Музыка для многих людей является незаменимой часть бытия. Она занимает отдельное место в сердце каждого, но не каждый вникал в её суть и не задумывался, что же это вообще такое. В этой статье будет говориться о том, что из себя представляет музыка, на какие виды делится и какое влияние она на нас оказывает.
Что такое музыка с точки зрения физики?
Музыка с точки зрения физики это звук. А, в свою очередь, звук - это явление, представляющее собой распространение упругих волн в газообразной, жидкой или твёрдой среде, воспринимающихся органами чувств различных организмов. Когда дотрагиваются до струн гитары, то вокруг них начинают колебаться молекулы воздуха. Эти колебания распространяются в воздухе и достигают наших ушей.
Звуки, встречающиеся в природе, в акустике разделяют на несколько типов.
Тон – это звук, который представляет колебание с постоянной или закономерно изменяющейся по времени частотой. В зависимости от формы колебания частиц среды тоны разделяются на простые (гармонические) и сложные. Простой тон может быть получен с помощью камертона или звукового генератора. К сложным относятся звуки музыкальных инструментов, гласные звуки речи человека и др. Сложный тон может быть разложен на простые, получающийся набор частот с амплитудами называется акустическим спектром. Спектр сложного тона линейчатый. Звуковой тон характеризуется частотой (или периодом), амплитудой и формой колебания или его гармоническим спектром.
Шум – это звук, имеющий сложную неповторяющуюся временную зависимость и представляющий собой сочетание беспорядочно изменяющихся сложных тонов. К шуму относятся звуки от вибрации машин, аплодисменты, шум пламени горелки, шорох, скрип, согласные звуки речи и т.п. Спектр шума – сплошной.
Звуковой удар – это кратковременное звуковое воздействие (хлопок, взрыв, удар, гром).
Характеристики звука
Характеристики звука бывают объективные и субъективные.
К физическим (объективным) характеристикам звука следует отнести: частоту (период, длина волны), амплитуду, акустический (гармонический) спектр, скорость распространения, интенсивность, звуковое давление, удельное акустическое сопротивление.
Частота – число колебаний источника звука, совершаемых за единицу времени. Единица измерения в СИ – 1 Гц (Герц). Выражается формулой:
ν = N/t
Где N – число колебаний, а t – время, за которое были совершены эти
колебания.
Акустический спектр (спектр звука) — совокупность гармонических колебаний, на которые можно разложить конкретную звуковую волну. Задаётся функцией частоты ν или длины волны λ и выражает относительную роль разных частот или длин упругих волн в изучаемом звуке, то есть показывает, в какой мере в акустическом сигнале присутствуют ультразвуковые, слышимые и т.д. волны.
Скорость звука — это скорость распространения упругих волн в той или иной среде. Выражается формулой:
υ = ν λ
Интенсивность — энергетическая характеристика звука, которая измеряется энергией звуковой волны, прошедшей за единицу времени через единицу площади некоторой поверхности, перпендикулярной направлению распространения волны (т.е. отношением падающей на поверхность звуковой мощности к площади этой поверхности). Единица интенсивности звука - 1 Вт/м 2.
Звуковое давление — это переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. В упругой среде (например, в воздухе) колеблется источник звука, создавая волну. Чем интенсивнее волна, тем выше звуковое давление.
К субъективным характеристикам звука относятся: высота звука (тона), тембр, громкость.
Высота звука (тона) — свойство звука, определяемое человеком на слух и зависящее в основном от частоты звука, то есть от числа колебаний среды (обычно воздуха) в секунду, которые воздействуют на барабанную перепонку человека. С увеличением частоты колебаний растёт высота звука.
Человек обычно воспринимает частоты от 16 до 20 000 кГц. Музыканты воспринимают звук в чуть большем диапазоне: 16 Гц – 22 кГц. Частотный диапазон, улавливаемый человеческим ухом, условно делят на три части: нижний звуковой диапазон, средний и верхний. В телефоне для воспроизведения человеческой речи используется область частот от 300 до 2000Гц. Источники музыкальных звуков обычно создают звуковые волны нескольких кратных частот. Частота волны, на которую приходится наибольшая энергия, называется основной частотой.
0 - 16 Гц – Инфразвук (сверхнизкий тон)
16 - 70 Гц – Басы
100 - 120 Гц – Мидбас (средние басы)
500 Гц - 1 кГц – Нижнесредние частоты
4,5 - 5 кГц – Средние частоты
5 - 10 кГц – Средневысокие частоты
10 - 20 кГц – Высокие частоты («верха»)
16 - 22 кГц – Ультразвук (сверхвысокий тон)
Звуки, которые превышают значения в 20 кГц, называются ультразвуком (высокие частоты). Хотя ультразвук и не слышен ухом человека, он широко применяется в медицине и других сферах.
Тембр – это звук, в котором присутствуют колебания разных наборов частот и амплитуд. Основной тон определяет высоту звука, обертоны, накладываясь в определенных соотношениях, придают звуку специфическую окраску – тембр. Можно сказать, что тембр определяется величиной амплитуд отдельных
гармоник - дополнительных тонов, которые по частоте всегда выше основного тона (т.е. зависит от числа высших гармоник и отношения их амплитуд к амплитуде основной гармоники и не зависит от фаз высших гармоник).
Тембром отличаются голоса людей, говорящих и поющих в одном и том же диапазоне частот. Тембром отличаются и звуки различных музыкальных инструментов (скрипки и трубы), соответствующие одной и той же ноте. Тембр звука зависит от набора обертонов-частот, кратных основной частоте звука. Чем больше обертонов, тем “насыщеннее”, красивее звук.
Громкость звука — субъективное восприятие интенсивности звука, которое зависит от звукового давления и частоты звуковых колебаний. Уровень звукового давления шёпота человека, находящегося на расстоянии менее 1 метра — 25 дБ, спокойной речи — 40 дБ, вертолёта — 110 дБ, старта ракеты — 145 дБ. При увеличении уровня интенсивности, начиная примерно с 75 дБ, человек, который слышит звук, испытывает дискомфорт. В области дискомфорта лежат уровни интенсивности звуков, издаваемых отбойным молотком (~90 дБ), мотором тяжелого грузовика (~100 дБ), оркестром поп-музыки (~ 110дБ), шумом в поезде метро (~80-90 дБ). Болевым порогом считается уровень интенсивности ~ 130дБ. Минимальное изменение давления, которое может фиксироваться человеческим ухом, определяет порог слышимости. Максимальное изменение давления, которое еще в состоянии фиксироваться человеческим ухом, определяет болевой порог.
При очень высоких уровнях громкости необходимо использовать различные защитные приспособления, чтобы защитить свое ухо. Но несмотря на то, что, например, звук выстрела рядом с вашей головой опасен для слуха, но не так, как более тихий источник, но звучащий более продолжительное время. Громкость, на которой источники звука начинают вредить слуху – 80 дБ. В современном мире прослушивание музыки в наушниках стало частью повседневной жизни, но не каждых знает, что они могут вредить слуху при неправильном и долгом их использовании. Для того, чтобы не навредить слуху, необходимо не включать музыку громче 80 дБ. Однако надо помнить, что ежедневное звучание на таком уровне более 60-80 минут в будущем может привести к тугоухости. Согласно нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), при уровне громкости музыки в плеере 60% можно слушать ее не более 60 минут в день и лучше, если звуковая нагрузка не будет превышать 70 дБ.
Музыка
Само слово «музыка» имеет древнегреческое происхождение, буквально оно переводится "искусство муз" и означает вид искусства, который состоит в умении подбирать звуки так, чтобы получилась мелодия.
Музыку наш мозг воспринимает одновременно обоими полушариями: левое полушарие ощущает ритм, а правое – тембр и мелодию. Самое сильное воздействие на организм человека оказывает ритм. Он имеет не менее важное значение в музыке. Чувство ритма универсально. Ритм пронизывает человека от первых до последних дней. Наши органы функционируют в определённом ритме. И когда мы заболеваем какой–либо болезнью, это означает, что где–то нарушается ритм нашей жизнедеятельности.
Сама же музыка появилась только тогда, когда человечество обитало на Земле почти сто тысяч лет. Её родиной является Африка – материк, где, собственно, возникли первые люди, занимающиеся музыкой. Их расселение по Африке происходило постепенно, однако, как утверждают учёные, уже тогда их сопровождало некое подобие музыки в самых примитивных формах. У каждого народа были свои оригинальные проявления музыкальной практики. Войдя в жизнь человека, музыка осталась в ней на веки веков.
Истоки доисторической музыки – устные традиции. Именно таковой была её первая форма. В дальнейшем устные музыкальные формы стали называть фольклором. В древние времена появились и первые музыкальные инструменты. Начинается эволюция музыкальных инструментов с флейты. Именно её использовали древние народы, как и собственный голос в качестве музыкального инструмента. При помощи голоса доисторический человек имитировал звуки окружающей природы и делал это виртуозно. Его потребность в ритмическом выражении проявилась посредством хлопков, а также в использовании камней как подобии музыкальных инструментов. Следует отметить, что и изобретённая ими флейта значительно отличалась от флейты современной и представляла собой трубочку с дырочками.
Музыка имела для древних людей функциональное значение, т.к. они считали, что при её помощи они могут защитить себя от опасностей внешнего мира, например, диких зверей. К музыкальным проявлениям доисторического человека можно отнести и магические заклинания, и ритмически организованные действия. Узнать, какой была доисторическая музыка, невозможно, но есть шанс её увидеть – на наскальных или пещерных изображениях, которые оставил нам первобытный человек.
Музыка и мозг
Увлечение и любовь к музыки имеет врожденную природу. Младенцы поворачиваются к источнику приятных звуков (консонансов) и отворачиваются от неприятных (диссонансов). А когда мы испытываем благоговейный трепет при финальных звуках симфонии, в головном мозге активизируются те же центры удовольствия, что и во время вкусной трапезы, при половом акте или приема наркотиков.
Почему же музыка столь значима для человека и имеет над ним такую власть? Окончательных ответов у нейробиологов пока нет. Однако в последние годы начали появляться некоторые данные о том, где и каким образом происходит переработка музыкальной информации. Изучение пациентов с черепно-мозговыми травмами и исследование здоровых людей современными методами нейровизуализации привели специалистов к неожиданному выводу: в головном мозге человека нет особого центра музыки. В ее переработке участвуют многочисленные области, рассредоточенные по всему мозгу, в том числе и те, что обычно задействованы в других формах познавательной деятельности. Размеры активных зон варьируют в зависимости от индивидуального опыта и музыкальной подготовки человека. Наше ухо располагает наименьшим количеством сенсорных клеток по сравнению с другими органами чувств: во внутреннем ухе находится всего 3,5 тыс. волосковых клеток, а в глазу – 100 млн. фоторецепторов. Но наши психические реакции на музыку отличаются невероятной пластичностью, т.к. даже кратковременное обучение способно изменить характер переработки мозгом «музыкальных входов».
Когда мы слушаем музыку, головной мозг реагирует на нее активизацией нескольких областей за пределами слуховой коры, включая те, которые обычно участвуют в других формах мыслительной деятельности. На переработку музыкальной информации оказывает влияние зрительный, осязательный и эмоциональный опыт человека.
Достигающие человека звуки преобразуются структурами наружного и среднего уха в колебания жидкости во внутреннем ухе. Крошечная косточка среднего уха, стремечко, «сотрясает» улитку, изменяя давление заполняющей ее жидкости.
В свою очередь, вибрации базилярной мембраны улитки заставляют сенсорные рецепторы уха, волосковые клетки, генерировать электрические сигналы, направляющиеся по слуховому нерву в головной мозг. Каждая волосковая клетка настроена на определенную частоту колебаний жидкости.
Переработка головным мозгом музыки основана на иерархическом и пространственном принципах. Первичная слуховая кора, получающая входы от уха и (через таламус) низших слуховых центров, участвует в начальных процессах восприятия музыки, например, анализе высоты звука (частоты тона). Под влиянием опыта первичная слуховая кора может перенастраиваться – в ней увеличивается число клеток, обладающих максимальной реактивностью к важным для человека звукам и музыкальным тонам, что влияет на дальнейшую переработку музыкальной информации во вторичных слуховых областях коры и слуховых ассоциативных зонах, где происходит переработка более сложных музыкальных характеристик (гармонии, мелодии и ритма).
Жанры музыки
Музыка развивалась с самого первого дня своего происхождения. За этот огромный промежуток времени она эволюционировала вместе с человеком. Сейчас музыка очень разнообразна, каждый может найти подходящую для него.
Жанров существует огромное множество, но выделим несколько популярных из них: поп-музыка, рок, классическая музыка, джаз.
Классической музыкой называют музыку, выдержавшую испытание временем — вошедшую в традиционный концертный репертуар. Классическая музыка до 20-го века была ориентирована на образованные и состоятельные слои общества.
В классической музыке преобладают высокие частоты, которые наиболее полезны для здоровья и интеллекта, хотя и труднее воспринимаются неискушенным слушателем. Важная роль в классике принадлежит средним частотам (в фольклоре европейских народов средние частоты являются основополагающими).
Вы никогда не задумывались, почему так мало людей любят классическую музыку? Теперь вы знаете. Высокочастотные звуки, используемые в музыке стиля Барокко, обладают большей длиной волны, чем наш мозг способен улавливать. Поэтому некоторые люди испытывают дискомфорт при длительном прослушивании «классики», особенно Барокко. А между тем давно известно, что академическая музыка положительно влияет на организм человека.
Музыка времён Баха приводит к тому, что мозг начинает кроме синхронизации работы полушарий генерировать так называемые Тета-волны, что приводит к улучшению памяти, повышению концентрации, внимание гораздо дольше удерживается на предмете изучения. О том, что музыка периода классицизма оказывает положительное влияние на работоспособность мозга, уже известно.
Но в современной эстрадной музыке всё больше преобладают низкие частоты, которые ранее как в классике, так и в народной музыке применялись лишь эпизодически.
Поп-музыка – направление современной музыки, вид массовой культуры. Основные черты поп-музыки как массовой культуры — простота инструментальной части, ритмичность, акцент на вокал. Основная и практически единственная форма композиции в поп-музыке — песня.
Человеческий мозг не очень любит высокочастотные звуки. Этим можно объяснить такую популярность поп-музыки. Звуки её низкочастотны (порядка 40-66 Гц – этот отрезок охватывает нижние и средние басы, не доходя даже до нижнесредних частот). Отсюда и пристрастия людей к «клубной» музыке.
Послушав, например, музыку в стиле 80-х, можно понять, что низкие частоты звука в тот период ещё не применялись, в настоящее же время им уделяется всё большее внимание. Сегодня молодежь убеждена, что низкие частоты звука «украшают» современную музыку, дополняют её той изюминкой, которой не хватало раньше.
На самом деле, сами того не подозревая, они «порабощены» не так самой музыкой, как именно низкими частотами, которые, действуя на организм, как следствие создают определенное эмоциональное состояние. Низкие частоты, которые используются в этой музыке, не напрягают, а даже в какой-то степени зомбируют людей. Здесь не следует путать «человеческий фактор» (т.е. личные пристрастия, не имеющие отношения к физическим и акустическим законам) и научные факты.
Джаз – это направление в музыке, которое возникло в США в самом начале XX века. В нем тесно переплетаются ритмы, обрядовые песнопения и рабочие песни афроамериканцев, а также гармоническая составляющая, присущая музыке белых переселенцев. Другими словами, это импровизационный жанр, появившийся в результате смешивания западноевропейской и западноафриканской
музыки.
В джазе, как и в классике, есть высокие частоты, но преобладают средние частоты, что способствует более комфортному прослушиванию. Также он способен влиять на продуктивность и совершенствовать умственные способности человека, а именно быстроту реакции, логическое мышление и обучаемость. Наверное, поэтому он смог в свое время примирить людей разной расы и цвета кожи, объединив их в едином творческом порыве и избавив от моральных недостатков.
В исследованиях психологов утверждается, что мозг джазовых исполнителей благодаря развитости зеркальных нейронов и особой нейропластичности способен неосознанно связывать звуки с движениями и эмоциями. Таким образом, в их голове одновременно работают системы, которые отвечают за повышенную концентрацию внимания и воображение.
Рок – тип современной музыки, ведущий свое происхождение от песеннотанцевальных жанров негритянского городского фольклора 1920-30-х гг. Важная характеристика рок-музыки - ее техническое оснащение и специфическая ритмика.
Были проведены различные исследования с целью оценки различных воздействий рок-музыки, влекущих за собой травмы зрения, слуха, позвоночника, эндокринной и нервной системы. Несколько лет назад нейрохирурги Университета штата Иллинойс открыли болезненный синдром, который они назвали "ритмическим токсикозом". У человека, злоупотребляющего прослушиванием рокмузыки, проявлялись все признаки алкогольного или наркотического отравления, хотя следов этих веществ в организме не обнаруживалось. Следствием воздействия рок-музыки является также нервное сверхвозбуждение, вызывающее эйфорию, внушаемость, истерию, вплоть до галлюцинаций, депрессивное состояние, доходящее до невроза и психоза, самоизувечивание в разных формах, особенно на больших сборищах, необузданные порывы к разрушению, вандализму и мятежу после концертов и фестивалей рока. Появление рок-музыки в 50-х годах ознаменовалось вспышкой самоубийств. Современные рок-группы работают в диапазонах от 80 тысяч герц до 20 и даже ниже. Были случаи, когда переизбыток высоких или низких частот серьёзно травмировал мозг. На рок-концертах случались звуковые ожоги, потеря слуха и даже памяти.
Модуляция частоты - использование очень низких частот (14-20 Гц) и очень высоких частот (17000-20000 Гц), использование переменной скорости, что может быть замечено только с помощью специальной аппаратуры. Бит (ритмические удары) и его подсознательное действие - может вызвать ускорение сердечного пульса и увеличение содержания адреналина, а значит возбуждение всего организма. Подсознательный сигнал - когда мозг в течение продолжительного времени подвергается воздействию подобного звукового сигнала, в нем происходит биохимическая реакция, аналогичная той, которую вызывает укол морфия. Эта реакция производит двойное действие: необычное ощущение чего-то приятного и активизацию мозговых процессов.
Из всего ранее сказанного следует, что разная музыка оказывает разное влияние на организм, не зависимо от разных предпочтений людей.
Влияние музыки на пульс человека.
Быстрая и энергичная музыка может ускорять пульс и вызывать учащённое сердцебиение. Это связано с тем, что такая музыка обычно имеет высокий темп и интенсивный ритм, которые могут стимулировать нервную систему и вызывать физиологические реакции. С другой стороны, медленная и спокойная музыка может замедлять пульс и способствовать расслаблению. Это может быть полезно для снижения стресса, улучшения настроения и создания атмосферы покоя.
Влияние музыки на температуру тела
Температура тела может подняться, из-за быстроты и энергичности ритма музыки, так как увеличивается частота сердечных сокращений и обмен веществ. С другой стороны, медленная и спокойная музыка может способствовать расслаблению и снижению уровня стресса, что в свою очередь может положительно сказаться на общем состоянии организма и снизить температуру, если она была повышена из-за стресса.
Влияние музыки на скорость реакции и концентрацию внимания
На скорость реакции и концентрацию внимания влияют низкие и высокие частоты, и индивидуальное строение организмов. При низких частотах мозг человека расслабляется, и уменьшается реакция и концентрация. Высокие частоты наоборот улучшают работу мозга и увеличивают скорость реакции, но не каждый может их усвоить, что ухудшает работу мозга.
Влияние музыки на продуктивность и настроение
На продуктивность влияет эмоциональная окраска композиции, то насколько она помогает отбросить лишние мысли и настроиться на работу. На настроение влияют личные предпочтения человека.
В завершении, можно сказать, что разная музыка оказываетсяразное влияние на людей и всё также зависит от личных качеств человека и его особенностей.
