一只刺猬和她的猪圈匆匆穿过哈德斯菲尔德大学的声音考古学家鲁伯特·提尔和他的团队聚集在他们的货车周围的拥挤的泥土停车场。他们一边检查装备,一边随意聊天:大灯正常工作,手机充电,头盔扣好。这是法国西南部Ariège比利牛斯山一个清爽的秋日,该地区以其富含新石器时代及更早时期绘画和雕刻的洞穴而闻名。但蒂尔和他的同事来这里不是为了艺术。

探险队沿着狭窄的小路徒步到达Bédeilhac洞穴的大口,这里在二战期间被德军用作军事机库。在那之后的几年里,从即兴的狂欢到成群结队的业余寻宝者寻找未被发现的文物,这个洞穴见证了各种各样的活动。但今天,Till正在寻找在我们这个电气化时代有时似乎更难找到的东西:完全的黑暗。

蒂尔来到这个洞穴是为了进行一项关于人类回声定位能力的声学考古实验。“蝙蝠使用回声定位,或生物声纳,来定位和识别物体,”Till说,并补充说,蝙蝠发出的啁唧声在人类听觉范围之外,如果我们的耳朵能听到的话,它的声音将相当于烟雾探测器的声音。蒂尔想用人类能听到的东西来测试回声定位。

“我的想法是用声音来尝试这个,”他说。研究人员认为,古人类在洞穴中歌唱是一种仪式,但Till认为这种歌唱可能还有另一个用途:帮助探索洞穴的安全,并扩大可供他们使用的区域。蒂尔说:“我很好奇,人类是否还保留着一些完整的这种技能的残余,以某种方式未被开发,等待着被再利用。”“没有受过训练的志愿者能在漆黑的洞穴走廊里只靠自己的声音找到路吗?”

声音考古学家鲁伯特·提尔(Rupert Till)的团队成员设置了设备,帮助他们绘制出当灯光熄灭时志愿者如何使用回声定位来了解周围环境的地图。
声音考古学家鲁伯特·提尔(Rupert Till)的团队成员设置了设备,帮助他们绘制出当灯光熄灭时志愿者如何使用回声定位来了解周围环境的地图。鲁伯特·蒂尔

为了回答这个问题,Till设计了一个实验,找到了一个洞穴,招募了志愿者。他给每个人分配了20分钟的时间,在这段时间里,他们将单独呆在一个特定的洞穴房间里。主区有一个较小的副室,只能通过一条低矮的弯曲通道进入,通道最窄的地方只有两英尺宽。参与者的目标是定位和进入较小的房间,只使用声音导航。在尝试回声定位之后,志愿者们被要求画一张空间地图。大多数人都错得离谱。

Till用一种叫做声脉冲响应的方法记录了这个实验,这种方法包括精确测量和定位在空间中产生的声音。放置在房间周围的定向麦克风可以精确定位志愿者声音的回声方式和位置,基本上创建了回声定位的音频地图。

据Till说,最初的实验结果好坏参半。他说:“有很多人唱歌,对着墙壁尖叫,撞到所谓的岩壁,还有相当一部分自发的笑声。”一些志愿者也报告说感到恐惧,其中一人因为恐慌而不得不停止。“黑暗的洞穴可能很可怕。我们显然不习惯像我们的祖先那样在完全黑暗的环境中工作。我们中的许多人甚至从未经历过完全黑暗,而洞穴是出了名的让人迷失方向。”

Bédeilhac洞穴的入口,法国南部的几个洞穴之一,包含了数千年前人类存在的证据。
Bédeilhac洞穴的入口,法国南部的几个洞穴之一,包含了数千年前人类存在的证据。由阿列日部提供。

然而,实验参与者似乎适应得很快,至少对回声定位的基本知识是这样。蒂尔说:“我认为志愿者在很短的时间内就能更好地避免撞到墙壁。”“你可以想象,如果这是你唯一的选择,你会更快地磨练技能....我们应该记住,当太阳没有升起,在黑暗的洞穴深处时,古人基本上有半天是瞎的。”

他补充说:“回声定位就像第七感,如果我必须猜的话,这是一种大多数人随着时间慢慢失去的技能,可能是因为缺乏真正的黑暗。”

斯坦福大学的文化声学研究员Miriam Kolar也认为,人类的回声定位能力可能是我们整个物种已经丧失的技能——但它并没有完全消失。“我知道洞穴探险者有时会把回声定位作为一种非正式理解的技术,用来探测距离和寻找水的存在,”科拉尔说。

许多视觉受损的人每天都在使用回声定位,创造出Kolar和同事们所说的“听觉定位线索”——通常是通过发出咔哒声——这些声音在物理表面产生回声或反射。但回声定位是一个复杂的过程,科学家们还没有完全了解它是如何对人类起作用的。

“你可以用我们对人类视觉系统的了解填满图书馆。我们对人类回声定位的了解不足以填满一个书架,”世界盲人接入组织的丹尼尔·基什说。Kish教授回声定位工作坊给视障人士和视力正常的参与者,但他的课程不包括唱歌,这是Till实验的一部分。“我还没有听说过有人用唱歌来进行回声定位,至少成功了。我用我的舌头和上颚敲击敲击,这是我教授的技术,似乎是最有效的。”

然而,蒂尔实验中的参与者并不是第一个在洞穴中使用歌声进行回声定位的人。1987年,巴黎南泰尔大学的人类学家兼音乐家伊戈尔·雷兹尼科夫声称,他在没有灯光的洞穴中唱歌和行走时发现了洞穴壁画,因此名声大噪。他说,他能够通过声音测量空间的共振,从而判断它们的形状和大小。通过这个过程,他发现洞穴中最能引起共鸣的部分是洞穴绘画最多的地方。

雷兹尼科夫说,生活在旧石器时代晚期(1万到4万年前)的欧洲人在洞穴中度过了很长时间,因为他们生活在非常寒冷的气候中。他说:“由于只能使用手电筒发出的光,不能被带到非常狭窄的通道中,古代猎人不得不像声纳一样使用声音来探索新发现的洞穴的角落和缝隙。”声音比光传播得更远,尤其是在不规则的环境中。对这些古人类来说,歌唱及其反射的回声可能意味着生与死的区别。雷兹尼科夫说:“例如,来自下方的强烈回声可能表明洞穴地板上有一个洞,或者更深的地下洞穴。”

回声定位不是旧石器时代欧洲人独有的技能,但关于它的使用记录却很少。巴塞罗那大学的考古学家Tommaso Mattioli说:“有一些证据表明,纳瓦霍人、易洛魁人、切诺基人、新墨西哥州的阿科马人和加拿大的纳克萨尔克人使用回声定位来确定仪式地点。”beplay体育官网电脑板“但目前在人类回声定位方面的研究很少。”

蒂尔计划在西班牙北部的洞穴中开设更多的回声定位讲习班,但该地区许多可访问的地点在旧石器时代也可以访问,这意味着它们现在充满了不可替代的洞穴艺术。要获得进入洞穴的许可,让志愿者可能会撞到充满文化遗产的墙壁,这并不容易。作为一种解决方案,他正在寻找未经装饰的洞穴,或者通过扫描洞穴内部,在实验室环境中重现洞穴。

“根据我的经验,回声定位有一个陡峭的学习曲线,但似乎在我们的顶叶中确实有这种技能的残留。我们只需要重新找到它,”蒂尔说。“这就像回到了我们自己的能力。”