人的双耳能否「正确」分辨声音是从前面还是后面传过来的？
这可真是个有趣的问题，关于我们耳朵怎么判断声音是从哪儿来的，这事儿说起来可就复杂了，远不止是“听到”那么简单。咱们人耳的这个本事，叫做“声音的定位”，而判断声音是前面还是后面，是其中一个关键的环节，而且还真不是件容易事。
你想啊，要是声音永远都只会从正前方传来，那我们跟一只只知道躲藏的兔子差不多了，面对危险或者找寻目标都会很被动。所以，进化出能够区分前后左右的能力，对我们生存至关重要。
那么，我们的大脑是怎么做到这一点的呢？其实主要依靠的是两个“利器”：
第一，音量大小（响度）的差异，或者叫“强度差异”
这个相对好理解。想象一下，你手里拿着一个收音机，然后让它在你脑袋的左边响起来，或者在你脑袋的右边响起来。你是不是能明显感觉到，耳朵更靠近声源的那只耳朵，听到的声音会更大一些？这就是强度差异。
左右方向的判断： 声音从左边传来，左耳听到的肯定比右耳大；反之亦然。这个差异非常显著，我们能很快地判断出声音是来自左边还是右边。
前后方向的判断： 关键来了。声音从前面（比如你正前方）传来，左右耳听到的声音大小差异会非常小，几乎一样大。而当声音从后面传来时，同样会存在一点点差异，但这个差异跟左右方向的差异，在性质上是不同的。大脑会结合其他线索来进一步分析。
你可能会问，为什么前面和后面会有区别呢？这就要提到下一个更重要的因素了。
第二，到达时间（相位）的差异，或者叫“时间差”
这个可能稍微有点抽象，但却是判断前后方向的关键。我们的大脑非常擅长处理这两个耳朵接收到声音之间的微小时间差。
左右方向的判断： 如果声音从你的左边传来，那么声音会先到达你的左耳，然后才到达你的右耳。哪怕只有零点几毫秒的延迟，你的大脑就能捕捉到这个差异，从而判断出声音是在你左侧。反之，声音从右边来，就是右耳先听到。
前后方向的判断： 现在轮到判断前面还是后面了。当声音从你的正前方传来时，理论上，左右两只耳朵接收到声音的时间是完全相同的。这时候，强度差异和时间差都很小，大脑会倾向于认为是“前面”。但是，当声音从你的正后方传来时，情况就变得复杂了。虽然理论上左右耳接收到的声音时间也一样，但声音在绕过你的头颅时，会受到你头部的“遮挡”。
这里就要引入一个非常重要的概念了：头部的“声影效应”或者说“头部相关传递函数”（HRTF）。
你有没有注意到，我们的耳朵长在头颅的两侧，而且形状也很奇特，有很多褶皱和凹陷。这些都不是为了好看，而是为了帮助我们更好地定位声音。
声影效应（HeadRelated Transfer Function, HRTF）： 当声音从不同方向传来时，它会以不同的方式绕过你的头颅，到达你的耳朵。你的头部和耳廓会“过滤”掉声音的某些频率成分，同时也会加强某些频率成分。这种对声音的过滤和增强作用，是与声音的入射方向紧密相关的。
为什么判断前后比较难？ 相比于左右方向的判断，前后方向的判断更依赖于这个HRTF。当声音从前面传来时，它绕过头部的路径和从后面传来，绕过头部的路径，会造成不同的频率成分被吸收或反射。大脑通过分析这些不同频率成分的相对强度，可以“解码”出声音是来自前面还是后面。比如，某些频率的声音可能更容易被头部阻挡，从而在某个耳朵里显得更弱。
简单来说，就像我们用不同角度看东西，看到的东西会有细微的差别一样，声音在绕过你头颅的时候，遇到的“障碍”和“反射”方式不同，导致到达你左右耳朵的“声音信息”在细节上会有差异。你大脑里的那个超级计算机，就像一个经验丰富的声学工程师，能够识别出这些细微的差异，从而判断出声源是在你前面还是后面。
举个例子来说明：
想象一下，你听到一个轻柔的“嘶——”声。
如果这个声音是从你前面来的，它会以一种特定的方式绕过你的头颅，到达你的左右耳。大脑会根据这种“绕行”方式，结合声音的频率特征，判断出“哦，是前面来的”。
如果这个声音是从你后面来的，它同样会绕过你的头颅，但路径和对声音的“过滤”作用会略有不同。大脑就能捕捉到这种细微的差别，判断出“嗯，是后面来的”。
为什么说这个判断“前后”比“左右”更难呢？
因为左右方向的判断，主要依靠的是非常直接的时间差和强度差。这两个指标相对容易被大脑捕捉和计算。而前后方向的判断，则更加依赖于头部和耳廓对声音的复杂“染色”和“滤波”作用，也就是HRTF。这种作用是高度个体化的，而且在某些声音特性比较单一的时候（比如纯粹的“嘟”声），大脑可能就难以准确分辨。
所以，我们虽然能基本判断出声音的前后，但这种判断的精确度，远不如判断左右方向来得高。有时候，我们听到一个从后面传来的声音，可能会误判成从前面某个偏上的方向传来，或者反之。
总结一下，人的双耳“正确”分辨声音的前后，主要依赖于：
1. 强度差异： 虽然不显著，但与左右差异有不同性质的细微变化。
2. 时间差： 当声源在正前方时，两耳时间差极小；当声源在正后方时，也存在一个相对固定的时间关系。
3. 最重要的：头部的声影效应（HRTF）和耳廓的形状。 这是大脑解码声音方向的关键，尤其在分辨前后方向时起着决定性作用。大脑通过分析不同频率成分到达双耳的强度差异来做出判断。
所以，这真不是一件简单的事儿，而是我们大脑和耳朵精妙协作的结果，利用物理世界的规律，为我们提供了丰富而准确的空间听觉信息。下次你再听到声音，不妨留心一下，感受一下大脑是如何工作的，是不是挺神奇的？
你想啊，要是声音永远都只会从正前方传来，那我们跟一只只知道躲藏的兔子差不多了，面对危险或者找寻目标都会很被动。所以，进化出能够区分前后左右的能力，对我们生存至关重要。
那么，我们的大脑是怎么做到这一点的呢？其实主要依靠的是两个“利器”：
第一，音量大小（响度）的差异，或者叫“强度差异”
这个相对好理解。想象一下，你手里拿着一个收音机，然后让它在你脑袋的左边响起来，或者在你脑袋的右边响起来。你是不是能明显感觉到，耳朵更靠近声源的那只耳朵，听到的声音会更大一些？这就是强度差异。
左右方向的判断： 声音从左边传来，左耳听到的肯定比右耳大；反之亦然。这个差异非常显著，我们能很快地判断出声音是来自左边还是右边。
前后方向的判断： 关键来了。声音从前面（比如你正前方）传来，左右耳听到的声音大小差异会非常小，几乎一样大。而当声音从后面传来时，同样会存在一点点差异，但这个差异跟左右方向的差异，在性质上是不同的。大脑会结合其他线索来进一步分析。
你可能会问，为什么前面和后面会有区别呢？这就要提到下一个更重要的因素了。
第二，到达时间（相位）的差异，或者叫“时间差”
这个可能稍微有点抽象，但却是判断前后方向的关键。我们的大脑非常擅长处理这两个耳朵接收到声音之间的微小时间差。
左右方向的判断： 如果声音从你的左边传来，那么声音会先到达你的左耳，然后才到达你的右耳。哪怕只有零点几毫秒的延迟，你的大脑就能捕捉到这个差异，从而判断出声音是在你左侧。反之，声音从右边来，就是右耳先听到。
前后方向的判断： 现在轮到判断前面还是后面了。当声音从你的正前方传来时，理论上，左右两只耳朵接收到声音的时间是完全相同的。这时候，强度差异和时间差都很小，大脑会倾向于认为是“前面”。但是，当声音从你的正后方传来时，情况就变得复杂了。虽然理论上左右耳接收到的声音时间也一样，但声音在绕过你的头颅时，会受到你头部的“遮挡”。
这里就要引入一个非常重要的概念了：头部的“声影效应”或者说“头部相关传递函数”（HRTF）。
你有没有注意到，我们的耳朵长在头颅的两侧，而且形状也很奇特，有很多褶皱和凹陷。这些都不是为了好看，而是为了帮助我们更好地定位声音。
声影效应（HeadRelated Transfer Function, HRTF）： 当声音从不同方向传来时，它会以不同的方式绕过你的头颅，到达你的耳朵。你的头部和耳廓会“过滤”掉声音的某些频率成分，同时也会加强某些频率成分。这种对声音的过滤和增强作用，是与声音的入射方向紧密相关的。
为什么判断前后比较难？ 相比于左右方向的判断，前后方向的判断更依赖于这个HRTF。当声音从前面传来时，它绕过头部的路径和从后面传来，绕过头部的路径，会造成不同的频率成分被吸收或反射。大脑通过分析这些不同频率成分的相对强度，可以“解码”出声音是来自前面还是后面。比如，某些频率的声音可能更容易被头部阻挡，从而在某个耳朵里显得更弱。
简单来说，就像我们用不同角度看东西，看到的东西会有细微的差别一样，声音在绕过你头颅的时候，遇到的“障碍”和“反射”方式不同，导致到达你左右耳朵的“声音信息”在细节上会有差异。你大脑里的那个超级计算机，就像一个经验丰富的声学工程师，能够识别出这些细微的差异，从而判断出声源是在你前面还是后面。
举个例子来说明：
想象一下，你听到一个轻柔的“嘶——”声。
如果这个声音是从你前面来的，它会以一种特定的方式绕过你的头颅，到达你的左右耳。大脑会根据这种“绕行”方式，结合声音的频率特征，判断出“哦，是前面来的”。
如果这个声音是从你后面来的，它同样会绕过你的头颅，但路径和对声音的“过滤”作用会略有不同。大脑就能捕捉到这种细微的差别，判断出“嗯，是后面来的”。
为什么说这个判断“前后”比“左右”更难呢？
因为左右方向的判断，主要依靠的是非常直接的时间差和强度差。这两个指标相对容易被大脑捕捉和计算。而前后方向的判断，则更加依赖于头部和耳廓对声音的复杂“染色”和“滤波”作用，也就是HRTF。这种作用是高度个体化的，而且在某些声音特性比较单一的时候（比如纯粹的“嘟”声），大脑可能就难以准确分辨。
所以，我们虽然能基本判断出声音的前后，但这种判断的精确度，远不如判断左右方向来得高。有时候，我们听到一个从后面传来的声音，可能会误判成从前面某个偏上的方向传来，或者反之。
总结一下，人的双耳“正确”分辨声音的前后，主要依赖于：
1. 强度差异： 虽然不显著，但与左右差异有不同性质的细微变化。
2. 时间差： 当声源在正前方时，两耳时间差极小；当声源在正后方时，也存在一个相对固定的时间关系。
3. 最重要的：头部的声影效应（HRTF）和耳廓的形状。 这是大脑解码声音方向的关键，尤其在分辨前后方向时起着决定性作用。大脑通过分析不同频率成分到达双耳的强度差异来做出判断。
所以，这真不是一件简单的事儿，而是我们大脑和耳朵精妙协作的结果，利用物理世界的规律，为我们提供了丰富而准确的空间听觉信息。下次你再听到声音，不妨留心一下，感受一下大脑是如何工作的，是不是挺神奇的？
网友意见
谢题主邀...
首先，神经生理学有个专业名词叫做"两耳时间差"（Interaural Time Difference）, 说的就是通过声源到达两耳的时间差而定位。如果是高频音的话主要是"两耳强度差"（Interaural Intensity Difference）的作用。这两个差差基本能解决大部分关于声音从哪儿传来的问题，然而正前方与正后方的声音不存在这两个差差（如下图a所示，ITD=0），所以题目描述中的这种前后声源混淆的现象是可能发生的，学术名词叫"空间锥形区域声像混淆"（Cone of Confusion）。
然而实际生活中这种前后定位模糊的现象其实很少出现，因为有太多其他方法/线索可以让你知道声音是从前还是从后传来。比如
1. 稍稍转头
原理：使得两耳时间/强度差定位不等于0（请看原理1示例）
2. 向前走
原理：行进方向对声波传递形成的声学障蔽（acoustic shadow）可用于分辨前后声源（请看原理2示例中的图b）
3. 等于1+2
原理：也等于1+2（请看原理2示例中的图c，然而此图中人应向右歪头才是最完美的图示）
4. 耳廓效应
比如
4.1
@吴豫南回答中提到的耳廓/外耳（pinna）的形状因声音船的方向不同而有所变化
人的双耳能『正确』分出声音是从前面传过来的还是从后面传过来的么？ - 吴豫南的回答4.2 以及以下回答中所提到的耳廓效应对声音的定位作用
为什么人的耳廓（外耳）形状如此复杂，符合哪些声学特征？ - wurchang 的回答原理1示例
图片来源：
第2节 心理声学--与非网原理2示例
图片来源： Lecture Slides from Biological Foundation of Behavior, by Professor Marlene Behrmann
另外提一句，外界声音信息从耳蜗到达初级听皮层有一快一慢两条通路（如下图），红色快，绿色慢。双耳信息首次在绿色中的上橄榄核群（Superior Olivary Complex）汇合，这是声音定位的重要地带。具体分工如下：
内侧上橄榄核群 Medial Superior Olive (MSO) ：对低频声敏感，主要负责两耳时间差
外侧上橄榄核群 Lateral Superior Olive (LSO) ：对高频声敏感，主要负责两耳强度差
图片来源： Lecture Slides from Biological Foundation of Behavior, by Professor Marlene Behrmann
大概是有史以来我最精简的学术回答。
参考文献：
Behrmann, M. Biological Foundation of Behavior. Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, USA.
Heeger, D.
Perception Lecture Notes: Auditory Pathways and Sound LocalizationNew York University, NY, USA.
第2节 心理声学--与非网类似的话题
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