心理学で錯覚というと例えば「ルビンの杯」なんかのように(白色を中心に見ると杯に見えて、黒色を中心に見ると2人が顔をつき合わせている絵に見える。)、変な絵が良く出てくるのですが、音に関しても同じような現象があります。
空耳なんかもそうですが、他のものをご紹介します。シェパードトーン(Shepard Tone)という方が考案した「無限音階」という現象があります。言葉の通りで無限に音が上がって(下がって)いるように聞こえるというものです。
実際には無限に音階が上がっているわけではなく、基本周波数をひとつ選択して、その倍音の組み合わせと音量を調節することで実現させています。
実際に聞くとこんな感じです。 (13秒)
この音声は
http://www-antenna.ee.titech.ac.jp/~hira/hobby/edu/sonic_wave/sh_tone/WMA/sh_tone2.WMA（リンク切れ）
を編集しています。
ほかにも、実際には聞こえないのに聞こえてしまう現象があり、聴覚心理学で研究されています。また機会がありましたら紹介いたします。
(篤)