为什么人类听觉系统进化为对 20 到 20000 赫兹范围内的声音敏感，而不是其他频率范围？

人耳的一些听觉极限与人耳器官本身是有直接联系的，就例如题主所问的频率范围的极限。

那么我们人类的听觉为什么只能听到大约20~20kHz呢？（纯音）其实国家以及有关人士在上世纪八九十年代的“气功热”时期就曾针对各种与耳朵有关的“特异功能”展开科普。

耳朵不可能认字

1979年3月，当媒体第一次创造出耳朵认字的新闻后，我们表达过自己的意见，但这种新闻在全国被炒得火爆，耳朵认字之类奇闻、奇人迅速在全国泛滥，叫人哭笑不得。

耳朵是听觉器官，它由分化得十分精细的传音系统（外耳和中耳）及感音系统（内耳）组成，它的结构及相应功能决定了它只能感觉20～20000赫兹声波，除此之外它不可能有其他功能。

人的耳廓收集外界声波，从外耳道传至鼓膜引起鼓膜的振动，鼓膜的特殊结构使其振动与声音刺激同始同终，没有残余振动，保证声音能如实地使三块听骨（锤骨、砧骨、镫骨）随之振动，镫骨底板把振动传给内耳。内耳耳蜗形似蜗牛壳，其内有声音感受器（螺旋器），螺旋器有内、外毛细胞，内、外毛细胞由于接受振动刺激（机械能）发生兴奋，使耳蜗神经末稍产生动作电位（电能）向上到达大脑听中枢产生听觉。

熟悉或见到过中耳特别是内耳形态的人都必然被这种精细的环环相扣的结构所折服，他们不再会相信耳朵还会有其他的功能，至少认为这种说法有悖于常识。

为何人只能听到20～20000赫兹声波，因为耳蜗从顶部向下，移动相应部位的螺旋器，各自能分别有选择地感受从20－20000赫兹的声波。人耳本是专门感受声波的器官，而频率小于20赫兹，大于两万赫兹的声波，因超过了它的能力范围，就无法感知，若刻意宣传它有认字的功能，不是痴人说梦，就是别有用心。

有人把根本不可能存在的耳朵认字命名为“特异功能”，而且随后组建了人体科学学会。若当初他们能认真听取意见，或许不会出现这种很尴尬的局面。

是精神病态，不是特异功能

全国所有的精神病医院和精神科医生都毫无例外地遇到过自称有特异功能的人：

有人说练功后，可以看到常人看不到的景物和人，例如光环、蓬莱仙境、玉宇琼阁、南海观音，西天如来、太上老君、狼虫虎豹、大气功师、死去的亲人等等。

人体科学者称这是天眼通，或开天目，开眼功，并把这作为存在特异功能的重要例证。

有人说练功后听到了一般人听不到的声音，例如听到气功师、菩萨、死人、天外来客在自己脑里、肚子里或耳边说话；或者听到了信息或信息波；或者听到了古代编钟音乐，战鼓齐鸣与人喊马嘶等等。

人体科学者称这是天耳通，或开天耳，开耳功。

有人说他们练出了特异功能，或说能透视人体，能发外气治病，或说能呼风唤雨，遥视火星；能使时间倒转，能使太阳失辉，等等。

说得越离奇，越是有人相信，人体科学学会对这些奇人超人十分有兴趣，给予足够的支持宣传。

人体科学学会刻意寻找、发现、支持和宣传的这些天眼通、天耳通，异能表现等大多数是精神病理现象（少数自编谎话者例外）。

所谓天眼通是幻视，天耳通是幻听，都是幻觉。

幻觉是一种精神症状，是在没有现实刺激物的前提下病人出现的虚幻知觉体验，幻觉经过治疗可以消失。

另一些异能性言行，例如肉眼透视、遥视、发外气、直视太阳可使太阳失辉等，则是妄想。

妄想是一种病理性的信念，这样的信念严重背离现实，与本人的文化知识不相称，但本人坚信不移，用一般的说理无法纠正，通过适当治疗可以使之改善或放弃。

研究各种各类精神病理现象是我们的专业特长，我们积累了几十年的临床经验和研究成果，对识别和鉴定上述天眼通、天耳通，异能人的精神病理表现自有结论性意见。

人体科学学会一直把这些明显的、严重的精神病态认定为特异功能，我们感到十分痛心。我们并不奢望人体科学学会在精神医学领域有太高的精神病学专业知识，只希望他们认真考虑一个简单的事实：这些自称天眼通、天耳通、有异能的人经过正规治疗之后，幻觉、妄想等精神症状消失了，他们的特异功能也都消失了，事后他们也认识到当时是幻觉或妄想所致。

（以上部分摘自百度百科）

其实在很多声学与心理声学书籍的开篇一般都会讲解人耳的构造以及其我们对声音的感知相关内容，而这些内容并不是凭空凑字数的，而是有着重要的意义——让我们从生理的角度去了解我们所听到的。

大家经常可以看到麦文学的回答中讽刺一些人的基因与染色体，其实这句话虽然听着可能让一些人不舒服，甚至也有些滑稽，但却是句有科学依据的话。

人类的DNA/染色体决定了人耳器官的大致形状、结构和大小。人耳器官的结构、形状和大小决定了人耳对于声音一些方面的听觉极限。

至于为什么我们的器官会进化成这样的结构，我本人不是生物学家，我不知道，但肯定不是“定向进化”，没准就是个巧合。至于其他某些回答的一些观点，我持保留态度。

最后，并不是每个人都能听到20kHz，通常只有年轻人才能听到，年龄达到一定的阶段，听力往往会出现不可逆的衰退。

直觉告诉我们：20Hz和20kHz是两条非黑即白、犀利的分界线。频率降到20Hz以下，哪怕是一点点，就会像掉下悬崖，立即突然听不到。然而，事实情况并不是这样。数字信息处理理论告诉我们理想带通滤波器并不存在，因为这种理想情况与因果性(causality)相悖。

图中的蓝线大致表现了人耳对于不同频率声音的响度感知。100Hz和1000Hz之间差20dB，也就是说要用100倍的能量（10倍的幅度）播放100Hz的单音，才和1倍能量播放的1000Hz听起来一样响。听起来一样响的20Hz和1000Hz之间，能量相差10000倍，是不是很夸张？

从临界点附近出发，频率逐渐升高或降低，人们只会感觉音量越来越小，而不是突然间的截止。

另外一个事实是人耳的频率响应曲线是存在个体差异的。之前设计过一个实验测试人耳的低音阈值。每轮挑战有三个时间窗，每个时间窗持续2秒，但其中只有一个会播放声音。志愿者需要指明哪一个时间窗听到了声音，哪怕是猜测。答案正确，则频率下行迎接更难的挑战；答案不正确，则频率上行难度降低。经历几轮振荡之后，曲线会逐渐收敛，此时的频率即为阈值。

实验结果是有的志愿者可以听到15Hz，而我只能听到21Hz。这种差异是现实存在的，但是绝对的数值取决于音量。如果整体提高音量，有的人也许可以听到12Hz。

20 Hz is considered the normal low-frequency limit of human hearing. When pure sine waves are reproduced under ideal conditions and at very high volume, a human listener will be able to identify tones as low as 12 Hz. Below 10 Hz it is possible to perceive the single cycles of the sound, along with a sensation of pressure at the eardrums.

此外，人耳对于音高差异的感知同样不是线性的。

假设图片最左侧的A是A4，则右边的A依次是A5、A6。在键盘上A4~A5和A5~A6距离是相等的。然而A4、A5之间相差440Hz，A5、A6之间相差880Hz（A4 440Hz、A5 880Hz、A6 1760Hz）。不过取对数之后再作差，A4、A5、A6之间则是等距（log(2)）。

因此不同个体21Hz和20Hz之间1Hz的差异，放到20kHz附近就是1kHz的差异。20000Hz，有效数字位数这么多，绝对是故意的。