Звук. Слушать, слышать, наблюдать - Мишель Шион
Итак, начнем со сведений о звуке, считающихся надежными и объективными: с акустики как общепринятого знания, принимаемого как данность, которая здесь только резюмируется.
1. Звук как объект акустики
На физическом уровне звуком называется вибрация среды, которую мы предлагаем называть старым забытым словом «верберация». Это волна, которая вследствие колебания одного или нескольких источников, иногда называемых звуковыми телами, распространяется согласно своим собственным законам и, в частности, достигает уха, где дает материал для слуховых ощущений, при этом иногда также (мы еще увидим далее, к какой путанице приведет это «также») затрагивает другие части тела, где вызывает потрясения, совибрации и т. д., более размытые и неовеществляемые.
1.1. Без среды нет звука
Такая волна предполагает наличие передающей ее среды, без которой, строго говоря, ни о каком звуке не было бы и речи. Физически звук, собственно, и «есть» колебание такой среды. Звук расходится кругами концентрических волн, чем-то напоминающих круговую зыбь, которую видит человек, если бросит камень в тихие воды. При этом нельзя забывать о сложном переплетении, когда волна возвращается от одного берега к другому, а также о смешении различных видов затухания в зависимости от длительности начального колебания18.
1.2. Скорость и передача звука
В воздухе верберация, или звуковая волна, распространяется со скоростью около 340 м/с, что, как мы видим, почти в миллион раз медленнее скорости света. Отсюда хорошо известное запаздывание раската грома по отношению к вспышке молнии. Только в начале XIX века удалось точно установить среднюю скорость звука, которая одинакова вне зависимости от его интенсивности, но слегка варьируется в зависимости от давления и температуры.
В воде акустическая волна распространяется значительно быстрее (со скоростью около 1500 м/с), но зато звук становится «монофоническим» и слышится главным образом за счет костной проводимости.
Как известно, некоторые твердые или натянутые материалы передают звуки (эксперимент со шнурковым телефоном): в этом случае говорят о проводимости твердых тел. Именно она так затрудняет звукоизоляцию квартир, расположенных одна над другой.
1.3. Частота и амплитуда
Если не рассматривать вопрос о длительности, звук в физическом смысле имеет всего лишь две характеристики: частоту (количество колебаний в секунду, выраженное в герцах) и амплитуду давления19. Учитывая при этом, что звуковой феномен чаще всего несет в себе несколько частот, наложенных друг на друга, периодических или непериодических, имеющих разные амплитуды, весь этот комплекс может меняться каждую минуту. Частота, или частоты, воспринимаются как высоты или, говоря шире, как масса. Амплитуда – это интенсивность звука (см. далее). Все остальные характеристики звука, которые мы воспринимаем, создаются вариациями в длительности частоты и амплитуды. При этом эти характеристики не могут сводиться к звуковым качествам, «производным» от массы или интенсивности, как хотели бы думать некоторые, перенося количественную логику физики на качественную логику восприятия. В частности, характерная атака «щипковых струнных» (гитара) или клавишных (фортепиано) – это ощущение, обобщенное в специфическое восприятие атаки, хотя оно и происходит от быстрых, комбинированных вариаций интенсивности (в форме нисходящей кривой) и гармонического спектра (постепенное исчезновение гармоник).
1.4. Распространение, отражение, преломление
Детали науки, называемой акустикой, то есть изучение распространения, отражения, рефракции, дифракции звука (в смысле верберации) в зависимости от среды, нас здесь не интересуют, и вы можете обратиться к многочисленным техническим текстам на эту тему, опубликованным в энциклопедиях или в специальных изданиях. Обозначим несколько основных пунктов.
Звук распространяется от своего источника по кругу или сферически. Таким образом, распространение идет по всем направлениям (в следующих друг за другом циклах сжатия и расширения) и ослабевает пропорционально квадрату от пройденного расстояния.
Когда звуковая волна встречает поверхность, которая не поглощает ее целиком и частично отсылает обратно, как мяч, это называется отражением. Когда мы одновременно слышим, как это часто бывает, звук, идущий напрямую от источника к нашему уху, и отраженный звук (отскакивающий от стен), запаздывание отраженного сигнала в отношении «прямого», объясняемое медлительностью звука и меняющейся величиной его отражений в зависимости от среды, создает реверберацию. Они либо становятся продолжением звука и поддерживают его, либо, если оказываются сильнее, мешают его расслышать (в частности, в случае речи), в разной степени смазывая его контуры.
Когда звуковая волна встречает препятствие, часть ее огибает его, и тогда говорят о дифракции. Это еще больше усложняет звукоизоляцию. В целом высокие частоты имеют более четкую направленность, чем низкие, из чего вытекают разные следствия, касающиеся как формирования ушной раковины у разных биологических видов, так и так называемого стереофонического эффекта. Этим, в частности, объясняется, почему в так называемых Hi-Fi системах высокие и средние частоты распределяются по двум динамикам, тогда как низкие сосредоточены в одном сабвуфере.
2. Ухо и его лабиринт
Особенность человеческого уха состоит в том, что оно одновременно является и внешним, и внутренним органом, отсюда особая символика, ассоциирующаяся со звуком и делающая его связующим звеном между различными мирами (реальным, воображаемым) и различными уровнями (физическим, духовным).
2.1. Три этажа
«Ухо» как орган обычно подразделяется на три части: наружное, среднее и внутреннее.
2.1.1. Наружное ухо
Наружное ухо, образованное у человека двумя ушными раковинами и двумя слуховыми проходами, рассматривается и как механизм защиты (от чужеродных тел, которые могут в него попасть, а также от ветра и других природных явлений, которые могут помешать слышать), и как механизм резонанса. Ушная раковина направляет волны на барабанную перепонку, и ее форма благоприятствует отбору определенных частот, тех, что нужны нам для голосового общения. Двигать ушами, чтобы локализовать и выделить некоторые звуки, – привилегия, данная другим видам, но не нашему. Например – кошачьим и грызунам, у которых пространственное восприятие феноменов, оказывающихся для нас сверхвысокими (а значит, слишком направленными), имеет жизненно важное значение для того, чтобы обнаружить опасность или добычу.
Слуховой канал у взрослого человека в среднем бывает 7–8 мм в диаметре и от 2,5 до 3 см длиной. Его форма и характер позволяют отбирать частоты, находящиеся в зоне речи. Это также дает возможность приглушать звуки, способные помешать ее пониманию, прежде всего низкие частоты.
2.1.2. Среднее ухо
Средним ухом называют внутренний механизм, образованный барабанной полостью и тремя косточками, которые традиционно называются молоточком, наковальней и стременем и служат для преобразования воздушных вибраций в вибрации твердых структур, идущих до внутреннего уха, вход в которое называют овальным окном.
К барабанной перепонке, овальной эластичной мембране, примыкает первая из косточек – молоточек. Эти косточки, передающие вибрации барабанной перепонки во внутреннее ухо, способствуют усилению частот, расположенных в диапазоне 1000–4000 Гц. И снова предпочтение отдается определенным частотам. В этой части уха располагаются механизмы защиты от слишком громких звуков.
Здесь важную роль играют два мускула: tensor tympani, который высвобождает стремечко барабанной перепонки и, сокращаясь, усиливает ее натяжение, и tensor stapedi, который «натягивает стремечко перпендикулярно направлению его вибрации, что смягчает передачу <…>. Таким образом, сокращение мышц участвует одновременно в компрессии сильных сигналов <…> и в аккомодации к восприятию шума»20. Речь идет не только о том, чтобы защитить внутреннее ухо от слишком громких шумов (при условии, что на это есть время), но также о том, что всякий раз, когда человек говорит, эти мышцы приводятся в действие в одной из многих петель обратной связи, которыми характеризуется аудиоголосовой цикл: «Сокращение стремечка также вызывается вокализацией, так что мышечная реакция предшествует голосовому сигналу. По-видимому, здесь действует механизм, ослабляющий воздействие звуков на
