听力正常的人的耳朵对于声音究竟有多敏感,枯燥的数字没有啥直观感受,我们可以用具体的示例来对比,你就会有比较形象的了解。

以上图示为人耳的分辨频率的能力(Selectivity),如左图所示钢琴黑键相邻白键之间频率的差别是6%,比如左侧黑键的频率为1000Hz,紧邻白键的频率为1060Hz。而人耳可以分辨出频率差别为0.2%的两个纯音,比如1000Hz和1002Hz的纯音。

上图所示为耳蜗的听觉敏感性(Sensitivity),如图所示,在阈值的声音强度下,耳蜗的静纤毛的剪切移动范围大约是0.3nm(纳米)已经进入分子的数量级了,其移动范围相当于美国西尔斯大厦楼顶左右晃动了约5cm(厘米)。Sears Tower 是位于美国芝加哥的西尔斯大厦,它距地面442米,天气晴朗时可以看到美国的4个州。其建成后在最大风速下实测的楼顶的位移为46cm(厘米),事实上如此灵敏的移动范围是声音的基底膜的行波理论所无法解释的。

上图显示的为耳蜗感受声音的能量范围(Dynamic range),即从刚好听到声音的阈值至可忍受的最大声音(痛阈)的能量范围。在阈值与痛阈时其受到的声压的比例约相当于一只老鼠的重量和5头成年大象的重量的比例。
以上三张图形象的显示了耳蜗的三大特点:Selectivity、Sensitivity 和 Dynamic range所能达到的程度,这是耳蜗完成对声音处理的生理基础。而目前的人工耳蜗的电刺激完全无法达到相同的水平,而且要差很多。