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超音效應

提示：此條目頁的主題不是超音速或高超音速飛行。
超音效應的英文是「hypersonic effect」，也可用來描述高超音速飛行空氣動力學的氣流。[1][2]

超音效應（hypersonic effect）是大橋力（英語：Tsutomu Oohashi）等人發現的一項科學現象。[3]儘管人類無法有意識聽到頻率高於約20kHz的超聲波[4][5][6][7]，但數據聲稱，這些超聲波的存在或會激活包括腦幹、丘腦各深層大腦結構，引發可衡量的生理反應、心理、行為反應。

然而，也有不少研究反對這結果，甚至有人叫它「國王的新率」。[8][9]表示「耳朵很好」的人[8][9]聽Super Audio CD和高解像度DVD-Audio錄音[10]無法分辨高解像度音頻與44.1kHz正常CD採樣率的區別[8][9][11][12][13]（554次有276次正確識別，即49.82%正確率，比拋硬幣低。[8][9]）。

「hyper-」源自古希臘語：ὑπέρ，義指「超」；「sonic」源自拉丁語：sonus，義指「聲音」。「hypersonic」不可翻譯成「超音速」。

支持方研究

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2000年發表在神經生理學雜誌（Journal of Neurophysiology） （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）的研究[3]指，受試者無法有意識地分辨出有否高頻成分差異，但播放帶高頻成分的印度尼西亞甘美朗音樂時，受試者腦電圖監測表明α波活動有顯著性差異增強[14][15][16]，和受試者更喜歡含高頻成分的甘美朗音樂。

另一方面，僅超聲波時，研究未檢測到超聲波對受試者有影響[17]

心理聲學領域的一個普遍常識是耳朵無法通過空氣傳導途徑對高頻聲音做出反應。因此這項研究提出的問題是：超音效應傳播的路徑方式為何。2006年的一項同行評審研究通過測試揚聲器、耳機，認為耳機不會發生超音效應。[18]

2006年的研究還調查了所謂「舒適聆聽水平（comfortable listening level）」，提供了一種定量方法來證明受試者更偏好含高頻成分的音樂。[18]

反對方證據

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Oohashi的研究結果存在疑點。[3][12]

  • 只播放測試材料超聲波部分時，沒檢測到對受試者的影響。
  • 沒研究播放次序對受試者的影響。

日本廣播協會實驗室曾嘗試重現結果，但不成功。[12][19]

KEF製造商（英語：KEF (製造商)）的Laurie Finchman在1980年倫敦音頻工程學會會議（英語：Audio Engineering Society）進行了480小時聽力測試，得出失敗結論。[12]

非線性系統（不同程度地存在於所有音頻電子設備）已知會在系統受到高頻信號刺激時產生較低頻率的互調失真。這種機制或可在可聽範圍內產生信號，讓受試者能夠區分信號。[12][20]此類問題是電腦聽力自測的常見問題[21]。

2007年9月，波士頓音頻協會和音頻工程學會（英語：Audio Engineering Society）的兩名成員發表研究。60名受試者進行的554次雙盲ABX試聽試驗（英語：ABX test）正確識別結果並不比拋硬幣好。[9]

反反對方證據

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對研究的批評主要針對測試材料，但針對生理方面研究的批評很少。

反對方的研究並未涉及大腦對高頻音頻的生理反應，僅涉及受試者對其的意識反應。

進一步研究似乎表明，耳朵本身不會產生額外的腦電波，[12]但身體暴露在高頻聲音時，的確會給大腦帶來一些刺激。[22]

參見

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參考

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  1. ^ Journal of the aeronautical sciences, Volume 25, p. 187. Institute of the Aeronautical Sciences (U.S.), American Institute of Physics, 1958.
  2. ^ Smits, Alexander J. Turbulent shear layers in supersonic flow, p. 67. Birkhäuser, 2006. ISBN 0-387-26140-0
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 T. Oohashi, E. Nishina, M. Honda, Y. Yonekura, Y. Fuwamoto, N. Kawai, T. Maekawa, S. Nakamura, H. Fukuyama, and H. Shibasaki. Inaudible high-frequency sounds affect brain activity: Hypersonic effect. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Journal of Neurophysiology, 83(6):3548–3558, 2000.
  4. ^ Ashihara, Kaoru. Hearing thresholds for pure tones above 16kHz. The Journal of the Acoustical Society of America. 2007-09-01, 122 (3): EL52–EL57. Bibcode:2007ASAJ..122L..52A. ISSN 0001-4966. PMID 17927307. doi:10.1121/1.2761883  . 
  5. ^ Detection threshold for tones above 22 kHz. May 2001 [2023-02-17]. （原始內容存檔於2020-11-11）. 
  6. ^ Differences of Hearing Impressions Among Several High Sampling Digital Recording Formats. May 2005 [2023-02-17]. （原始內容存檔於2016-03-09）. 
  7. ^ Perceptual Discrimination between Musical Sounds with and without Very High Frequency Components. October 2003 [2023-02-17]. （原始內容存檔於2016-03-09）. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 Lehrman, Paul. The Emperor's New Sampling Rate. Mixonline. 2008-04-01 [2023-02-17]. （原始內容存檔於2023-05-04） （美國英語）. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 Lehrman, Paul D. The Emperor's New Sampling Rate. Mix（英語：Mix (magazine)）. 2008-04-01. （原始內容存檔於2008-04-11）. 
  10. ^ Meyer, E. Brad; David R. Moran. September 2007. Audibility of a CD-Standard A/DA/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback: Sources, Venues, and Equipment. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） Boston Audio Society. Retrieved on October 14, 2009.
  11. ^ Meyer, E. Brad; David R. Moran. September 2007. Audibility of a CD-Standard A/DA/A Loop Inserted into High-Resolution Audio Playback. （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） AES E-Library. Retrieved on October 13, 2009.
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 Colloms, Martin. Do we need an ultrasonic bandwidth for higher fidelity sound reproduction? (PDF). Proceedings of the Institute or Acoustics. 2006, 28 (8) [2023-02-17]. （原始內容存檔 (PDF)於2019-01-28）. 
  13. ^ Nishiguchi, Toshiyuki; Hamasaki, Kimio; Ono, Kazuho; Iwaki, Masakazu; Ando, Akio. Perceptual discrimination of very high frequency components in wide frequency range musical sound. Applied Acoustics. 2009-07-01, 70 (7): 921–934. doi:10.1016/j.apacoust.2009.01.002. 
  14. ^ 山崎憲, 他 (2008), 渓流の音に含まれる超聲波が人間の生理に與える影響について, 日本音響學會誌, 64(9), pp. 545-550.
  15. ^ 井上貴雄 (2010), 泣き聲によって惹起される母乳分泌の神経科學的基盤 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, 山口大學.
  16. ^ Kuribayashi, R., et al. (2014), High-resolution music with inaudible high-frequency components produces a lagged effect on human electroencephalographic activities, NeuroReport, 25(9), pp. 657–661.
  17. ^ Ultrasonic testing, Wikipedia, 2019-10-06 [2019-12-03] （英語） 
  18. ^ 18.0 18.1 T. Oohashi, N. Kawai, E. Nishina, M. Honda, R. Yagi, S. Nakamura, M. Morimoto, T. Maekawa, Y. Yonekura, and H. Shibasaki. The role of biological system other than auditory air-conduction in the emergence of the hypersonic effect. Brain Research, 1073:339–347, February 2006.
  19. ^ Nishiguchi, Toshiyuki; Hamasaki, Kimio; Iwaki, Masakazu; Ando, Akio. Perceptual Discrimination between Musical Sounds with and without Very High Frequency Components. 2004. （原始內容存檔於June 26, 2012）. 
  20. ^ Black, Richard. Anti-Alias Filters: The Invisible Distortion Mechanism in Digital Audio?. Audio Engineering Society. 1999 [2023-02-17]. （原始內容存檔於2018-05-22）. 
  21. ^ Griesinger, David. Perception of mid-frequency and high-frequency intermodulation distortion in loudspeakers, and its relationship to high definition audio. [27 April 2018]. （原始內容存檔於2019-12-14）. 
  22. ^ Oohashi T, Kawai N, Nishina E, Honda M, Yagi R, Nakamura S, Morimoto M, Maekawa T, Yonekura Y, Shibasaki H. 『The role of biological system other than auditory air-conduction in the emergence of the hypersonic effect』. (Pubmed preprint announced no date yet) Department of Research and Development, Foundation for Advancement of International Science, Tokyo 164-0003, Japan; National Institute of Information and Communications Technology, Koganei 184-8795, Japan
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