聴覚

私たちは、普段生活の中で様々な音を耳にしています。鳥のさえずり、風の音、車の走行音など、実に多種多様です。これらの音は、それぞれ高さが違います。そして、私たち人間は、高い音ほど、音の高さの違いに敏感であるという特徴を持っています。 例えば、１０００ヘルツという音と１１００ヘルツという音を比べてみましょう。この二つの音の高さの違いは、ほとんどの人が容易に聞き分けることができます。ところが、もっと低い音の場合を考えてみます。１００ヘルツと１１０ヘルツではどうでしょうか。この二つの音の高さの違いを聞き分けるのは、１０００ヘルツと１１００ヘルツの場合に比べて、ずっと難しくなります。 これはどういうことでしょうか。私たちの耳は、音の高さの違いをどのように感じているのでしょうか。もし、耳が音の周波数の違いをそのまま、同じように感じているとしたら、１００ヘルツと１１０ヘルツの違いも、１０００ヘルツと１１００ヘルツの違いと同じように感じられるはずです。しかし、実際にはそうではありません。つまり、私たちの耳は、周波数の違いをそのまま捉えているのではなく、周波数によって感度が異なっているのです。高い音には敏感で、低い音には鈍感なのです。 この、人間の耳の特性を考慮して作られた尺度があります。それがメル尺度です。メル尺度は、人間の聴覚に基づいて、音の高さを表す尺度です。この尺度を使うと、人間の耳がどのように音の高さを捉えているのかを、より正確に理解することができます。例えば、１０００メルは１０００ヘルツの音の高さとして定義されており、２０００メルは、１０００ヘルツの音の２倍の高さに聞こえる音の高さとして定義されています。このように、メル尺度は、私たちの聴覚の特性を反映した尺度なのです。

私たちは、日ごろ様々な音を耳にしています。鳥のさえずり、風の音、人の話し声など、これらの音はそれぞれ高さが違います。音の高低は、空気を振動させる速さ、つまり振動数（周波数）によって決まります。振動数が大きいほど音は高く聞こえ、振動数が小さいほど音は低く聞こえます。例えば、太鼓を強く叩くと大きな音が出ますが、皮の振動が速くなるため音も高く聞こえます。逆に、弱く叩くと小さな音になり、皮の振動も遅くなるため音は低くなります。 興味深いことに、私たちは高い音のわずかな違いには敏感に反応しますが、低い音の場合は、同じくらいの周波数の違いでも、高い音ほど違いを感じにくいことがあります。例えば、１０００ヘルツの音と１１００ヘルツの音の違いは、２０００ヘルツの音と２１００ヘルツの音の違いよりも大きく感じます。１００ヘルツという同じ差であっても、基準となる音の高さによって、私たちが感じる音程の変化の大きさが変わってくるのです。これは、私たちの耳の構造や、脳が音を処理する方法に関係しています。 耳の中には、蝸牛と呼ばれるカタツムリの殻のような器官があります。蝸牛の中には、有毛細胞と呼ばれる音を感じる細胞が並んでおり、高い音は蝸牛の入り口付近で、低い音は奥の方で感知されます。入り口付近の有毛細胞は密集しており、わずかな周波数の違いにも反応できます。一方、奥の方の有毛細胞はまばらなため、低い音のわずかな違いを感じ取るのが難しくなります。さらに、脳は、受け取った音の情報をもとに音の高さを認識しますが、この処理の仕方も音の高低によって異なることが分かっています。このように、音の高低を聞き分ける能力は、私たちの耳の構造と脳の働きが複雑に絡み合って実現されているのです。