Le son pénètre dans l'oreille et atteint une fine membrane à l'intérieur de la cochlée, l'organe spiral de l'oreille interne. Cette membrane ne se contente pas de vibrer comme une corde. Elle pousse elle-même les oscillations lorsqu'elles sont faibles, et cesse de le faire lorsqu'elles sont fortes. Ainsi, l'oreille entend aussi bien un murmure qu'une conversation animée.

Les scientifiques ont construit un modèle où chaque segment de la membrane est un petit pendule avec un ressort. Le ressort pousse plus fort lorsque les oscillations sont petites, et presque pas lorsqu'elles sont grandes. C'est comme une balançoire : si on la pousse faiblement, elle se met à osciller, mais si on la pousse fort, on ne peut plus l'aider. Cette règle est appelée exponentielle.

Le modèle a également montré que la connexion entre les segments adjacents de la membrane est importante. Elle élargit la gamme des fréquences audibles et modifie la forme de l'onde progressive. C'est comme si les balançoires étaient reliées par des cordes : le mouvement des unes se transmet aux autres.

Un modèle aussi simple aide à comprendre comment l'oreille gère une immense gamme d'intensités sonores, du bruissement des feuilles au rugissement d'un moteur.