Андреев Л. А. Характеристика слухового анализатора собаки на основании экспериментальных данных, полученных по методу условных рефлексов //Журнал технической физики. 1936. Т. VI. Вып. 12.

См.: Рзкевкт С. Н. Слух и речь в свете современных физических исследований. М.; Л., 1936.

-------------------------------------------

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" '.

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 пред-

-------------------------------------------------

' Майкапар С. М. Музыкальный слух. Его значение, природа и особенности и метод правильного развития. М., 1900. С. 214-215.

-------------------------------------------------

ставляет 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 свечи1 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.

----------------------------------------

' Кравков С. В. Глаз и его работа. М., 1936.

----------------------------------------

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.

Эксперименты Б. М. Теплова показали, что законы этого пространственного смешения цветов, имеющего большое применение в живописи и в ткацком деле, те же, что и законы оптического смешения цветов. Существенный интерес представляет и так называемое бинокулярное смешение цветов. Бинокулярным смешением цветов называется получение некоторого третьего цвета в результате раздражения каждого из глаз различными цветами. Если смотреть одним глазом на один цвет, а другим глазом на другой цвет, то мы увидим некоторый третий цвет, получившийся от бинокулярного смешения обоих цветов. Однако если оба цвета весьма несходны друг с другом (в особенности по светлоте), то бинокулярного смешения цветов не возникает, а получается своеобразная игра, в которой оба цвета воспринимаются поочередно. Это последнее явление называется борьбой полей зрения.

Если поверхность не является абсолютно гладкой, то ее микрорельеф можно рассматривать как большое число плоскостей, повернутых к наблюдателю под разными углами. Так как для правого и левого глаза углы различны и так как под разными углами зрения цвет поверхности изменяется, то возникает бинокулярное смешение цветов или же борьба полей зрения, создающая специфическое ощущение мерцания, блеска и колебания цвета в зависимости от микрорельефа поверхности. Восприятие фактуры обусловлено

в значительной степени именно описанными явлениями. Фактура тканей - бархата, шелка, полотна, шерсти - воспринимается в специфическом качестве, представляющем комплекс ощущений, возникающих вследствие бинокулярного смешения цветов и борьбы полей зрения в каждой отдельной точке воспринимаемой поверхности. Восприятие природы насыщено этими ощущениями, которые придают особую динамичность, игру и живость нашим зрительным образам.