Сегодня - 22.11.2019

О музыке без музы

23 мая 2016
Информационный центр по атомной энергии продолжает разбирать на атомы духовное и неприкасаемое. В этот раз под микроскопы и скальпели учёных попала музыка. На шоу, приуроченном к Городским дням науки, искусствовед, биолог и физик пытались помочь нам понять, из каких винтиков состоит и какими механизмами управляется чудесное волшебство мелодии.
 
Элементарные частицы звука
 
«Музыка — это такой продукт, который на атомы разбирается очень легко, потому что в её основе лежат не какие-то наши идеальные представления о любви, счастье, романтических встречах и драмах, а вполне определённый физический объект — звук», — заметил кандидат искусствоведения, заслуженный деятель искусств, художественный руководитель Новосибирской государственной филармонии Владимир Михайлович Калужский и выделил несколько составляющих, на которые можно разложить музыку.
 
Владимир Калужский
 
Высота
 
Звук выше или ниже, голос детский или взрослый, сопрано или бас, флейта или саксофон… Всё это придаёт тому, что мы слышим, разный характер, а мелодия рождается при чередовании «высот».
 
Громкость
 
Она зависит от инструментов, на которых исполняется, от акустики помещения. Со своим развитием музыка выходила на всё более крупные площадки, и в результате в Европе стали строить огромные залы, чтобы туда могли поместиться большие оркестры. В конечном итоге сегодняшний нормальный концертный холл вмещает в себя 1000-2000 человек. В то же время в древних амфитеатрах акустика была такая, что из любой точки зрительских мест было слышно всё, а артисты на сцене могли общаться друг с другом совершенно свободно. «Поэт, сказавший «тишина — это лучшее, из того, что я слышал» был абсолютно прав. Чередование тишины и громкости — это одно важнейших свойств музыки», — комментирует Владимир Калужский.
 
Долгота /краткость
 
Это тоже разновидности звучания, которые отразились в целом ряде графических символов. Так протяженные ноты обозначаются большими круглыми пустыми знаками, быстрые— маленькими и чёрными.
 
Темп
 
Его можно назвать частицей ещё более мелкой, чем атом. Великий художник Рубенс, когда узнал о болезни своей матери, из Италии поехал во Фландрию и 400 часов провел в седле. Сегодня совершенно другие скорости. Но наше миросозерцание все равно зависит от того, гуляем ли мы неспешно по лесу, проезжаем ли мимо него на машине, или вообще пролетаем над ним в самолёте. И эти ощущения  человека передаются в музыке.
 

Музыка обладает свойствами языка, то есть, семантикой, и любой музыкальный оборот можно привязать к некой ситуации. В 17-м веке, когда писали музыку на евангельские тексты, все ситуации, связанные с восхождением Иисуса наверх или, наоборот, «погружением», иллюстрировались особым образом.

 
«Когда мы раскладываем звуки на эти составляющие, мы видим их многообразие и многофункциональность. С научной точки зрения можно сказать, что ничего музыка не выражает. Она только представляет нам набор физических явлений, которые имеют определённое количество колебаний, высоту, длительность. А всё остальное уже зависит от вашего восприятия», — говорит Владимир Калужский.
 
Ещё одно важнейшее составляющее музыки — тишина. Есть знаменитое произведение американского композитора Джона Кейджа, которое называется «4 минуты 33 секунды» — это всё время молчания, и оно, безусловно, наполнено смыслом.
 
«Музыка нас связала…»
 
«Идею о том, что музыка в принципе может быть биологической адаптацией, предложил Чарльз Дарвин,  — продолжила тему научный сотрудник Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН кандидат биологических наук Ольга Посух. — Он определял её как составляющую полового отбора, который является частью естественного. Павлиньи хвосты, оленьи рога, яркие окраски не дают никакого преимущества для приспособленности жизни в природе, но при этом помогают иметь успех у противоположного пола». 
 
Дарвин считал: у человека эволюционно развилась способность петь для выражения эмоций, таких как любовь или, например, ревность. Эту идею учёный подсмотрел у птиц, пение которых стало таким красивым и сложным благодаря тому, что самки ассоциировали музыкальные способности самцов с высоким качеством их генов. 
 
Ольга Посух
 
Учёные продолжили идею Дарвина и предположили: музыкальные способности у человека являются отражением высокого уровня его когнитивных процессов, а последнее в свою очередь — показатель высокого качества генов в целом. Якобы первобытные женщины, подобно самкам птиц, выбирали себе в мужья самых одарённых музыкантов в надежде, что эти прекрасные гены передадутся их потомкам. «Получалось, сложная музыка — это такой способ мужчин прорекламировать свой могучий ум. Но оказалось, что не совсем, — предупреждает Ольга. — Если бы всё происходило согласно этой логике, то у одарённых музыкантов должно быть наибольшее количество сексуальных партнёров, много детей, они  должны быть очень умны и физически приспособлены. Шведские учёные провели исследование и выяснилось, что да — у талантливых мужчин музыкальные способности действительно связаны с умственными, но к физическим они не имеют никакого отношения, так же, как и к успехам в сексуальной жизни. Из этого мы можем сделать вывод: на самом деле музыкальные способности у человека развились не из-за полового отбора».
 
Появление музыки связывают и со становлением языка. Некоторые учёные считают, что сначала был язык, из которого возникла музыка, другие —  что всё происходило наоборот, третьи думают, было некоторое предковое явление — музыкоязык — которое объединяло в себе функции обеих составляющих. Также есть мнение, будто музыка, как явление абсолютно бесполезное в хозяйстве и для выживания в природе, возникла в качестве приятного бонуса языка. Впрочем, утверждает исследовательница, эту точку зрения легко оспорить: «Музыка вполне могла помогать выживать. Например, колыбельные. Уже сейчас показано: эти песни снижают уровень кортизола – гормона стресса —  в крови у маленьких детей. Также, вероятно,  музыка помогала формировать и укреплять социальные связи за счёт ритуалов с её участием».
 
Раньше учёные считали, что отделы мозга, отвечающие за музыку, так или иначе полностью пересекаются с отделами, ответственными за язык. Но последние исследования с помощью современных методов нейровизуализации показали: это не совсем так. Есть группа нейронов, которые реагируют только на музыку, а остальные звуки оставляет без внимания.
 

Представления биологов, какие отделы мозга за какие особенности восприятия музыки отвечают, долгое время базировались на информации о том, как разные группы повреждений мозга влияют на восприятие музыки и речи. Например, описан случай, когда после инсульта у людей пропадала способность говорить, но сохранялась способность петь. Либо они переставали узнавать мелодии, но по словам спокойно угадывали песни. У Оливера Сакса в его книге «Музыкофилия» описано огромное количество подобных случаев нарушений, в том числе музыкальные галлюцинации и синестезия — явление, когда ноты ассоциированы с разными цветами и иногда даже вкусовыми ощущениями.

 
Другой интересный вопрос: являются ли музыкальные способности наследуемыми? Для начала, чтобы исключить влияние среды, учёные исследовали младенцев, у которых ещё не накопился достаточный музыкальный опыт. Оказалось, совсем крошечные дети способны замечать, когда в мелодии, например, поменяли местами некоторые ноты или сбили ритм. То есть, базовые музыкальные способности оказались врождёнными. Когда начали проводить исследования на целых семьях, стало совершенно понятно, что, как минимум, в половине случаев талант к музыке может определяться генетическими факторами. «Казалось бы, всё просто. Но это не так, потому что музыкальные способности (умение определять высоту звука, частоту, продолжительность тона) — это очень сложный количественный признак. То есть, он контролируется огромным числом генов, «поймать» которые очень трудно. Пока учёные смогли определить лишь некоторые из них», — комментирует Ольга Посух.
 
Впрочем, даже если с «наследством» не очень повезло и достались потоптанные медведем уши, отчаиваться не надо. Восприятие базовых музыкальных параметров действительно, в основном, определяется генами, но дальнейшее формирование нейронных связей с эмоциональными отделами мозга происходит уже под влиянием культурной среды. Поэтому, чем раньше вы начнёте заниматься музыкой, тем лучше.
 

Существует  такое явления, как амузия или дисмузыкальность.  Люди с такой патологией не способны воспринимать музыку— для них это просто набор шумов. Встречаемость амузии — 4% в популяции.

 
Математика слуха
 
Ведущий научный сотрудник Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, профессор НГУ  доктор технических наук  Евгений Иванович Пальчиков предложил взглянуть на музыку с точки зрения физика и рассказал об особенностях восприятия звука нашими ушами.
 
Евгений Пальчиков
 
«И зрительный и слуховой анализаторы используют колебания. Глаз — магнитные, ухо — акустические. Если мы сложим красный и зелёный пучки света, то увидим жёлтый, хотя любой спектроскоп здесь покажет две линии. Нас обманывают при каждом показе цветной картинки. На этом работают все компьютеры и телевидение. Но если вы смешаете звуки фа и ля, то никакого соль не услышите. Слуховой анализатор по сравнению со зрительным более совершенен — он чувствует спектр сразу».
 
Источниками звука могут быть движущиеся предметы, движущиеся границы разных сред (водопад, ударная волна), неустойчивое положение среды в пространстве (все свистки) и, собственно, музыкальные приспособления.
 

Физиологически человеческое ухо устроено так, что оно чувствует логарифм громкости (12 порядков децибел), от порога слышимости до болевого предела.

 
Как человек определяет направление для источника звука? Для низкочастотных это сделать просто невозможно. Если же он высокочастотный, то длина волны (30 см) сравнима с размером головы. То есть, начиная с 1000 Гц  и выше человек ощущает задержку между левым и правым ухом, и по ней определяет, откуда пришёл сигнал. Если же частота гораздо больше, чем 1000 Гц, то работает уже не этот способ, а метод затенения. На высоких частотах наша голова является затеняющим устройством и то ухо, которое дальше, слышит высокие частоты слабее, чем то, что находится на стороне источника звука. «Есть ещё такой фокус: человек может определить сзади или спереди раздаётся звук, если он этот звук хорошо знает. Например, шум вертолёта. Если он раздаётся откуда-то сзади, уши затеняют высокие частоты, и те глохнут, спереди — высокие частоты усиливаются ушными раковинами и вы слышите другой спектральный состав, слева — громкость на леком ухе будет больше, чем на правом и наоборот», — рассказывает учёный.
 

Традиционно считается, что прообразом скрипичного ключа стала стилизованная буква G. Однако Евгений Пальчиков придерживается другого мнения, он полагает, что  это —  раковина, обточенная прибоем. На ракушку другого типа похож басовый ключ.

 
Что же касается «магии» музыки, то разложить её на атомы или перевести в готовые математические формулы пока не получается.
 
«На самом деле, ноты расположены  не через равное расстояние по высоте, если бы мы захотели сделать равные интервалы, то получили бы не 7, а 12 нот, и тут начинаются всякие фокусы. Дело в том, что наиболее приятные для восприятия звуки — это такие, частоты которых соотносятся как 1:1, 1:2 (унисон и октава),2:3, 3:4 (квинта и кварта), 4:5, 5:6 (терция). То есть, при взятии аккорда или последовательности нот мы должны соблюдать некие соотношения между колебаниями частот, чтобы это было приятно, — рассказывает Евгений Пальчиков. — Казалось бы, всё хорошо, можно примирить алгебру с гармонией, но оказалось — для звуков выше 500 Гц таких соотношений не наблюдается. 40 лет назад при исследовании слухового анализатора обнаружили: для 8 кГц половинным тоном (то есть, на октаву ниже)  ощущается не 4 кГц, как можно было бы подумать, а 1,6кГц».
 
Существует субъективное восприятие высоты, и на7 гармонических приходится 4,5 мелодических октав.  Лучше всего слух различает информацию на частотах от 200 гц до 1000 Гц. Именно в этом диапазоне лежит звук большинства музыкальных инструментов. 
 
Восприятие музыки может меняться даже от громкости звука. Чтобы не исказить звучание, надо регулировать её нелинейно: низкие частоты меняются незначительно, средние значительно, высокие снова незначительно. Эти механизмы встроены во все наши музыкальные устройства.
 
«Именно приблизительность интервалов и нелинейность шкал делает музыку неповторимым искусством»,  — резюмировал исследователь.
 
Диана Хомякова
 
Фото предоставлены Информационным центром по атомной энергии
 
Голосов еще нет
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus