Человек посредством органов слуха воспринимает колебания воздуха. Это мы и называем в обыденной жизни звуком. Колебания, воспринятые нами иным путем, например, с помощью руки, положенной на крышку рояля, мы называем тактильными ощущениями и к звуку не относим. Следовательно, особенности восприятия звука, в том числе музыкального, прямо зависят от строения и возможностей нашего слухового аппарата и специфики обработки его сигналов в человеческом мозге.
Наш орган слуха функционально устроен довольно просто.
Звуковая волна собирается ушной раковиной (1) и по слуховому проходу (2) передается к барабанной перепонке (3), которая колеблется с частотой пришедшей звуковой волны. Ее колебания через систему рычагов (4) передаются внутреннему уху (5). Это спираль, так называемая «улитка», в которой расположена особая мембрана с клетками, воспринимающими колебания жидкости, которой улитка заполнена.
Важно понять, что звуковая волна при прохождении через воспринимающую систему человека меняет свои характеристики в соответствии с индивидуальными особенностями этой системы. Человеческое ухо, звуковой канал, барабанная перепонка, миниатюрная системы рычажков, носящих говорящие названия «молоточек», «наковальня», «стремя», чувствительная мембрана во внутреннем ухе — все это играет роль своеобразных фильтров, которые меняют характеристики звуковой волны. Поэтому каждый человек воспринимает звук, и музыку в том числе, по-своему. Так, симфония П. И. Чайковского у Петра Ивановича и у Ивана Петровича, сидящих на соседних местах в концерном зале — это разная музыка. И приходится сильно усреднять личные впечатления, чтобы договориться между собой.
Границы нашего слухового восприятия прямо зависят от воспринимающих свойств чувствительной мембраны, расположенной в слуховой улитке. Так установлено, что клетки мембраны воспринимают колебания не ниже 16 гц и не выше 20 000 гц. Звуки ниже этого диапазона являются для нас инфразвуками и при достаточной громкости воспринимаются осязательно или зрительно как колебания поверхностей. Например, когда деревья колышутся на ветру, звука мы не слышим, но видим колебания деревьев и можем их ощутить, если приложим ладонь к стволу.
А звуки выше 20 000 гц являются ультразвуками и человеком не воспринимаются вовсе, хотя целые виды животных общаются именно при помощи таких звуков.
При сравнении частот восприятия звука животными и человеком видно, что гипотетическая музыка, например, для бабочек или дельфинов будет сильно отличаться от человеческой.
Важной особенностью мембраны в ушной улитке является неодинаковая восприимчивость ее частей к звукам разной высоты. На входе в улитку расположены клетки, воспринимающие высокие звуки. И по мере удаления от конца мембраны, восприимчивость клеток к низким звукам повышается, а к высоким — падает.
Интересно сопоставить отдельные области улитки со шкалой музыкальных звуков. Это сопоставление показывает, что подавляющая часть клеток мембраны настроена на восприятие высоких звуков и лишь небольшая — низких.
Это приводит к известному эффекту, когда высокие звуки, например, маленькой флейты, сильно выделяются даже на фоне звучания всего оркестра.
Эта же особенность нашего слуха обуславливает неестественность звучания ансамблей при нарочитом выделении низких частот, что нередко наблюдается в случае неумелого баланса в оркестре или на звуковой аппаратуре.
Строение чувствительной мембраны позволяет человеческому уху при восприятии звука разлагать его на колебания разных частот. Акустики называют такой частотный состав спектром звука, а музыканты — тембром. Приходится только удивляться, каким превосходным анализатором снабдила нас природа! Благодаря ему мы можем довольно тонко различать тембры разных музыкальных инструментов и человеческих голосов.
Важной особенностью нашего слухового аппарата является способность к маскировке отдельных звуков. Хорошо известна маскировка громкими звуками более слабых (амплитудная маскировка). Например, тихая речь на фоне грохота взлетающего самолета совсем не слышна.
Менее известна частотная маскировка, которая, однако, применяется в музыке весьма широко. Так громкий звук маскирует не все более тихие звуки, а только те из них, которые близки ему по высоте и тембру. Например, звук тихой челесты вряд ли будет слышен на фоне громкого рояля. Но на фоне низких струнных (виолончелей, контрабасов) он слышен превосходно.
Интересно, что высокие и низкие звуки по-разному маскируют друг друга, что связано со свойствами нашей звуковоспринимающей мембраны. Высокие звуки маскируют низкие очень незначительно, тогда как низкие звуки очень хорошо скрывают высокие. Это обязательно учитывается при установлении звукового баланса в процессе игры или записи оркестра или ансамбля. При плохом балансе ясно слышны «бумсы» низких инструментов, сквозь которые еле пробивается звучание высоких.
Все, о чем говорилось выше, относится, в основном, к свойствам воспринимающего слухового аппарата человека. Однако сигналы от него, попадая в мозг, претерпевают еще бо́льшие изменения. Именно здесь и проходят основные процессы, позволяющие отдельные звуки воспринимать как единое музыкальное произведение.
Прежде всего, наше сознание прекрасно разделяет мелодию и сопровождение, подобно тому как при зрительном восприятии оно отделяет фигуру от фона.
Подчас на сложных изображениях мы подсознательно отделяем не только фигуры от фона, но и главные фигуры от второстепенных.
В музыке мы также автоматически выделяем отдельные музыкальные темы, осознавая их как основную мелодию. И композиторам приходится использовать специальные средства, чтобы иногда привлечь внимание слушателя к сопровождению.
Далее, мозг человека обладает замечательной способностью разделять всю совокупность звуков на отдельные потоки. При достаточной тренировке слух приучается слышать даже отдельные звуки в общем созвучии или выделять мелодические линии среди множества одновременно звучащих голосов. Это свойство звука широко используется музыкантами при исполнении полифонических произведений, сочетающих в себе множество звуковых линий, каждая из которых должна быть слышна.
Звуки, следующие друг за другом и исходящие из одной точки пространства воспринимаются как части одной музыкальной фразы. Это интересное свойство нашего слуха использовалось, например, музыкантами эпохи Возрождения при сочинении гокетов (от французского hoquet — икота). Здесь основная мелодия распределялась по голосам хора таким образом, что каждый из них пел всего одну или несколько нот.
Подобный прием встречался и в музыке для русских роговых оркестров, весьма распространенных в XVIII веке. Так как каждый из охотничьих рогов может издавать лишь небольшое количество звуков, то более или менее пространные мелодии невольно приходилось разбивать на части и поручать разным инструментам. При этом мелодия воспринималась как единое целое.
Звуки, которые вместе начинают звучать и вместе завершают звучание, одновременно изменяются, похожи по тембру наше сознание приписывает одному источнику. Именно так мы воспринимаем звукозапись, в которой ансамбля или оркестра мы не видим, но по данным характеристикам звучания полагаем, что музыканты играют в одном месте и одновременно. Это же свойство нашего сознания позволяет «обманывать» наш слух, записывая в студии инструменты по одному, а затем сводя из вместе с помощью соответствующих технических средств.