Основы общей психологии

Вкусовые ощущения играют заметную роль в настройке эмоционального состояния, через вегетативную нервную систему вкус, наряду с обонянием, влияет на пороги других рецепторных систем, например на остроту зрения и слуха, на состояние кожной чувствительности и проприоцепторов.

Вкусовые ощущения, порождаемые химическими веществами, поступающими из внешней среды, влияя на вегетативные функции, могут обусловить приятный или неприятный эмоциональный фон самочувствия. Обычай сочетать празднество с пиршествами свидетельствует о том, что практика учитывает способность вкусовой чувствительности, связанной с воздействием на вегетативную нервную систему, влиять на чувственный тон общего самочувствия.

Роль вкусовых ощущений в процессе еды обусловлена состоянием потребности в пище. По мере усиления этой потребности требовательность уменьшается: голодный человек съест и менее вкусную пищу; сытого прельстит лишь то, что покажется ему соблазнительным во вкусовом отношении.

Как и обонятельные ощущения, связанные с воздействиями на вегетативную нервную систему, вкусовая чувствительность может тоже давать разнообразные более или менее острые и приятные ощущения. <...> Хотя нормальный человек со значительно развитыми общественными, культурными интересами, живет не для того, чтобы есть, а ест для того, чтобы жить и работать. Поэтому тонкие оттенки вкусовых ощущений в системе человеческого поведения играют очень подчиненную роль.

Слуховые ощущения72

Особое значение слуха у человека связано с восприятием речи и музыки.

Слуховые ощущения являются отражением воздействующих на слуховой рецептор звуковых волн, которые порождаются звучащим телом и представляют собой переменное сгущение и разрежение воздуха.

Звуковые волны обладают, во-первых, различной амплитудой колебания. Под амплитудой колебания разумеют наибольшее отклонение звучащего тела от состояния равновесия или покоя. Чем больше амплитуда колебания, тем сильнее звук, и, наоборот, чем меньше амплитуда, тем звук слабее. Сила звука прямо пропорциональна квадрату амплитуды. Эта сила зависит также от расстояния уха от источника звука и от той среды, в которой распространяется звук. Для измерения силы звука существуют специальные приборы, дающие возможность измерять ее в единицах энергии.

Звуковые волны различаются, во-вторых, по частоте или продолжительности колебаний. Длина волны обратно пропорциональна числу колебаний и прямо пропорциональна периоду колебаний источника звука. Волны различного числа колебаний в 1 с или в период колебания дают звуки, различные по высоте: волны с колебаниями большой частоты (и малого периода колебаний) отражаются в виде высоких звуков, волны с колебаниями малой частоты (и большого периода колебаний) отражаются в виде низких звуков.

Звуковые волны, вызываемые звучащим телом, источником звука, различаются, в-третьих, формой колебаний, т.е. формой той периодической кривой, в которой абсциссы пропорциональны времени, а ординаты - удалениям колеблющейся точки от своего положения равновесия. Форма колебаний звуковой волны отражается в тембре звука - том специфическом качестве, которым звуки той же высоты и силы на различных инструментах (рояль, скрипка, флейта и т.д.) отличаются друг от друга.

Зависимость между формой колебания звуковой волны и тембром не однозначна. Если два тона имеют различный тембр, то можно определенно сказать, что они вызываются колебаниями различной формы, но не наоборот. Тоны могут иметь совершенно одинаковый тембр, и, однако, форма колебаний их при этом может быть различна. Другими словами, формы колебаний разнообразнее и многочисленнее, чем различаемые ухом тоны.

Слуховые ощущения могут вызываться как периодическими колебательными процессами, так и непериодическими с нерегулярно изменяющейся неустойчивой частотой и амплитудой колебаний. Первые отражаются в музыкальных звуках, вторые - в шумах.

Кривая музыкального звука может быть разложена чисто математическим путем по методу Фурье на отдельные, наложенные друг на друга синусоиды. Любая звуковая кривая, будучи сложным колебанием, может быть представлена как результат большего или меньшего числа синусоидальных колебаний, имеющих число колебаний в секунду, возрастающее, как ряд целых чисел 1, 2, 3, 4. Наиболее низкий тон, соответствующий 1, называется основным. Он имеет тот же период, как и сложный звук. Остальные простые тоны, имеющие вдвое, втрое, вчетверо и т.д. более частые колебания, называются верхними гармоническими, или частичными (парциальными), или обертонами.

Все слышимые звуки разделяются на шумы и музыкальные звуки. Первые отражают непериодические колебания неустойчивой частоты и амплитуды, вторые - периодические колебания. Между музыкальными звуками и шумами нет, однако, резкой грани. Акустическая составная часть шума часто носит ярко выраженный музыкальный характер и содержит разнообразные тоны, которые легко улавливаются опытным ухом. Свист ветра, визг пилы, различные шипящие шумы с включенными в них высокими тонами резко отличаются от шумов гула и журчания, характеризующихся низкими тонами. Отсутствием резкой границы между тонами и шумами объясняется то, что многие композиторы прекрасно умеют изображать музыкальными звуками различные шумы (журчание ручья, жужжание прялки в романсах Ф.Шуберта, шум моря, лязг оружия у Н.А.Римского-Корсакова и т.д.).

В звуках человеческой речи также представлены как шумы, так и музыкальные звуки.

Основными свойствами всякого звука являются: 1) его громкость, 2) высота и 3) тембр.

1. Громкость.

Громкость зависит от силы, или амплитуды, колебаний звуковой волны. Сила звука и громкость - понятия неравнозначные. Сила звука объективно характеризует физический процесс независимо от того, воспринимается он слушателем или нет; громкость - качество воспринимаемого звука. Если расположить громкости одного и того же звука в виде ряда, возрастающего в том же направлении, что и сила звука, и руководствоваться воспринимаемыми ухом ступенями прироста громкости (при непрерывном увеличении силы звука), то окажется, что громкость вырастает значительно медленнее силы звука.

Согласно закону Вебера-Фехнера, громкость некоторого звука будет пропорциональна логарифму отношения его силы J к силе того же самого звука на пороге слышимости J0:

В этом равенстве К - коэффициент пропорциональности, a L выражает величину, характеризующую громкость звука, сила которого равна J; ее обычно называют уровнем звука.

Если коэффициент пропорциональности, являющийся величиной произвольной, принять равным единице, то уровень звука выразится в единицах, получивших название белов:

Практически оказалось более удобным пользоваться единицами, в 10 раз меньшими; эти единицы получили название децибелов. Коэффициент К при этом, очевидно, равняется 10. Таким образом:

Минимальный прирост громкости, воспринимаемый человеческим ухом, равен примерно 1дБ. <...>

Известно, что закон Вебера - Фехнера теряет силу при слабых раздражениях; поэтому уровень громкости очень слабых звуков не дает количественного представления об их субъективной громкости.

Согласно новейшим работам, при определении разностного порога следует учитывать изменение высоты звуков. Для низких тонов громкость растет значительно быстрее, чем для высоких.

Количественное измерение громкости, непосредственно ощущаемой нашим слухом, не столь точно, как оценка на слух высоты тонов. Однако в музыке давно применяются динамические обозначения, служащие для практического определения величины громкости. Таковы обозначения: ррр (пиано-пианиссимо), рр (пианиссимо), р (пиано), тр (меццо-пиано), mf (меццо-форте), ff (фортиссимо), fff (форте-фортиссимо). Последовательные обозначения этой шкалы означают примерно удвоение громкости.

Человек может без всякой предварительной тренировки оценивать изменения громкости в некоторое (небольшое) число раз (в 2, 3, 4 раза). При этом удвоение громкости получается примерно как раз при прибавке около 20 дБ. Дальнейшая оценка увеличения громкости (более чем в 4 раза) уже не удается. Исследования, посвященные этому вопросу, дали результаты, резко расходящиеся с законом Вебера-Фехнера.73 Они показали также наличие значительных индивидуальных отличий при оценке удвоения громкостей.

При воздействии звука в слуховом аппарате происходят процессы адаптации, изменяющие его чувствительность. Однако в области слуховых ощущений адаптация очень невелика и обнаруживает значительные индивидуальные отклонения. Особенно сильно сказывается действие адаптации при внезапном изменении силы звука. Это так называемый эффект контраста.

Измерение громкости обычно производится в децибелах. С.Н.Ржевкин указывает, однако, что шкала децибелов не является удовлетворительной для количественной оценки натуральной громкости. Например, шум в поезде метро на полном ходу оценивается в 95 дБ, а тикание часов на расстоянии 0,5 м - в 30 дБ. Таким образом, по шкале децибелов отношение равно всего 3, в то время как для непосредственного ощущения первый шум почти неизмеримо больше второго. <... >

2. Высота.

Высота звука отражает частоту колебаний звуковой волны. Далеко не все звуки воспринимаются нашим ухом. Как ультразвуки (звуки с большой частотой), так и инфразвуки (звуки с очень медленными колебаниями) остаются вне пределов нашей слышимости. Нижняя граница слуха у человека составляет примерно 15-19 колебаний; верхняя - приблизительно 20000, причем у отдельных людей чувствительность уха может давать различные индивидуальные отклонения. Обе границы изменчивы, верхняя в особенности в зависимости от возраста; у пожилых людей чувствительность к высоким тонам постепенно падает. У животных верхняя граница слуха значительно выше, чем у человека; у собаки она доходит до 38 000 Гц (колебаний в секунду).

При воздействии частот выше 15 000 Гц ухо становится гораздо менее чувствительным; теряется способность различать высоту тона. При 19 000 Гц предельно слышимыми оказываются лишь звуки, в миллион раз более интенсивные, чем при 14 000 Гц. При повышении интенсивности высоких звуков возникает ощущение неприятного щекотания в ухе (осязание звука), а затем чувство боли. Область слухового восприятия охватывает свыше 10 октав и ограничена сверху порогом осязания, снизу порогом слышимости. Внутри этой области лежат все воспринимаемые ухом звуки различной силы и высоты. Наименьшая сила требуется для восприятия звуков от 1000 до 3000 Гц. В этой области ухо является наиболее чувствительным. На повышенную чувствительность уха в области 2000-3000 Гц указывал еще Г.Л.Ф.Гельмгольц; он объяснял это обстоятельство собственным тоном барабанной перепонки.

Величина порога различения, или разностного порога, высоты (по данным Т.Пэра, В.Штрауба, Б.М.Теплова) в средних октавах у большинства людей находится в пределах от 6 до 40 центов (цент - сотая доля темперированного полутона). У высокоодаренных в музыкальном отношении детей, обследованных Л.В.Благонадежиной, пороги оказались равны 6-21 центам.

Существует собственно два порога различения высоты: 1) порог простого различения и 2) порог направления (В.Прейер и др.). Иногда при малых различениях высоты испытуемый замечает различие в высоте, не будучи, однако, в состоянии сказать, какой из двух звуков выше.

Высота звука, как она обычно воспринимается в шумах и звуках речи, включает два различных компонента - собственно высоту и тембровую характеристику.

В звуках сложного состава изменение высоты связано с изменением некоторых тембровых свойств. Объясняется это тем, что при увеличении частоты колебаний неизбежно уменьшается число частотных тонов, доступных нашему слуховому аппарату. В шумовом и речевом слышании эти два компонента высоты не дифференцируются. Вычленение высоты в собственном смысле слова из ее тембровых компонентов является характерным признаком музыкального слышания (Б.М.Теплов). Оно совершается в процессе исторического развития музыки как определенного вида человеческой деятельности.

Один вариант двухкомпонентной теории высоты развил Ф.Брентано, и вслед за ним, исходя из принципа октавного сходства звуков, Г.Ревеш различает качество и светлость звука. Под качеством звука он понимает такую особенность высоты звука, благодаря которой мы различаем звуки в пределах октавы. Под светлостью - такую особенность его высоты, которая отличает звуки одной октавы от звуков другой. Так, все "до" качественно тожественны, но по светлости отличны. Еще К.Штумпф подверг эту концепцию резкой критике. Конечно, октавное сходство существует (так же как и сходство квинтовое), но оно не определяет никакого компонента высоты.

М.Мак-Майер, К.Штумпф и особенно В.Келер дали другую трактовку двухкомпонентной теории высоты, различив в ней собственно высоту и тембровую характеристику высоты (светлость). Однако эти исследователи (так же как и Е.А.Мальцева) проводили различение двух компонентов высоты в чисто феноменальном плане: с одной и той же объективной характеристикой звуковой волны они соотносили два различных и отчасти даже разнородных свойства ощущения. Б.М.Теплов указал на объективную основу этого явления, заключающуюся в том, что с увеличением высоты изменяется число доступных уху частичных тонов. Поэтому различие тембровой окраски звуков различной высоты имеется в действительности лишь в сложных звуках; в простых тонах она представляет собой результат переноса.74

В силу этой взаимосвязи собственно высоты и тембровой окраски не только различные инструменты отличаются по своему тембру друг от друга, но и различные по высоте звуки на том же самом инструменте отличаются друг от друга не только высотой, но и тембровой окраской. В этом сказывается взаимосвязь различных сторон звука - его звуковысотных и тембровых свойств.

3. Тембр.

Под тембром понимают особый характер или окраску звука, зависящую от взаимоотношения его частичных тонов. Тембр отражает акустический состав сложного звука, т.е. число, порядок и относительную силу входящих в его состав частичных тонов (гармонических и негармонических).

По Гельмгольцу, тембр зависит от того, какие верхние гармонические тоны примешаны к основному, и от относительной силы каждого из них.

В наших слуховых ощущениях тембр сложного звука играет очень значительную роль. Частичные тоны (обертоны), или, по терминологии Н.А.Гарбузова, верхние натуральные призвуки, имеют большое значение также и в восприятии гармонии.

Тембр, как и гармония, отражает звук, который в акустическом своем составе является созвучием. Поскольку это созвучие воспринимается как единый звук без выделения в нем слухом акустически в него входящих частичных тонов, звуковой состав отражается в виде тембра звука. Поскольку же слух выделяет частичные тоны сложного звука, возникает восприятие гармонии. Реально в восприятии музыки имеет обычно место и одно и другое. Борьба и единство этих двух взаимопротиворечивых тенденций - анализировать звук как созвучие и воспринимать созвучие как единый звук специфической тембровой окраски - составляет существенную сторону всякого реального восприятия музыки.

Тембровая окраска приобретает особенное богатство благодаря так называемому вибрато (К.Сишор), придающему звуку человеческого голоса, скрипки и т.д. большую эмоциональную выразительность. Вибрато отражает периодические изменения (пульсации) высоты и интенсивности звука.

Вибрато играет значительную роль в музыке и пении; оно представлено и в речи, особенно эмоциональной. Поскольку вибрато имеется у всех народов и у детей, особенно музыкальных, встречаясь у них независимо от обучения и упражнения, оно, очевидно, является физиологически обусловленным проявлением эмоционального напряжения, способом выражения чувства.

Вибрато в человеческом голосе как выражение эмоциональности существует, вероятно, с тех пор, как существует звуковая речь и люди пользуются звуками для выражения своих чувств.75 Вокальное вибрато возникает в результате периодичности сокращения парных мышц, наблюдающейся при нервной разрядке в деятельности различных мышц, не только вокальных. Напряжение и разрядка, выражающиеся в форме пульсирования, однородны с дрожанием, вызываемым эмоциональным напряжением.

Существует хорошее и дурное вибрато. Дурное вибрато такое, в котором имеется излишек напряжения или нарушение периодичности. Хорошее вибрато является периодической пульсацией, включающей определенную высоту, интенсивность и тембр и порождающей впечатление приятной гибкости, полноты, мягкости и богатства тона.

То обстоятельство, что вибрато, будучи обусловлено изменениями высоты и интенсивности звука, воспринимается как тембровая окраска, снова обнаруживает внутреннюю взаимосвязь различных сторон звука. При анализе высоты звука уже обнаружилось, что высота в ее традиционном понимании, т.е. та сторона звукового ощущения, которая определяется частотой колебаний, включает не только высоту, в собственном смысле слова, и тембровый компонент светлоты. Теперь обнаруживается, что в свою очередь в тембровой окраске - в вибрато - отражается высота, а также интенсивность звука. Различные музыкальные инструменты отличаются друг от друга тембровой характеристикой.76 <...>

Локализация звука

Способность определять направление, из которого исходит звук, обусловлена бинауральным характером нашего слуха, т.е. тем, что мы воспринимаем звук двумя ушами. Локализацию звука в пространстве обозначают поэтому как бинауральный эффект. Люди, глухие на одно ухо, лишь с большим трудом определяют направление звука и вынуждены прибегать для этой цели к вращению головы и к различным косвенным показателям.

Бинауральный эффект может быть фазовым и амплитудным. При фазовом бинауральном эффекте определение направления, из которого исходит звук, обусловлено разностью времен прихода одинаковых фаз звуковой волны к двум ушам. При амплитудном бинауральном эффекте определение направления звука обусловлено разностью громкостей, получающихся в двух ушах. Локализация звуков на основании фазового бинаурального эффекта возможна только в отношении звуков невысоких частот (не свыше 1500 Гц, а вполне отчетливо даже только до 800 Гц). Для звуков высоких частот локализация совершается на основе различия громкостей, получающихся в одном и другом ухе. Между фазовым и амплитудным бинауральным эффектами существуют определенные соотношения. Некоторые авторы (Р.Гартлей, Т.Фрей) считают, что механизмы фазовой и амплитудной локализации всегда действуют в какой-то мере совместно.

В естественных условиях пространственная локализация звука определяется не только бинауральным эффектом, а совокупностью данных, служащих для ориентировки в реальном пространстве. Существенную роль при этом играет взаимодействие слуховых данных со зрительными и осмысливание первых на основе восприятия реального пространства.

В пояснение этого тезиса привожу наблюдения, сделанные мною во время одного заседания. Заседание происходило в очень большом радиофицированном зале. Речи выступающих передавались через несколько громкоговорителей, расположенных слева и справа вдоль стен.

Сначала, сидя сравнительно далеко, я по свойственной мне близорукости не разглядел выступавшего и, не заметив, как он оказался на трибуне, я принял его смутно видневшуюся мне фигуру за председателя. Голос (хорошо мне знакомый) выступавшего я отчетливо услышал слева, он исходил из помещавшегося поблизости громкоговорителя. Через некоторое время я вдруг разглядел докладчика, точнее, заметил, как он сделал сначала один, а затем еще несколько энергичных жестов рукой, совпавших с голосовыми ударениями, и тотчас же звук неожиданно переместился - он шел ко мне прямо спереди, от того места, где стоял докладчик.

Рядом со мной сидел коллега, профессор-педагог, сам слепой. Мне бросилось в глаза, что он сидит в полуоборот, повернувшись всем корпусом влево, напряженно вытянувшись по направлению к репродуктору; в такой позе он просидел все заседание. Заметив его странную позу, я сначала не сообразил, чем она вызвана. Так как он не видел, для него, очевидно, все время, как для меня сначала, пока я не разглядел докладчика, источник звука локализовался в направлении громкоговорителя. Ориентируясь на основе слуховых ощущений, мой сосед локализовал и трибуну в направлении громкоговорителя. Поэтому он сидел в полуоборот, желая сидеть лицом к президиуму.

Воспользовавшись перерывом, я пересел на заднее место справа. С этого отдаленного места я не мог разглядеть говорившего; точнее, я смутно видел его фигуру, но не видел, говорил ли он (движение губ, жестикуляцию и т.д.): звук перестал идти от трибуны, как это было до перерыва, он снова переместился к громкоговорителю, на этот раз справа от меня. Рискуя несколько нарушить порядок на заседании, я перешел ближе к оратору. Сначала в локализации звука не произошло никаких перемен. Но вот я стал вглядываться в говорящего и вдруг заметил его жестикуляцию, и тотчас звук переместился на трибуну; я стал слышать его там, где я видел говорящего.

Когда следующий оратор направился к трибуне, я следил за ним глазами до трибуны и заметил, что с момента, как он взошел на трибуну, понесся звук и звук его речи шел с трибуны.

Но во время его речи я стал делать себе заметки и потерял его, таким образом, из виду. Перестав писать, я с удивлением заметил, что голос того же оратора уже доносился до меня не спереди, с того места, где он стоял, а справа, сбоку, локализуясь в ближайшем репродукторе.

В течение этого заседания раз 15 звук перемещался с неизменной закономерностью. Звук перемещался на трибуну или снова возвращался к ближайшему громкоговорителю в зависимости от того, видел ли я говорящего человека (движение рта, жестикуляция) или нет. В частности, когда оратор начинал заметно для меня жестикулировать и я видел, что он говорит, звук перемещался к нему, я слышал его на трибуне; когда оратор переставал жестикулировать я не видел непосредственно перед собой говорящего человека, звук переходил к громкоговорителю. При этом я не представлял, а воспринимал или даже ощущал звук то тут, то там.

Стоит отметить, что я, конечно, очень быстро установил и затем отлично знал, где говорящий. Но мне нужно было видеть говорящего, а не только знать, где он находится, для того чтобы звук переместился к нему. Отвлеченное знание не влияло на непосредственную пространственную локализацию звука. Однако к концу заседания, по прошествии примерно 2 часов, в течение которых происходили эти перемещения, за которыми я специально наблюдал и над которыми я собственно экспериментировал, положение изменилось, я мог уже добиться перемещения звука на трибуну, фиксируя мысленно внимание на говорящем, перенося говорящего на трибуну в своем представлении.77

Локализуем ли мы звук, исходя из слуховых или зрительных данных, мы локализуем не слуховые и зрительные ощущения и образы восприятия в слуховом или зрительном "поле", а реальные явления, отображаемые в наших ощущениях, в восприятиях в реальном пространстве. Поэтому локализация источника звука определяется не только слуховым, но и зрительным восприятием вообще, совокупностью всех данных, служащих для ориентировки в реальном пространстве.

Теория слуха

Из большого числа различных теорий слуха наиболее прочное положение занимает резонансная теория слуха, выдвинутая Г.Гельмгольцем.

Согласно этой теории, основным органом слуха является улитка, функционирующая как набор резонаторов, с помощью которых сложные звуки могут быть разложены на парциальные тоны. Отдельные волокна основной мембраны являются как бы струнами, настроенными на различные тоны в пределах от нижней до верхней границы слуха. Гельмгольц сравнил их со струнами музыкального инструмента - арфы. Более короткие волокна, лежащие у основания улитки, должны воспринимать высокие ноты; более длинные волокна, находящиеся у вершины ее, - низкие. Поскольку волокна мембраны легко отделяются друг от друга в поперечном направлении, они легко могут колебаться изолированно. Число этих волокон колеблется в пределах 13-24 тысяч; число слуховых нервных окончаний составляет примерно 23 500. Это хорошо согласуется с нашей слуховой способностью различения, позволяющей нам воспринимать тысячи ступеней тонов (примерно 11 октав).

Свою резонансную теорию слуха Гельмгольц обосновывал прежде всего анатомическими данными. Анатомическое строение преддверия таково, что маловероятной является возможность передачи колебаний перелимфы не только в улитку, но и на полукружные каналы, поскольку преддверие более или менее полно разделено перегородкой.78 К тому же оба конца каждого полукружного канала открываются в преддверии очень близко друг от друга; поэтому колебания перепонки овального окна вряд ли могут вовлекать в колебание перелимфу каналов. Таким образом, основным органом слуха приходится признать улитку.

Кроме анатомических данных резонансная теория подтверждается также наблюдениями клиники. Явления, называемые пропуском тонов и островами тонов, заключаются в том, что в первом случае выпадают ощущения большей или меньшей области тонов как если бы были разрушены отдельные резонаторы, или же из области тонов остаются только небольшие "островки", т.е. способность слышать звуки только определенной высоты; заболевание верхушки улитки влечет за собой глухоту к басу, т.е. нечувствительность к низким тонам, как если бы большинство резонаторов было уничтожено. Эксперименты Л.А.Андреева по методу условных рефлексов с животными, улитка которых разрушалась в определенной области, также подтвердили, что "изолированное повреждение кортиева органа, в зависимости от места этого повреждения, вызывает выпадение слуха на отдельные тоны".79

Исследования поврежденных улиток при вскрытии трупа подтверждают, что потеря слуха на определенные тоны всегда связана с дегенерацией нервных волокон в соответствующей области основной мембраны. Удалось даже точно локализовать отдельные тоны. Например, тон 3192 Гц локализован примерно на расстоянии 10-15 мм, тон 2048 Гц - на расстоянии 18,5-2,5 мм.

В пользу теории Гельмгольца говорит и эффект Увера-Брея, или эффект улитки,80 а также то обстоятельство, что повреждение, перерождение или отсутствие органа Корти при сохранении других основных элементов улитки вызывает ослабление или отсутствие эффекта Увера-Брея. Изменение величины порога электрического эффекта улитки в различных ее точках подтвердило намеченную Гельмгольцем картину распределения восприятия тонов вдоль основной мембраны (низкие тоны локализуются у вершины улитки, высокие - у основания, близ круглого окна, средние - в области среднего завитка улитки) и т.д.

Таким образом, в пользу теории Гельмгольца свидетельствуют многочисленные и веские данные. Но все же с самого начала она вызывала и серьезные возражения. Непонятно, во-первых, почему ничтожная по размерам перепонка отвечает на тон определенной высоты изолированными колебаниями одной единственной струны или узкой полосы этих струн, тем более что эти струны соединены в общую перепонку. Однако главную трудность для теории Гельмгольца составляет объяснение не каких-либо частных вопросов, а восприятия всей совокупности звуков, особенно различия в большом диапазоне силы звука. Диапазон изменения громкости, в котором наблюдается несколько сот градаций, весьма трудно объяснить с точки зрения резонансной теории. В самом деле, каждое нервное волокно может давать ощущение только одной неизменной силы. Если раздражение меньше порога чувствительности, то нерв не реагирует вовсе. Если оно превышает порог, то сила нервного процесса оказывается постоянной. Число волокон, затрагиваемых действием одного тона, исчисляется максимум 1-2 десятками. И непонятно, каким образом это небольшое число волокон дает столь большое число градаций.

Непонятным оказывается также бинауральный эффект. Оценка разницы времени прихода одинаковых фаз волны к обоим ушам может происходить, очевидно, лишь в мозговых центрах, а значит, периодический характер звукового процесса должен как-то отображаться в нервных процессах коры. Между тем теория Гельмгольца, будучи теорией "периферического анализатора", относит оценку звука исключительно к возбуждению нервов в данной области улитки.

Затруднения, объяснить которые теория Гельмгольца пока не в состоянии, вызывают к жизни все новые и новые теории слуха. Одной из таких теорий является теория Г.Флетчера. Согласно этой теории, на звуковые волны отвечают не отдельные струны основной перепонки, а пере- и эндолимфа улитки. Пластинка стремечка передает звуковые колебания жидкости улитки к основной перепонке, причем максимум амплитуды этих колебаний при более высоких тонах лежит ближе к основанию улитки, при более низких - ближе к ее вершине. Оканчивающиеся на основной перепонке нервные волокна резонируют лишь на частоты выше 60-80 Гц; волокон, воспринимающих более низкие частоты, на основной мембране нет. Тем не менее в сознании формируется ощущение высоты вплоть до 20 Гц. Оно возникает как комбинационный тон высоких гармоний. Таким образом, с точки зрения гипотезы Флетчера, восприятие высоты низких тонов объясняется ощущением всего комплекса гармонических обертонов, а не только восприятием частоты основного тона, как это обычно принималось до сих пор. А так как состав обертонов в значительной степени зависит от силы звуков, то становится понятной тесная связь между тремя субъективными качествами звука - его высотой, громкостью и тембром. Все эти элементы, каждый в отдельности, зависят и от частоты, и от силы, и от состава обертонов звука.

Согласно гипотезе Флетчера, резонансные свойства присущи механической системе улитки в целом, а не только волокнам основной мембраны. Под действием определенного тона колеблются не только резонирующие на данную частоту волокна, но вся мембрана и та или иная масса жидкости улитки. Высокие тоны приводят в движение лишь небольшую массу жидкости вблизи основания улитки, низкие - замыкаются ближе к геликотреме. Флетчер преодолевает также основное затруднение резонансной теории, связанное с объяснением большого диапазона громкости. Он считает, что громкость определяется суммарным числом нервных импульсов, приходящих к мозгу от всех возбужденных нервных волокон основной мембраны.

Теория Флетчера в общем не отрицает существа теории Г.Гельмгольца и может быть отнесена к теориям "периферического анализатора".

Другую группу теорий составляют теории "центрального анализатора", или так называемые телефонные теории. Согласно этим теориям, звуковые колебания превращаются улиткой в синхронные волны в нерве и передаются к мозгу, где и происходит их анализ и восприятие высоты тона. К этой группе теорий принадлежит теория И.Эвальда, согласно которой при действии звука в улитке образуются стоячие волны с длиной, определяемой частотой звука. Высота тона определяется восприятием формы узора стоячих волн. Ощущению определенного тона соответствует возбуждение одной части нервных волокон; ощущению другого тона - возбуждение другой части. Анализ звуков происходит не в улитке, но в центрах головного мозга. Эвальду удалось построить модель основной мембраны, размером приблизительно соответствующей реальной. При возбуждении ее звуком в колебательное движение приходит вся перепонка; возникает "звуковая картина" в виде стоячих волн с длиной тем меньшей, чем выше звук.

Несмотря на удачные объяснения некоторых затруднительных частностей, теория Эвальда (как и другие теории "центрального анализатора") плохо согласуется с новейшими физиологическими исследованиями природы нервных импульсов. С.Н.Ржевкин считает, однако, возможной двойственную точку зрения, а именно объяснение восприятия высоких тонов (не встречающее затруднений) в смысле теории "периферического анализатора", а низких - с точки зрения "центрального анализатора".

Восприятие речи и музыки

Человеческий слух в собственном смысле слова несводим к абстрактно взятым реакциям слухового рецептора; он неотрывен от восприятия речи и музыки.

Для звуковой характеристики речи существенное значение имеют частичные тоны, так называемые форманты. Вследствие резонансных свойств полости рта и глотки в каждом звуке речи, производимом связками, усиливаются те компоненты, частоты которых приближаются к собственным частотам резонансных полостей, определяемых формой полости рта при произнесении того или иного речевого звука. Каждому звуку речи соответствует одна или несколько характеристических областей резонанса. Эти характерные для каждого речевого звука области частот и называют формантами.

Каждый гласный звук, на какой бы высоте он ни был произнесен, всегда имеет определенную характерную для него область усиления обертонов. Характерная для каждого гласного звука область усиливаемых частот узко ограничена и потому выступает особенно ярко. Согласные звуки (приближающиеся к шумам) по своей структуре гораздо сложнее, чем гласные; формантные области здесь шире. При этом зачастую характерные особенности согласных так незначительны, что не могут быть уловлены специальной аппаратурой. Тем удивительнее, что они легко улавливаются человеческим слухом. Наличие специфических для всех звуков речи, и особенно для гласных, частичных тонов позволяет нам отчетливо различать звуки, особенно гласные. Речь, даже очень громкая, лишенная формант, специфичных для каждого из гласных звуков (например, при несовершенной радиопередаче), становится неразборчивой.

Другой высокой и специфической для человека формой слуховых ощущений является музыкальный слух. Под музыкальным слухом нередко понимают узкую способность различать отдельные звуки и звуковые комплексы по их высоте. Такое понимание было особенно распространено в практической музыкальной педагогике, и здесь же оно обнаружило свою несостоятельность. Передовые педагоги еще в XIX веке протестовали против методов развития слуха, сводившихся к дрессировке ученика на звуковысотное различение. Они эмпирически доходили до той, вполне правильной с научной точки зрения, мысли, что в музыкальном слухе слиты в неразрывное целое восприятие высоты, силы, тембра, а также и более сложных элементов - фразировки, формы, ритма и т.д. Музыкальный слух в широком смысле слова выходит собственно не только за пределы ощущения, но и за пределы восприятия. Музыкальный слух, понимаемый как способность воспринимать и представлять музыкальные образы, неразрывно связан с образами памяти и воображения.

Музыкальный слух дифференцируют под разными углами зрения.

Различают слух абсолютный и относительный. Под абсолютным слухом разумеют способность точно определять и воспроизводить высоту данного звука безотносительно к другим звукам, высота которых известна. Абсолютный слух в свою очередь делят на абсолютно активный слух воспроизведения и абсолютно пассивный слух узнавания. Абсолютно активный слух представляет собой высшую форму абсолютного слуха. Лица с таким слухом в состоянии воспроизвести голосом любой заданный им звук с полной точностью. Значительно более распространенным является абсолютно пассивный слух. Лица с таким слухом в состоянии точно назвать высоту услышанного звука или аккорда. У лиц с абсолютно пассивным слухом большую роль играет тембр. Например, пианист, обладающий подобным слухом, быстро и безошибочно определит звук, взятый на фортепиано, но затруднится в определении, если взять его на скрипке или виолончели. Это дало основание некоторым психологам (В.Келер) предположить, что в основе активного абсолютного слуха лежит различение музыкальной высоты, а в основе пассивного - тембровых компонентов высоты.

Однако пассивный и активный абсолютный слух лишь в крайне редких случаях даны в таком противопоставлении. В реальной жизни в большинстве случаев между ними нет разрыва. Б.М.Теплов поэтому предлагает смягчить антитезу Келера и считает характерным для представителей пассивного типа не то, что он опирается только на тембровые критерии, а то, что эти последние играют у него заметно большую роль, чем у представителей активного типа. Активный абсолютный слух, таким образом, является по отношению к пассивному абсолютному слуху не столько другим видом, сколько высшей ступенью. Абсолютный слух является, по-видимому, в значительной мере прирожденной способностью. Для лиц с абсолютным слухом звуки представляются некими индивидуальностями (см. в романе Р.Роллана "Жан-Кристоф" описание первого знакомства Кристофа с роялем).

Абсолютный слух считался многими педагогами высшей музыкальной способностью. Более глубокий анализ показал, однако, ошибочность этой точки зрения. С одной стороны, абсолютный слух не является необходимым признаком музыкальности: многие гениальные музыканты (П.И.Чайковский, Р.Шуман и др.) им не обладали. С другой стороны, обладание самым блестящим абсолютным слухом не является гарантией будущих музыкальных успехов. С.М.Майкапар описывает в своей книге "Музыкальный слух..." одного учащегося с феноменальным абсолютным слухом, очень медленно подвигавшегося вперед. В.Келер также описывает студентов консерватории с абсолютным слухом, очень мало в сущности развитых музыкально. Таким образом, не следует преувеличивать значение абсолютного слуха. Вместе с тем необходимо отметить, что узнавать высоту звука с известной степенью точности может каждый человек. Путем специальных упражнений можно степень этой точности сильно увеличить (В.Келер, Е.А.Мальцева). Но психологическая природа и характер этого узнавания (которое Теплов предложил называть "псевдоабсолютным слухом") остаются качественно отличными от того, которое наблюдается у людей с абсолютным слухом, поскольку при отсутствии абсолютного слуха высота узнается либо по тембровому признаку, либо косвенно с помощью относительного слуха. Это узнавание требует поэтому некоторого времени, в течение которого мысленно совершается ряд операций, между тем как люди с абсолютным слухом узнают звук сразу.

Человеку с относительным слухом требуется какая-то отправная точка - данный в начале испытания тон. Отправляясь от него, соотнося его высоту с высотой последующих звуков, он оценивает отношения между звуками. Относительный слух в значительной мере поддается развитию, и обладание им несравненно важнее наличия абсолютного слуха.

Основой относительного слуха является, по-видимому, так называемое ладовое чувство. При восприятии мелодии или гармонических комплексов мы слышим их в определенном ладу. Звуки мелодико-гармонических последовательностей обнаруживают известные функциональные соотношения. Ладовое чувство и заключается в восприятии одних звуков как опорных, устойчивых, других - как неустойчивых, куда-то стремящихся.

Для ладового чувства характерно, что оно упорядочивает восприятие мелодии; при отсутствии такого объединяющего чувства получается эстетически неприятное впечатление неоформленности и непонятности; при этом впечатление законченности мелодии зависит не только от качества последнего звука как такового, но и от того пути, которым приходят к этому звуку от общей структуры мелодии.

Следующей линией дифференцировки слуха является различение мелодического и гармонического слуха. Ряд экспериментальных исследований (М.Антошина, С.Н.Беляева-Экземплярская и др.) показал в полном согласии с педагогической практикой, что гармонический слух развивается позднее мелодического. Маленькие дети и даже взрослые с совершенно не развитым гармоническим слухом бывают безразличны к фальшивой гармонизации; порой она даже нравится им больше правильного сопровождения. Как показали опыты Теплова, это объясняется тем, что на самых начальных ступенях развития гармонического слуха мелодия легче может быть выделена слухом из фальшивого сопровождения, чем из правильного, образующего много консонирующих созвучий.

Далее различают внешний и внутренний слух. Кроме способности воспринимать предлагаемую для слушания музыку (внешний слух) можно обладать способностью представлять музыку мысленно, не получая извне никаких реальных звуковых впечатлений (внутренний слух). Внутренний слух может функционировать или как способность представлять только звуковысотную и ритмическую ткань музыкального произведения, или как способность внутренне слышать музыкальные произведения в конкретных тембрах и с определенной динамикой звучания. Внутренний слух, по-видимому, отличается от внешнего не только отсутствием внешнего звука, но и по своей структуре, аналогично тому, как внутренняя речь отличается от внешней.

В развитии внутреннего слуха, имеющего очень большое значение для общего музыкального развития, можно наметить ряд ступеней. Сначала внутренние слуховые представления отрывочны, смутны и схематичны. Они должны находить опору во внешнем слухе. Припоминая пути собственного роста, проф. С.М.Майкапар пишет по этому поводу: "Первые (написанные без инструмента) хоры представлялись воображению в виде отвлеченной четырехголосной гармонии, и только в последующих работах, чем дальше, тем больше, внутреннему слуху стали слышаться действительные, реальные человеческие голоса, каждый в своей характерной хоровой индивидуальности и все вместе в общей хоровой звучности. Таким образом, мы можем предположить, что работа внутреннего слуха идет при своем развитии от отвлеченного к воплощенному представлению и что чем более развит в известном направлении внутренний слух у данного лица, тем реальнее и жизненнее его звуковые и внутренние представления".81

В итоге: музыкальный слух - явление весьма сложное. Создаваясь в историческом процессе развития человеческого общества, он представляет собой весьма своеобразную психическую способность, резко отличную от простого биологического факта слышания у животных. На самой низшей ступени развития восприятие музыки было весьма примитивным. Оно сводилось к переживанию ритма в примитивных плясках и пении. В процессе своего развития человек научается далее ценить звук натянутой струны. Возникает и совершенствуется мелодический слух. Еще позднее возникает многоголосная музыка, а вместе с нею и гармонический слух. Таким образом, музыкальный слух представляет собой целостное, осмысленное и обобщенное восприятие, неразрывно связанное со всем развитием музыкальной культуры.

Зрительные ощущения

Роль зрительных ощущений в познании мира особенно велика. Они доставляют человеку исключительно богатые и тонко дифференцированные данные, притом огромного диапазона. Зрение дает нам наиболее совершенное, подлинное восприятие предметов. Зрительные ощущения наиболее дифференцированы от аффективности, в них особенно силен момент чувственного созерцания. Зрительные восприятия - наиболее "опредмеченные", объективированные восприятия человека. Именно поэтому они имеют очень большое значение для познания и для практического действия.

Зрительные ощущения вызываются воздействием на глаз света, т.е., по воззрениям современной физики, электромагнитных волн длиною от 390 до 780 нм.

Световые волны различаются, во-первых, длиною или числом колебаний в секунду. Чем число колебаний больше, тем длина волны меньше, и, наоборот, чем меньше число колебаний, тем больше длина волны. <...>

Длина световой волны обусловливает цветовой тон. Световые волны различаются, во-вторых, амплитудой их колебаний, т.е. их энергией. Она определяет яркость цвета.

Световые волны отличаются, в-третьих, формою световой волны, получающейся в результате смешения между собой световых волн различных длин. Форма световой волны обусловливает насыщенность цвета.

Предметы, не испускающие собственного света, отражают некоторую часть падающего на них света и поглощают остальную его часть. Если все световые лучи поглощаются в тех же отношениях, в каких они даны в спектре, то такое поглощение называется неизбирательным. Если световые лучи поглощаются в иных отношениях, чем они представлены в спектре, то такое поглощение называется избирательным.

Число, выражающее отношение количества поглощенных поверхностью световых лучей к количеству падающих на нее лучей, называется коэффициентом поглощения. Число, выражающее отношение количества отраженных поверхностью световых лучей к количеству падающих на нее лучей, называется коэффициентом отражения. Поверхность, почти не отражающая падающего на нее света, имеет черный цвет. Поверхность, почти целиком отражающая падающий на нее свет, имеет цвет белый. Цветная поверхность отражает волны различной длины. Поэтому каждая цветная поверхность имеет свой спектр отражения.

Зрительное ощущение, возникающее в результате воздействия на глаз света, всегда обладает тем или иным цветовым качеством. Но обычно нами воспринимается не цвет "вообще", а цвет определенных предметов. Предметы эти находятся от нас на определенном расстоянии, имеют ту или иную форму, величину и т.д. Зрение дает нам отражение всех этих многообразных свойств объективной действительности. Но отражение предметов в их пространственных и иных свойствах относится уже к области восприятия (см. дальше), в основе которого частично лежат также специфические зрительные ощущения.

Ощущение цвета

Все воспринимаемые глазом цвета могут быть подразделены на две группы: ахроматические и хроматические. Ахроматическими цветами называется белый, черный и все располагающиеся между ними оттенки серого цвета; они отличаются друг от друга только светлотой. Все остальные цвета - хроматические; они отличаются друг от друга цветовым тоном, светлотой и насыщенностью.

Цветовой тон - это то специфическое качество, которым один цвет, например красный, отличается от любого другого - синего, зеленого и т.д. при равной светлоте и насыщенности. Цветовой тон зависит от длины воздействующей на глаз световой волны.

Светлота - это степень отличия данного цвета от черного. Наименьшей светлотой обладает черный, наибольшей - белый цвет. Светлота зависит от коэффициента отражения. Коэффициент отражения равен единице минус коэффициент поглощения. (Например, поверхность черного бархата поглощает 0,98 световых лучей и отражает 0,02 световых лучей). Чем больше коэффициент поглощения световых лучей какой-нибудь поверхностью и чем соответственно меньше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе ее цвет к черному; чем меньше коэффициент поглощения какой-нибудь поверхности и соответственно больше свойственный ей коэффициент отражения, тем ближе ее цвет к белому.

От светлоты предметов следует отличать их яркость, которая зависит от энергии световой волны, или амплитуды ее колебаний. Яркость характеризуется произведением освещенности на коэффициент отражения. Освещенность же предметов характеризуется количеством лучистой энергии, падающей в течение одной секунды на единицу поверхности. Светлота - цветовое свойство поверхности, яркость же характеризуется количеством лучистой энергии, отражаемой от данной поверхности. Это количество лучистой энергии зависит от двух причин: с одной стороны, от коэффициента отражения от данной поверхности, а с другой - от количества лучистой энергии, падающей на данную поверхность. Поэтому яркость сильно освещенного черного бархата может быть больше яркости белой бумаги, находящейся в тени.

Насыщенность - это степень отличия данного цвета от серого цвета, одинакового с ним по светлоте, или, как говорят, степень его выраженности. Насыщенность цвета зависит от отношения, в котором находится количество световых лучей, характеризующих цвет данной поверхности, к общему световому потоку, ею отражаемому. Насыщенность цвета зависит от формы световой волны.

Глаз чувствителен к ничтожным количествам лучистой энергии. Так, например, при достаточной темновой адаптации глаз видит (аппаратом палочек) на расстоянии 1 км свет, сила которого может быть выражена тысячными долями свечи82 при полной прозрачности атмосферы (нижний порог). Чувствительность аппарата колбочек меньше.

Верхним порогом цветоощущения является та яркость света, которая "ослепляет" глаз. Эта величина в значительной мере зависит от степени адаптации глаза, от размера слепящего пятна и т.д. Слепящая яркость при размере слепящего поля в 4° равна 2254 кд/м2.

Побочные раздражители в некоторых случаях изменяют характер зрительной чувствительности. Согласно экспериментальным данным С.В.Кравкова, звук повышает чувствительность глаза к зеленым и синим лучам и понижает чувствительность глаза к оранжевым и красным лучам.

Чувствительность глаза к световым волнам различной длины неодинакова. Наиболее яркими кажутся человеческому глазу лучи, длины волн которых соответствуют желто-зеленой части спектра (556 мм). В сумерки наиболее ярким кажется не желто-зеленый цвет, а зеленый цвет, имеющий длину волны 510 нм. С наступлением темноты красно-фиолетовые цвета темнеют, а зелено-голубые цвета светлеют. Это явление носит название явления Пуркинье.

Общее количество различаемых глазом цветных тонов максимальной насыщенности доходит до 150.

Смешение цветов

Воспринимаемые нами в природе цвета получаются обычно в результате воздействия на наш глаз волн различной, а не одной какой-нибудь длины. Эти различные волны, совместно воздействуя на глаз, и порождают тот или иной видимый нами цвет. Видимые нами в естественных условиях цвета являются, таким образом, результатом смешения цветов.

На основе работ И. Ньютона Г.Грассманом были выведены следующие основные законы смешения цветов.

Первый закон. Для каждого хроматического цвета имеется другой цвет, от смешения с которым получается ахроматический цвет. Такие пары цветов называются дополнительными. Дополнительными цветами являются: красный и голубо-зеленый; оранжевый и голубой; желтый и индиго-синий; желто-зеленый и фиолетовый; зеленый и пурпурный.

Второй закон. Смешивая два цвета, лежащие ближе друг к другу, чем дополнительные, можно получить любой цвет, находящийся в спектре между данными двумя цветами.

Третий закон. Две пары одинаково выглядящих цветов дают при смешении одинаково выглядящий цвет независимо от различий в физическом составе смешиваемых цветов. Так, серый цвет, полученный от смешения одной пары дополнительных цветов, ничем не отличается от серого цвета, полученного от любой другой пары.

Говоря о смешении цветов, разумеют прежде всего оптическое смешение, возникающее в результате того, что различные цветовые раздражители одновременно или в очень быстрой последовательности раздражают один и тот же участок сетчатки.

Помимо этого смешения цветов надо учесть еще пространственное смешение цветов, которое получается при восприятии различных цветов не во временной, а в пространственной смежности.

Если посмотреть на определенном расстоянии на небольшие, соприкасающиеся друг с другом цветные пятна, то эти пятна сольются в одно пятно, которое будет иметь цвет, получившийся от смешения этих малых цветовых пятен. Причиною слияния цветов является светорассеяние и другие явления, возникающие вследствие несовершенства оптической системы человеческого глаза. Вследствие этого несовершенства границы цветных пятен размываются, и два или более цветных пятна раздражают одно и то же нервное окончание сетчатой оболочки. В силу этого, когда мы смотрим, например, на какую-нибудь ткань в мелких цветных полосках или крапинках, она нам кажется одноцветной, окрашенной в цвет, получающийся в результате смешения различных представленных в ней цветов. На этом пространственном смешении цветов основывается впечатление, которое производят ткани, сплетенные из разноцветных нитей. На этом же пространственном смешении цветов основывается и эффект, которым пользуются художники-пуантилисты (от слова pointe - точка) и импрессионисты, когда они дают цвет поверхностей посредством цветных точек или пятен.