是情感。所以，听他的课，即便你对那些知识已经烂熟于胸，你还是会被深深的吸引。他在加州理工大学教普通物理那几年，经常就有物理系的其他教授跑去旁听，这就是最好的证明。他的同事曾经透露说：“如果哪一天费曼带着你去看脱衣舞的表演了，那就说明他真的把你当成一个物理学家来对待了”。
你看，费曼就是这么一个有血有肉、有情调的物理学家。我甚至感觉生活大爆炸里的Sheldon，在他身上都有很多特质是来源于费曼这个原型。比如，他们都是非常瞧不起哲学家的，而且认为物理学家才是对世界理解最深刻的那一批人。
费曼的一个朋友是搞艺术的，曾经跟费曼说：“你一个科学家，哎，把一朵花都拆解开来看，这花就变成一个没意思的东西了”。言下之意呢，就是说费曼不懂得欣赏一朵花的美。你想：费曼那么自豪的人，他怎么能同意这种说法呢？费曼就回复说：“人人都能体会到自然的美，哪怕是有些人粗糙，有些人细腻，但随着我们理解的加深，事物会变得越来越美丽。比如你刚才说的花吧，它是由细胞组成的，每个细胞里都有相同的基因，这些基因指导花朵维持细胞存活的复杂的任务。有些细胞里还有叶绿体，可叶绿体曾经只是一种自由生活的细菌，此后和植物形成了一种共生的关系，跑到了植物细胞里面来了，叶绿体可以利用光把二氧化碳跟水变成食物。同样奇妙的还有线粒体，它们像工厂一样，把质子转移到能量瀑布的上方，并且在随之而来的瀑布下流中插入有机物质构成水车，通过这样的方式来形成一种所有生物都能利用的能源，也就是ATP。这朵花还有DNA，它的分子结构中不止藏着这朵花的生长密码，还含有世界上所有生命起源过程的碎片，从曾经寸草不生的世界转变成这么壮观的生物表达，刚刚所说的种种过程体现出的美丽远远凌驾在艺术美之上，当你拥有了对应的学科知识，理解了我刚刚说的一切过程，你再看到那朵花的时候，就能理解科学只会增加花的美。你这个艺术家怎么会把科学家眼中的花理解成为一种是拆解成一个乏味的东西呢？”。
这段争论最早是源自费曼的自传中，但是我第一次看到却是在另一本科普书《生命的奇迹》中发现的。这个不但是一本书，而且还是BBC拍的一套科学纪录片，当时成套的还有《宇宙的奇迹》、《太阳系的奇迹》。纪录片中出现的那个帅男主持人，可能听众们很多都有印象，这位帅哥叫Brian Cox，他同时也是这套书的作者，我看到的费曼的这段话就引用自这本书。Brian Cox不但是电视节目的主持人，他还是曼彻斯特大学的物理系教授。
各位听了可能觉得没什么呀，科普节目找一个能出镜的物理学家不是很正常嘛，但我要补充的是他还有另一个身份，就是D:Ream乐队的键盘手。这个摇滚乐队虽然不如像Guns N’ Roses、Metallica、Nirvana这些乐队那么出名，但是他们1994年一首单曲叫《Things Can Only Get Better》，是当年英国单曲排行榜的第一名，它也成了1997年英国工党竞选的主题曲，而且当年的竞选就是布莱尔成为了英国的首相。
Brian Cox拿到了物理学博士的学位，题目是《大动量转移时的双衍射裂解》，之后他成了曼彻斯特大学高能物理研究小组的成员，继续在瑞士的欧洲核子中心，也就是CERN，进行了研究工作，这个CERN咱们曾经也在“太阳的故事”系列多次提到过。那个地方可算是人类高能物理的圣地了，许多改变当前人类世界观的发现都是从那里得到的原始数据。七年后，Brian Cox成为曼彻斯特大学粒子物理学的教授。所以在我看来，他其实是跟费曼差不多，都是那种科学、艺术通吃的全才。相比其他科学家，我对这类科学家看世界的观点更感兴趣。看这本书的时候，我最先翻到的是关于听觉的部分，因为我总觉得作为一个曾经的职业乐手，他应该在这部分有更多的体会才对，下面我就结合自己的体验聊聊声音的知识。
如果对比地球上所有的生物，会发现它们大部分对声音频率的感知范围相差不多。人是多少呢？就是频率在20Hz到20000Hz，都能听见，Hz就是每秒钟振动多少次的意思。20Hz就是每秒钟振动20次，这是我们能听到的最最最低的声音。我曾经用示波器接麦克风测量过我自己的嗓音，我最低可以唱到46Hz的声音，最高可以唱到430Hz。如果要是吹口哨呢，就是2700Hz，我当时还找了一个嗓音表现正常的女同事，发现她最高可以唱到800Hz，也就是女生嗓音的频率是男生的2倍不到。而音乐中如果频率乘以2以后，就正好是提高了一个八度，所以一些女生唱起来稍微偏高的歌曲对男生来说直接降八度唱，音高就非常合适了。这也就是我上期微信公众号里选择给大家唱《旋转木马》的原因，因为这音高正好嘛。
人类听音的范围是从20Hz到20000Hz，听音的上限就是这个20000Hz，这方面咱们跟大部分的陆生动物相差不是太远。比如说，马能听到30000Hz的，绵羊可以听到40000Hz，牛能听到35000Hz，狗能听到60000Hz，猫头鹰能听到12000Hz，大象能听到10000Hz，你看都是差不多在一个数量级上。但如果你查查大部分动物它可以听到的最低频的声音，就会发现差别更小了，因为它们大多数都集中在20Hz到50Hz之间，你想过这是为什么吗？
其实，这是在空气中声速是340m/s，如果声音的频率已经低到了20Hz，那么我们算一下：一个波长就是17m。耳朵辨别声源的方向是靠左耳跟右耳对接收到的声音到达耳朵的时间差来判断的。如果，我们举例来说，声源是一个等腰三角形的顶，你的左耳跟右耳就是这个等腰三角形的两个底，这个时候如果出现了一个声响，你的左耳跟右耳因为距离声源的长度是相等的，所以就会同时听到声音。这个声音经过大脑处理以后，当然了，这种处理是完全在潜意识中进行的，处理结果就会让你发现，哦，这个东西在我的正前方。
如果不是等腰三角形呢？你会有一只耳朵先听到声音，另一只耳朵后听到声音，这样经过处理之后，你就感觉到声源是在斜前方。当然，能不能分辨时间差也是跟神经的反应速度有关系。但我刚才说的能感受声音的来源方向，这是建立在三角形两边存在的基础上。如果我们听到的声音的频率太低，它一个周期的波长就已经远远超过了两耳的间距，那就相当于不能清晰的形成一个三角形的两条边。比如咱们刚刚算过的17m，这就是20Hz声音的一个波长，而你的脸的宽度，咱们撑死了只有0.4m，所以音频低的声音是比较难判断它的声音来源方向的。
不知道你注意过没有，家用的音响系统中，即便是那些很高端的型号，它的低音炮也总是只有一个，那就是因为我们分辨不出低音的来源方向，所以一个低音炮就足够了，无论放在什么位置，无所谓嘛，反正我们也分不出它是从哪个方向发出来的声音。但是如果在电影院里就不行了，因为电影院的尺寸已经到了几十米的程度，所以从这个意义上讲，脸大的人他天生能听到更低频的声音的来源。所以，脸大也是有优势的。
知道了这个原理，你就能理解陆地上的动物，它听到的最低的声音为什么都集中在50到20Hz这个频率之间了。因为如果它再低的话，即便它能够听见，它也分辨不出来自于什么方向。而听力存在的意义，最基本的功能就是为了躲避危险，它是一种预警，其次才是那些花里胡哨的功能，比如说语言、音乐上的用处。当你听到危险之后，你判断不出危险所在的方向，所以对于躲避危险这件事来说呢，能听到更低音频的声音并没有什么优势可言，对于动物来说增加不了它的生存机会。所以往这个方向突变的物种，并不会留下来更多的后代。
如果我们再看看海里的哺乳类动物，你会发现，海豚听到的最低频却非常高，海豚是150Hz，这是为什么呢？因为声音在水中的传播速度是陆地的5倍，所以同样频率的声音在海中的波长就是空气中的5倍。如果比150Hz再低呢？海豚听到也分辨不出来自于什么方向，所以也没有什么用。假如说人类如果能在水中进化，而且进化时间很久，那估计水中的人类能听到的最低频也只有150Hz了。
人耳可以听到声音是一个漫长的进化过程。几亿年前生活在水中的生物没有耳朵这种器官，它们是靠其他的器官来感受振动的。耳朵这个器官是从有颌类鱼进化出来的，颌就是下巴的意思嘛。既然存在有颌类的，那就存在无颌类的，对，就是说没有下巴的鱼。到现在海洋中还存在着无颌类的鱼，比如说七鳃鳗，我把这个七鳃鳗的图片放在微信公众号了，你要是看见它的样子，肯定会想起很多恐怖游戏中的那种小虫子。
1. 七鳃鳗
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2. 七鳃鳗
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3. 七鳃鳗
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4. 七鳃鳗
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下巴这个结构其实它是史前某一个器官进化来的，哪个器官呢？叫腮弓。大家知道鱼的腮是吸收水中氧气用的，能吸收更多氧气的动物，它就能长到更大的块头，活动能力也更强。这些特性就有利于它们生存，复杂的腮就有机会获得更多的氧，复杂的腮就是那种层数特别多的腮。而腮弓呢是一块骨头的增生，但是这块骨头增生以后，它把腮的部位给撑起来了，让腮分出更多的层，让腮以更大的表面积接触海水。此后，海中的鱼类有腮弓的结构占比就越来越多。
直到3亿多年前，一部分鱼走到了陆地上，演化成了陆生动物，腮弓也就一并没有用处了。从前的腮弓一部分渐渐变成了下颌，还有另一部分它退化、退化，成了下颌末端的舌颌骨，舌颌骨最终演化成了三块重要的听骨，这三块听骨都藏在鼓膜的后面。它的一侧连着鼓膜，另一侧连着耳蜗的前庭和听神经这些重要的东西。像前庭跟听神经这些重要的东西都泡在一种液体里，当然这些液体有它自己的功能，比如说，感受头部在上下左右，还有倾斜的角度和位置，咱们人就是用这种液体的刺激来保持身体平衡的。但是有了这种液体以后，它也严重阻碍了听力。
声音从空气中它是很难传到水中的。比如说，你要是游泳潜到池底，即便是游泳池不深，也会发现岸上的人怎么喊你，你也很难听到，就是这个道理。水面可以说是一个完美的声波反射面，超过99%的能量都能被反射回去，只剩下那么一点点，几乎可以忽略不计的部分能够传入水中。而我们听觉的关键部位被泡在了液体中还能听到外界的声音，原因就是靠这三块耳骨。它们连接在一起像一个杠杆系统，把微弱的空气振动放大了几百倍到鼓膜上，这样空气中的声音60%就都可以传入到耳中了。除了空气传进耳朵中的声音，还有部分振动是从颅骨、颌骨传到耳蜗里的声音。如果你现在暂停节目播放，用手堵住耳朵，然后轻轻的说话，不论你用多小的声音说话，都可以听见自己的声音。再比如，咱们吃饼干的时候，就能听到咔嚓、咔嚓的巨响，那些声音就都是骨传导的贡献。再比如，你用棉球堵住了耳朵，然后找一个音叉，用橡皮锤轻轻的敲一下，这时候你会发现你听不到音叉的声音。但是如果你这时候把音叉抵在你的额头或者是颧骨上，你就又能听到音叉的音高了，这也是骨传导。
贝多芬45岁以后就完全失聪了，他在那以后的作曲是靠咬住一根指挥棒的一头，用另一头抵在钢琴上，这个时候演奏的声音就能通过指挥棒传到头骨上，再传递到耳蜗里。他就是靠这样的方式写成了最后一部交响曲：第九交响曲。
骨传导的应用到现在还有什么呢？比如像穿戴设备中，现在就有骨传导的助听器，像一个头带一样的东西，箍在人的额头上，上面有一个麦克风的收集器，然后把收集到的声音信号传给振动器，转换成更强的振动给颅骨或者是给耳后的乳突骨。这样即便没有鼓膜的人，只要听神经、耳蜗是正常的，他们就可以听到骨传导带来的声音。除了医疗方面，在科技产品中也出现了骨传导耳机，虽然它们在音质上没有本质的提高，但因为很多人跑步的时候，他喜欢一边跑一边听音乐，跑步本来就容易出汗，所以你再把耳机堵上，你只要跑一会就会发现耳朵里都是湿乎乎的，非常难受。所以骨传导的耳机是非常受运动人士的欢迎，就连现在一些手机的听筒都转而采用骨传导的方式。
比如我说一个牌子，可能各位都没听说过，叫Gigaset。但是我如果说西门子，你就听说过了。西门子这个德国的品牌已经有160年的历史了，Gigaset最早是西门子数字无声电话的品牌。在2011年的时候，西门子品牌的电话统一改名为Gigaset，他们就出了一款骨传导听筒的手机，骁龙810的配置，存储空间啊、屏幕、拍照啊、电池上也都是中高端的配置水平。它除了骨传导的听筒之外，还有一个心率监控的传感器、一个紫外光的传感器，它可以随时监控心率跟紫外光的强度。你看这个手机我估计应该是很受爱运动的玩家欢迎。
这种骨传导听筒的手机有什么不同呢？首先就是你在接电话的时候，把它往骨头上贴的越紧，声音就越清晰。这和普通的手机可能不一样，因为普通的手机有时候你贴紧了，反而是你的肉把听筒给堵住了，没声了。还有，你猜它会不会对声音很保密呢？比如说谁的骨头振动，谁才能听到呢？其实也不是，因为这个手机在发声的时候，机身在振动，所以也会带动周围的空气一起振，旁边的人假如离的很近，他也一样能听到电话那头的人在说什么。
但是用骨传导听筒，最大的优势就在于嘈杂环境中。比如说周遭的背景噪音是90分贝，传统的方式听语音的话，就会很难听清，但是用骨传导听筒来听的话，就会非常清晰。不过在安静环境下，传统方式跟骨传导方式两者听的效果应该是差不多的。而我们正好是在越乱的地方就越需要听清楚，所以骨传导听筒的方式还是有优势的。
Gigaset这个手机做工怎么说呢？其他手机再怎么设计，可能都会给我一种比如说好看、精致这样的感觉，但是Gigaset我拿到手以后，第一个反应就是“德国品质”这四个字。说到“德国品质”了，我想多说两句。在网上经常可以看到有一种言论，说“德国品质”怎么怎么好，好就好在德国人的素质高、民族性严谨，就这些说法。我觉得如果这能算上一种原因的话，那也是次要原因。因为民族性这么大的一个属性，这是一个需要多久时间才能形成的，但是产品质量它的提升可就短的多了。比如日本，它在50年前的产品还都是低劣的代名词，甚至就算是德国，从前的产品质量也是不行的。
那还是在英帝国统治全球的时代，1887年8月，英国修改了商标法，要求所有进入英国本土和殖民地的德国产品必须标注“Made In Germany”，这就是一个隐性的产品歧视了。所以你能说仅仅过了50年，他们的民族性就变的倾向于制造优质、耐用的好产品了吗？在我看来是商业环境造就了德国制造的产品质量。
如果在商业环境中存在这么一个制度，它能抑制人们过度的涌向管理、金融、销售这些岗位的话，并且这个机制同时又能引导人力资本涌向务实的那些部门，比如像技术、研发。中国也曾经长期是重农轻商的文化，甚至在建国初期，那几批领导都是理工科大学毕业的。当时也有“学好数理化，走遍天下都不怕。”这句老话，但当时除了国家规定的几个行业，绝大部分的行业都是被限制的，所以没有孕育出产品质量的概念。
可是最近30年变了，很多领域的政策开放以后，机会都是大把的，谁先抢到谁发财。理工科院校毕业的学生在80年代、90年代，甚至到了2000年，那都算得上是优秀人才，可他们真的能够留在工厂里搞生产、搞技术的就非常少了。如果在社交媒体查一查，职业发展方向的建议中，你都会看到给技术出身的人他们的建议全部都是在做了3、4年之后争取转到管理，有机会就转到商业，转到这些部门。因为搞管理啊、搞销售啊、搞市场挣的远比搞技术的多，一线工程师花三年积累的收入可能还不如管理岗位或者销售岗位一年的多呢。
而在发达国家，你可以看到一线顶尖的工程师、技工，他们的月薪跟管理者是相当的，甚至是更高，跟咱们就有点反着了。咱们举个例吧，比如像苹果公司。先来看他们和一线的研发、生产关系不大的那些职位，比如像财务分析师，平均年收入是9万美元，然后是典型的管理的岗位，项目经理10.1万美元。然后咱们来看跟一线的研发、生产相关的，硬件工程师11.4万美元，软件工程师11.1万美元，我说的都是均值。
你看在苹果，项目经理作为一个典型的管理型岗位，他实际收入比一线的工程师其实还要少一些呢，中国却是反着的，但项目经理收入肯定比干工程师要高。这还是在咱们国家科技企业和那些生产、制造型的企业中的情况。如果要是跨行业比一比，在那些非制造行业中差异就更大了。
之前30年里各行业都充斥着让人一夜暴富的机会，靠日积月累的知识跟技术成功的人数远不如借政策漏洞、人脉关系、垄断地位成功的人数多，社会上形成了一种长期的榜样作用。大家都在挤破头的在营销、金融这方面花心思，最终获利最大的就成为了老板，他们住海景房。获利其次的呢，是销售经理，他们也能买得起商品房。但是到了一线工程师、技工，那就只能勉强糊口了。这种情势下有能力的人当然不愿意去搞技术工作了，搞技术和知识的回报太低了。
但我对今后中国制造的质量还是有信心的。因为到了今年，一夜暴富的机会基本没有了，各时期的红利都已经用光了。上一个红利就是大概07年左右，如果你能够大批的购置房地产，那到了2013、2014年，你应该能猛赚一笔。但是到了2016年，房产在中国大部分地区也不是能有几倍的升值空间的产品了，追逐利益的人就会趋于在各行业平均分布。既然投身房地产行业和投身研发行业都不能一夜暴富，那假如说有人他有技术的功底，那他还是倾向于做自己熟练的工作，就会有这么一种趋势。所以在这种趋势下，中国的薪酬结构如果调整好了，就能让那些热爱技术的人得到不错的经济回报，中国制造的质量就会上去了。
咱们再说回声音，刚刚说的是骨传导，这种声音因为共振的部位跟空气传导是不一样的，所以音响效果差别就比较大。但好在只要耳蜗、听神经没有受损的人，还是可以利用骨传导来听到声音的。但假如是耳蜗受损了或者是发育问题导致的听神经有问题，那就需要安装人工耳蜗。
我在乐队里担任贝斯手，玩过乐队的人可能都知道，贝斯都是在乐队里技术比较差、跟着混的。我们的主音吉他手曾经是一个有志于从事专业音乐的热血青年，当然后来他还是走上了财会的道路，不过音乐的冲动始终在他的脑中激荡，这也是我们乐队能成型的一个重要原因。
他的儿子才一岁多的时候被发现听觉有问题，就是你叫他，他没有反应，天生耳蜗发育缺陷，对每一个家庭都是沉重的打击。但我感觉对我们主音吉他手他们家来说打击更重，那段时间我看出他心里很沉重，因为那个时候都不知道孩子今后生活会怎样，会不会变成一个不能自理的残疾呀、智力今后会不会发育有问题呀。所以没事我就帮他查查资料、找他聊聊，也经常在好大夫在线上拿着那些影像的片子问病情。等到该检查的都检查了、该问的都问了，一切都安稳下来以后，吉他手家里终于决定给孩子安装人工耳蜗，那时候那种惶惶不安那状态才算过去了。
一般来说，一岁的孩子如果装好了耳蜗，之后加强一些聋儿康复，在上学之前就能把那些落下的发育都补上，今后和正常人就没有什么区别。所以我们也就算接受了这个现实，甚至还幻想着说，这孩子今后也许能靠着人工耳蜗继承他爸爸的音乐夙愿。下一步就是着手挑选人工耳蜗了，一看那价格好的有30、40万，一般的也得10多万，为了孩子今后好，咬牙选了一个30多万的。有天晚上孩子他爸爸给我发来一段YouTube上的视频，它是不同档次的人工耳蜗模拟的听觉效果，等我看完视频，眼泪刷的一下就出来了。
人工耳蜗模拟效果：语音和音乐
我把这段视频的声音剪辑到节目中了，一共是两部分，第一部分是语音，第二部分是音乐。它每一部分都用了三种档次的人工耳蜗模拟的效果，一个是8通道的，一个是12通道的，一个是20通道的，最后一个是原音。咱们先来听听人说话的效果：语音-8通道、语音-12通道、语音-20通道、语音-原音，这句说的就是：“你用什么鱼饵来钓三文鱼?”（What kind bait do you use to catch salmon?）。第二部分是听音乐的效果，它也是8通道效果，12通道效果，20通道效果跟原音这个顺序：音乐-8通道、音乐-12通道、音乐-20通道、音乐-原音。
没想到这段嘈杂的、乱哄哄的声音最后竟然是这么一首优美而略带悲伤的曲子，而人工耳蜗即使花了30多万块钱也只能听到一首面目全非的曲子，你说这孩子今后还怎么感受世界的美好，那就更别提完成他爸爸在音乐上的夙愿了。这事一直在心里堵了好久，但是后来慢慢查资料，我们就发现人工耳蜗植入以后，这个小孩的听神经它会自动地适应耳蜗的结构跟刺激。所以实际上这些孩子他们听到的效果远远比刚刚音频中的还原的效果要好，否则就不会有一些人带了人工耳蜗以后还能在交响乐队里头担任低音提琴手的角色了。
在那个时候找人工耳蜗资料时，我也发现了另外一个视频，让人觉得我们多少都有一些生在福中不知福，因为就算是带着人工耳蜗，它有也比没有强啊。这个视频是一个失聪了40年的女人，她从前只能靠别人说话的那个口型来猜文字，但当她带上人工耳蜗之后听到了声音，她激动的数度哽咽，连给她调试耳蜗的医生也都激动的眼泪汪汪的，替她高兴。我把这段视频同时也放在《卓老板聊科技》微信公众号里，大家回复“骨传导”三个字就可以看到了。
好了，以上就是本期《卓老板聊科技》，在同名的微博和微信公众号中，还有其他精彩内容，期待您的关注。如果您对本期节目非常认可，也可以在收听界面的最下方为我打赏。
文章是由作者(灭世MasterWang)通过音频节目《卓老板聊科技》人工转写而来，希望以文字的方式来进行科普知识的传播。在此，特别感谢节目《卓老板聊科技》和它的作者：卓克，为科普工作做出的贡献。
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