Наш мир весьма изменчив. Мы привыкли, что все объекты нашего мира так или иначе постоянно меняют свои характеристики. Человек все время перемещается с места на место; температура за окном то поднимается, то падает; небо над нами темнеет ночью и светлеет днем; и даже сосед за стеной включает и выключает музыку.
Но есть особый тип изменений, которые играют важнейшую роль в сохранении стабильности нашего мира. Это колебания, при которых характеристики объекта изменяются то в одну, то в другую сторону около некоего состояния устойчивости, равновесия. Человек не знает, какой из путей предпочтительней — он колеблется. Морская волна, колеблясь, то вздымается то опускается. Благодаря электромагнитным колебаниям мы видим окружающий мир. Благодаря механическим колебаниям слышим звуки.
Человек издавна воспринимал колебания мира как признак жизни, живого. А их отсутствие — как мертвое. Представьте себе, что мир вдруг перестал колебаться и замер. Все погружается во тьму, в тишину, прекращается всякое движение. Мир в равновесии и он мертвый. Не случайно современные фантасты рисуют мир постапокалипсиса предельно остановившимся. Ничего в нем не колеблется. И бедные люди, выжившие в катастрофе, должны его заново запустить, заставить двигаться, колебаться.
В нашем привычном мире особое место занимают механические колебания. Это качание деревьев под напором ветра, колебания гитарной струны, качание лодки на волнах, колыхание занавески на сквозняке.
Все предметы так или иначе передают свои колебания окружающему воздуху, который тоже начинает колебаться вокруг них. Некоторые из этих колебаний мы и воспринимаем как звук. Но не все.
Давайте задумаемся. Почему зимний лес такой безмолвный, а летний полон звуками, шумом и гамом? Почему колебания ствола дерева мы не слышим, но хорошо слышим шелест листвы? Почему морские волны сильнее всего шумят у берега, когда разбиваются о скалы? И когда человек бегает вокруг нас кругами, почему мы слышим только топот его ног, а само перемещение тела беззвучно? Впрочем, если на нем много одежды и предметов, то мы начинаем слышать шуршание юбок или позвякивание ключей.
Дело в том, что все предметы колеблются с разной частотой (музыканты говорят — высотой) и силой (музыканты говорят — громкостью, а физики — амплитудой). Если колебания медленные или тихие, то мы их не услышим. Можем увидеть, но не услышать. Интересно, что и очень быстрые колебания или очень сильные мы тоже не слышим. И только в определенном диапазоне частот и интенсивности мы воспринимаем колебания воздуха как звук.
К сожалению, диапазон этот весьма невелик. Мы воспринимаем лишь от 16-20 до 20 000 колебаний в секунду. Все, что колеблется медленнее, мы не слышим, называя этот диапазон инфразвуком. И все, что колеблется быстрее — тоже не слышим. Это ультразвук.
Обидно, конечно, что природа наделила нас таким узким диапазоном восприятия. Например, собаки слышат звуки в диапазоне от 20 до 65 000 колебаний в секунду. То есть они слышат такие высокие звуки, которые нам уже не доступны. Кошки слышат еще больше звуков — до 80–100 тысяч колебаний в секунду. А дельфины и летучие мыши вообще над нами смеются. Ведь их верхний предел — 200–300 тысяч колебаний в секунду. В животном мире мы с вами находимся примерно на положении сорок, которые слышат звуки в диапазоне от 40 до 21 тысячи колебаний в секунду.
В каких разных мирах мы живем!
С силой, или интенсивностью звука, дело обстоит лучше. Человек способен услышать очень тихий звук, почти 0 децибел. Верхний же предел — это 100 децибел. Звуки, интенсивностью превосходящие верхний порог, неумолимо начинают разрушать слух. А ещё более сильные звуки вообще воспринимаются как ударная волна. Ее не слышно, но барабанные перепонки травмируются. Вот почему многие специалисты считают современные самолеты весьма опасным видом транспорта. Ведь пассажир в аэропорту, хотя и ненадолго, но подвергается звуковому удару от работающих двигателей около 120 децибел.
Если взглянуть на рисунок, построенный на основе современных акустических исследований, то мы увидим, что область собственно музыки гораздо меньше области звуков доступных человеку. А речевая область еще меньше.
Но почему же не все звуки, доступные человеку, он использует в речи и музыке?
Дело в том, что крайние области звукового поля отличаются крайней неустойчивостью для восприятия их человеком. Так замечено, что с возрастом люди хуже слышат верхние частоты, для них становятся недоступны многие высокие звуки. Дети воспринимают звуки до 32 000 колебаний в секунду. Самое большое звуковое поле у человека в возрасте 15-20 лет. Потом оно начинает стремительно сужаться.
В музыкальном искусстве применяются звуки от 16 колебаний в секунду (орган) до 4 300 колебаний в секунду (флейта пикколо или флажолеты скрипки). Более высокие звуки не применяются потому, что они очень схожи по тембру и, кроме того, их трудно различить по высоте. Но из этого количества звуков в музыке применяются не все, а только те из них, которые объединяются между собой в определенные музыкальные системы, т. е. находятся в определенных ясно различимых звуковысотных отношениях. О музыкальных системах мы поговорим позже.
Обычно музыкальными звуками называют те звуки, которые воспроизводятся певческими голосами или на музыкальных инструментах. Эти звуки обладают вполне определенными качествами:
· высотой,
· громкостью,
· тембром (в зависимости от исторических и общественных условий, существующих у данного народа).
Кроме того, в музыке употребляются и некоторые шумы (сложные звуки с неопределенной высотой, но с определенным тембром и громкостью).