Текст книги "На музыке. Наука о человеческой одержимости звуком"

Обычные беруши из вспененного полиуретана способны блокировать около 25 дБ звука, однако не на всем диапазоне частот. Беруши на концерте Who могут свести к минимуму риск необратимых повреждений, снизив уровень, достигающий уха, до 100–110 дБ (исх. 20 мкПа). Защитные наушники, какие надевают сотрудники аэропортов, работающие на взлетно-посадочной полосе, и стрелки в тирах, часто снабжены затычками для ушей, обеспечивающими максимальную защиту.

Многие люди любят по-настоящему громкую музыку. Завсегдатаи концертов говорят об особом состоянии сознания, ощущении трепета и волнения в моменты, когда музыка оглушительна – более 115 дБ. Мы пока не знаем, почему это так. Отчасти причина может заключаться в том, что громкая музыка насыщает слуховую систему, заставляя нейроны разряжаться с максимальной частотой. Когда много-много нейронов предельно активны, это может вызвать новое состояние мозга, качественно отличное от того, когда нейроны работают с нормальной частотой. Тем не менее одни люди любят громкую музыку, а другие – нет.

Громкость является одним из семи основных элементов музыки наряду с высотой тона, ритмом, мелодией, гармонией, темпом и метром. Очень незначительные изменения громкости сильно влияют на эмоциональное воздействие музыки. Пианист может сыграть пять нот одновременно и одну из них – чуть громче остальных, и она совершенно по-иному заиграет в нашем восприятии этой совокупности звуков. Кроме того, громкость важна для ритма, как мы видели выше, и для метра, потому что именно громкость определяет то, как ноты группируются ритмически.

Теперь мы совершили полный круг и возвращаемся к широкой теме высоты звука. Ритм – это игра с ожиданием. Когда мы притопываем, мы предсказываем, что произойдет в музыке дальше. Та же игра ведется и с высотой звука. Ее правила заключаются в тональности и гармонии. Музыкальная тональность – это тональный контекст того или иного произведения. Не во всех музыкальных системах есть тональности. Их нет в африканском барабанном бое и нет в додекафонии композиторов XX века вроде Шёнберга. Зато практически во всей западной музыке – от рекламных джинглов по радио до самой серьезной симфонии Брукнера, от госпелов Махалии Джексон до панка Sex Pistols – есть центральный набор нот, к которому она постоянно возвращается, тональный центр, или тональность. Она может меняться внутри одной песни (это называется модуляцией), но, по определению, тональность служит опорой и удерживается в течение песни длительное время. Как правило, счет идет на минуты.

Если мелодия основана, например, на гамме до мажор, то мы говорим, что она играется в тональности до мажор. Такая мелодия стремится вернуться в ноту до, и, даже если она не закончится именно на до, эта нота будет казаться слушателям наиболее заметной, центральной во всем произведении. Композитор может иногда включать в песню и другие ноты, не входящие в гамму до мажор, но мы примем их за отступления – что-то вроде параллельной сцены в фильме или флешбэка, когда мы точно понимаем, что неизбежно вернемся к основной сюжетной линии. (Более подробно о теории музыки см. в Приложении 2.)

Признак высоты звука в музыке функционирует в пределах гаммы или тонального (гармонического) контекста. Нота не всегда звучит для нас одинаково: мы воспринимаем ее в контексте мелодии и той музыки, которая ей предшествовала, а слышим в контексте гармонии и аккордов, звучащих вместе с ней. Можно привести аналогию со вкусами: например, орегано хорошо сочетается с баклажанами или томатным соусом, но уже совершенно по-другому воспринимается в банановом пудинге; сливки приобретают разные оттенки вкуса, когда мы макаем в них клубнику и когда наливаем их в кофе или добавляем в чесночный соус для салата.

В песне The Beatles “For No One” («Ни для кого») мелодия два такта поется на одной ноте, а аккорды, сопровождающие эту ноту, меняются, придавая ей разное настроение и звучание. В песне “One Note Samba” («Самба на одной ноте») Антониу Карлоса Жобима на самом деле много нот, но одна из них звучит на протяжении всей песни при меняющихся аккордах, и мы слышим множество различных оттенков музыкального смысла, которые она передает в разных сочетаниях. В каких-то аккордах она воспринимается легко и радостно, а в других – задумчиво. Еще одна область, в которой большинство из нас является экспертами, даже не будучи музыкантами, – это способность узнавать знакомые последовательности аккордов даже в отсутствие известной мелодии. Всякий раз, когда Eagles исполняют на концерте следующую последовательность аккордов:

си минор / фа-диез мажор / ля мажор / ми мажор / соль мажор / ре мажор / ми минор / фа-диез мажор,

уже трех из них хватает для того, чтобы тысячи поклонников без музыкального образования поняли, что группа собирается играть “Hotel California” («Отель “Калифорния”»). Несмотря на то что за многие годы музыканты меняли инструменты, играли на электрических и акустических гитарах, на двенадцатиструнных и шестиструнных гитарах, люди по-прежнему узнают эти аккорды, даже когда какой-то оркестр исполняет их в качестве фоновой музыки, а звук доносится из дешевых динамиков в кабинете стоматолога.

С темой гамм мажорного и минорного ряда связана тема консонанса и диссонанса. Некоторые звуки кажутся нам неприятными, хотя мы не всегда сознаем почему. Классический пример – скрежет ногтей по школьной доске, но, похоже, это работает только у людей, а обезьяны никак не реагируют на такой звук (или, как показало одно исследование, он им даже нравится не меньше рок-музыки). Если говорить о звуках инструментов, то многие люди терпеть не могут перегруженной электрогитары, другим же только ее и подавай. На уровне гармонии, то есть на уровне нот, а не тембров, многим людям кажутся особенно неприятными некоторые интервалы. Музыканты называют аккорды с приятным звучанием консонансными, а с неприятным – диссонансными. Вопрос того, почему одни интервалы воспринимаются как консонансные, а другие – нет, многократно исследовали, но единого мнения на этот счет пока не существует. К настоящему моменту нам удалось выяснить, что ствол мозга и дорсальное кохлеарное ядро – структуры настолько примитивные, что они есть вообще у всех позвоночных, – различают консонанс и диссонанс. Они распознают эти звуки еще до того, как задействуется структура более высокого уровня – кора головного мозга.

Нейрональные механизмы, лежащие в основе определения консонанса и диссонанса, пока обсуждаются, зато у нас нет разногласий по поводу того, какие интервалы относить к той или иной категории. Унисон – когда мы играем одну и ту же ноту – считается консонансным, как и октава. Частоты колебаний таких звуков относятся друг к другу как 1:1 и 2:1 соответственно (с точки зрения акустики это означает, что половина гребней волновых колебаний двух нот с интервалом в октаву точно совпадают друг с другом, а вторая половина проходит ровно между двумя гребнями). Интересно, что если мы поделим октаву ровно пополам, то получим тритон – интервал, который кажется большинству людей самым неприятным из всех. Отчасти причина может заключаться в том, что тритон нельзя свести к простому целочисленному отношению. Его отношение близко к 41:29 (если точнее, это иррациональное число). Мы можем рассматривать консонанс с точки зрения целочисленного отношения. Отношение 4:1 – простое целочисленное, оно определяет расстояние в две октавы; 3:2 – также простое целочисленное отношение, оно представляет чистую квинту. (В современной настройке фактическое соотношение частот немного отличается от 3:2, и этот компромисс позволяет инструментам гармонично играть в любой тональности – получается так называемый равномерно темперированный строй, который не оказывает заметного влияния на нейронное восприятие консонанса и диссонанса, потому что нейроны сами подгоняют слегка измененные интервалы под пифагорейские идеалы.) Математически этот компромисс понадобился для того, чтобы можно было начать с любой ноты, скажем с самой низкой до на клавиатуре, и последовательно строить квинты с соотношением 3:2, пока через 12 квинт мы снова не придем в до. Без равномерно темперированного строя конечная точка таких трансформаций отклонилась бы на четверть полутона, что довольно заметно. Чистая квинта – интервал между, скажем, нотой до и следующей соль. Интервал между этой соль и следующей до – чистая кварта, а отношение их частот составляет почти 4:3.

Определенные ноты в современной мажорной гамме восходят корнями к древним грекам и их представлению о консонансе. Если мы начнем с ноты до и будем последовательно строить интервал чистой квинты вверх, в конечном итоге у нас получится набор частот, очень близких к нашей мажорной гамме: до – соль – ре – ля – ми – си – фа-диез – до-диез – соль-диез – ре-диез – ля-диез – ми-диез (или фа), а затем снова до. Это называется квинтовым кругом, потому что мы вернулись в ту же ноту, с какой начали. Интересно, что если мы отследим серии обертонов, то сможем сгенерировать частоты, также близкие к мажорной гамме.

Одна нота сама по себе не бывает диссонансной, она может звучать диссонансно в определенном музыкальном контексте, особенно если аккорд построен в тональности, куда эта нота не входит. Две ноты будут звучать диссонансно, как одновременно, так и последовательно, если интервал между ними не соответствует обычаям, которые мы усвоили из нашей музыкальной культуры. Аккорды тоже могут вызывать диссонанс, особенно когда они построены за пределами конкретных тональностей. Задача человека, который придумывает музыку, – учесть все эти факторы. Большинство из нас довольно разборчивые слушатели, так что, когда композитор допускает малейшую ошибку в балансе, наши ожидания нарушаются больше, чем мы можем стерпеть, и тогда мы просто переключаем радиостанцию, снимаем наушники или выходим из помещения.

Я рассмотрел основные элементы музыкального звука: высоту, тембр, гармонию, громкость, ритм, метр и темп. Нейробиологи раскладывают звук на составляющие, чтобы выборочно изучить, какие области мозга участвуют в обработке каждой из них, а музыковеды изучают роль каждого элемента в эстетическом впечатлении от прослушивания. Но музыка – настоящая музыка – получается удачно или неудачно как раз из-за взаимосвязи этих элементов. Композиторы и музыканты редко рассматривают их по отдельности. Они знают, что если изменить ритм, то, возможно, придется изменить высоту, или громкость, или аккорды, которые сопровождают ритм. Один из подходов к изучению взаимосвязи между этими элементами восходит к концу XIX века и гештальтпсихологии.

В 1890 году Христиана фон Эренфельса озадачило кое-что – то, что всем нам кажется легким и естественным, а именно мелодическая транспозиция. Этот термин обозначает исполнение песни (вокальное или инструментальное) в другой тональности. Когда мы поем «С днем рождения тебя», то обычно просто подпеваем тому, кто начал, а он в большинстве случаев выбирает первую ноту произвольно. Он может даже взять ноту, не входящую в музыкальную гамму, скажем где-нибудь между до и до-диезом, и почти никто не обратит на это внимания. Попробуйте петь «С днем рождения тебя» три раза в неделю, и, возможно, всякий раз у вас будет получаться новый набор нот. Каждая версия песни окажется транспонированной относительно других.

Представители гештальтпсихологии – фон Эренфельс, Макс Вертгеймер, Вольфганг Кёлер, Курт Коффка и др. – интересовались проблемой конфигурации, то есть того, как отдельные элементы собираются в единое целое, отличное от суммы составных частей и не поддающееся толкованию при разложении на части. Слово «гештальт» вошло в английский язык для обозначения единой целостной формы, применимой как к художественным, так и к нехудожественным объектам. Например, подвесной мост можно воспринимать как гештальт. Функции и способы использования моста непросто понять, если рассматривать отдельно тросы, фермы, болты и стальные балки. Лишь когда они все вместе образуют конечный объект, мы можем понять, что это мост и что он отличается, например, от строительного крана, собранного из тех же деталей. В живописи взаимоотношение между элементами также формирует наше восприятие конечного художественного произведения. Классический пример – лицо: «Мона Лиза» не была бы тем, чем является, если б ее глаза, нос и рот, хоть и написанные как в оригинале, располагались в разных частях холста.

Гештальтисты задавались вопросом, каким образом мелодия, состоящая из набора определенных нот, сохраняет свою индивидуальность и узнаваемость, даже если изменить все ноты. Это был тот случай, когда ученые не сумели вывести удовлетворительное теоретическое объяснение, – неоспоримый триумф формы над элементами, целого над частным. Можно исполнять мелодию с любым набором нот, и до тех пор, пока отношение между ними остается неизменным, это будет та же самая мелодия. Даже если сыграть ее на разных инструментах, люди все равно ее узнают. Если исполнить ее в два раза медленнее, или в два раза быстрее, или выполнить оба эти преобразования одновременно, слушатели все равно без труда узнают оригинальную песню. Гештальт-школа была создана для решения этого конкретного вопроса. И хотя входившие в нее ученые так и не ответили на вопрос, они внесли огромный вклад в наше понимание того, как организованы объекты в визуальном мире, с помощью определенного набора правил, которые преподают на любом курсе введения в психологию, – принципов гештальт-группировки.

Альберт Брегман, когнитивный психолог из Университета Макгилла, за последние 30 лет провел ряд экспериментов, чтобы вывести аналогичные принципы группировки в восприятии звука. Теоретик музыки Фред Лердал из Колумбийского университета и лингвист Рэй Джекендофф из Брандейского университета (сейчас он преподает в Университете Тафтса) работали над проблемой описания правил, подобных грамматическим, которые определяют музыкальную композицию и включают принципы группировки в музыке. Нейрональная основа этих принципов еще не полностью изучена, однако благодаря серии сложных поведенческих экспериментов мы узнали многое об их природе.

В восприятии визуальной информации принцип группировки – это способ объединения или разделения зрительных элементов в нашей целостной картине мира. Группировка – отчасти автоматический процесс, а значит, в основном она происходит быстро у нас в мозгу без нашего сознательного участия. Ее можно описать как проблему выбора «что с чем» в нашем поле зрения. Герман фон Гельмгольц, ученый XIX века, который заложил основы науки о слухе, описал группировку как бессознательный процесс, включающий в себя умозаключения или логические выводы о том, какие объекты в мире, вероятно, окажутся связаны в нашем восприятии на основании ряда их особенностей или свойств.

Если вы стоите на вершине горы и перед вами открывается красивый разнообразный пейзаж, вы, возможно, опишете несколько гор, озеро, долину, плодородную равнину и лес. Несмотря на то что лес состоит из сотен и тысяч деревьев, в нашем восприятии они образуют единую группу, отличную от других объектов в поле зрения, – не обязательно потому, что мы знаем кое-что о лесах, а потому, что у деревьев сходные свойства формы, размера и цвета, по крайней мере если рассматривать их в сочетании с равнинами, озерами и горами. Однако, если вы окажетесь в лесу, где растут разные деревья, вы увидите, что гладкая светлая кора ольхи заставляет ее выделяться в отдельную группу по сравнению с сосной, у которой кора темная и рельефная. Если я поставлю вас перед отдельным деревом и спрошу, что вы наблюдаете, вы, вероятно, сосредоточитесь на его деталях: коре, ветках, листьях (или иголках), насекомых и мхе. Когда мы смотрим на газон, обычно мы не видим отдельных травинок, но можем их рассмотреть, если сосредоточим на них внимание. Группировка – это иерархический процесс, и то, как наш мозг строит разные группы, зависит от очень многих факторов. Одни из них присущи самим объектам: форма, цвет, симметрия, контраст и свойства, которые касаются непрерывности линий и краев. Другие факторы – психологические, то есть они формируются сознанием, когда, например, мы сосредоточиваемся на чем-нибудь, когда у нас есть память об этом объекте или о похожих на него и ожидания относительно того, что с чем связано.

Похоже, группируются даже сами эти факторы. Объект с чем-то объединяется, а с чем-то нет. Большинство людей не способны разделить звучание двух скрипок в оркестре или двух труб – они сливаются. Фактически весь оркестр может образовать в нашем восприятии единую группу – или поток, в терминологии Брегмана, – в зависимости от контекста. Если вы слушаете концерт на улице и там одновременно играет несколько ансамблей, звуки оркестра впереди в слуховом восприятии сольются в единое целое и отделятся от звуков оркестров позади вас и сбоку. Направив внимание усилием воли, вы можете сосредоточиться лишь на скрипках оркестра впереди, подобно тому как мы сосредоточиваемся на беседе с одним человеком в комнате, где разговаривает много людей.

Один из случаев слуховой группировки – соединение множества различных звуков, исходящих от одного музыкального инструмента, в целостное восприятие этого инструмента. Мы не слышим отдельных гармоник гобоя или трубы, мы слышим гобой или трубу целиком. Это тем более замечательно, если представить, как гобой и труба звучат одновременно. Наш мозг способен анализировать десятки различных частот, которые улавливают наши уши, и правильно их группировать. Мы и понятия не имеем о десятках эфемерных гармоник каждого инструмента и при этом не воспринимаем оркестр как единый гибридный инструмент. Наш мозг сам создает отдельные образы гобоя и трубы, а также их совместное звучание, и это составляет основу нашего понимания тембральных сочетаний в музыке. Вот о чем говорил Пирс, когда восхищался тембрами рок-музыки: электрический бас и электрогитара, играющие вместе, воспринимаются как два отдельных инструмента, однако вместе они создают новую звуковую комбинацию, которую можно услышать, обсудить и запомнить.

Наша слуховая система использует натуральный звукоряд для группировки звуков. Мозг человека эволюционировал в мире, где многие звуки, с которыми имел дело наш вид на протяжении десятков тысяч лет эволюционной истории, обладали общими акустическими свойствами, включая натуральный звукоряд, как мы его теперь понимаем. Благодаря этому процессу «бессознательного умозаключения» (как назвал его Гельмгольц) наш мозг предполагает крайне малую вероятность того, что мы слышим несколько различных источников звука, производящих последовательные компоненты натурального звукоряда. Гораздо правдоподобнее, с точки зрения нашего мозга, то, что эти компоненты исходят от одного и того же объекта. Такие бессознательные умозаключения под силу нам всем, даже тем, кто не распознает звук гобоя и не отличает его, скажем, от кларнета, или фагота, или даже скрипки. Как и люди, которые не знают названий нот в гамме, но способны различить, слышат они одинаковые ноты или разные, большинство из нас может определить, когда играют два разных инструмента, даже не зная их названий. То, как мы используем натуральный звукоряд для группировки звуков, во многом объясняет, почему мы слышим трубу, а не отдельные ее обертоны, которые улавливают наши уши, – они группируются, как травинки на газоне. Это также объясняет, как мы отличаем трубу от гобоя, когда они исполняют разные ноты: разные основные частоты создают разные обертоны, а мозг без особых усилий определяет, к какому инструменту какой из них относится, с помощью вычислительного процесса, напоминающего работу компьютера. Однако это не объясняет того, как мы отличаем трубу от гобоя в случае, если они играют одну и ту же ноту, потому что тогда обертоны у них очень близки по частоте (правда, различны по амплитуде, характерной для каждого инструмента). Для этого слуховая система опирается на принцип одновременного начала. Звуки, которые начинаются вместе – в один момент времени, воспринимаются как группа. Еще со времен Вильгельма Вундта, основавшего первую психологическую лабораторию в 1870-х годах, известно, что наша слуховая система чрезвычайно чувствительна к одновременным событиям и способна обнаруживать различия во времени начала тех или иных звуков с точностью до нескольких миллисекунд.

Таким образом, когда труба и гобой одновременно играют одну и ту же ноту, наша слуховая система способна вычислить, что звучат два разных инструмента, потому что весь спектр звуков одного из них стал слышен на несколько тысячных долей секунды раньше, чем звуковой спектр другого. Это как раз и есть процесс группировки, при котором звуки не только объединяются, но и разделяются на разные объекты.

Принцип одновременного начала можно рассматривать в более общем виде как принцип временнóго позиционирования. Мы группируем все звуки, которые оркестр производит в данный момент, отделяя их от тех, которые он произведет завтра вечером. Время тоже является фактором слуховой группировки. Тембр – еще один фактор, и именно из-за него так трудно отличить одну скрипку от нескольких, играющих одновременно. Правда, опытные дирижеры и музыканты этому учатся. Пространственное расположение – также принцип группировки, потому что наши уши склонны группировать звуки, исходящие из одного и того же места в пространстве. Мы не так чувствительны к расположению источника звука на оси, идущей снизу вверх, зато замечательно воспринимаем его расположение по оси, идущей слева направо, и примерно понимаем, насколько он далеко от нас. Наша слуховая система предполагает, что звуки, исходящие из одного места в пространстве, скорее всего, относятся к одному объекту. Это объясняет, почему мы можем относительно легко следить за разговором в комнате, полной народу: наш мозг использует сигналы пространственного расположения человека, с которым мы беседуем, чтобы отсеять чужие голоса. Помогает и то, что у этого человека свой уникальный тембр голоса, который также служит сигналом для группировки.

На группировку влияет и амплитуда. Звуки одной и той же громкости группируются, и благодаря этому мы можем слышать разные мелодии в дивертисментах Моцарта для деревянных духовых инструментов. Все тембры очень похожи, но некоторые играют громче других, создавая в нашем восприятии различные потоки, – словно мы взяли фильтр или сито и разделили звучание ансамбля на части по принципу того, в какой части шкалы громкости они играют.

Частота, или высота, звука – важный фундаментальный фактор в группировке. Если вы слышали какую-нибудь партиту Баха для флейты, то знаете, что иногда можно уловить моменты, когда некоторые флейты как бы «выпрыгивают» и отделяются друг от друга, особенно если флейтист исполняет быстрый пассаж, – это такой слуховой эквивалент картинок-головоломок из серии «Где Уолли?». Бах знал, что при большой разнице в частоте звуки отделяются друг от друга – они блокируют или подавляют процесс группировки, осуществляемый мозгом, – и включал в произведения скачки на большие интервалы, на чистую квинту или даже больше. Чередование высоких нот с последовательностью низких формирует отдельный поток и создает у аудитории иллюзию, что играют две флейты, когда в действительности звучит только одна. То же самое мы слышим во многих скрипичных сонатах Локателли. Исполнителям йодля удается достичь того же эффекта собственным голосом при помощи высоты звука и тембра. Когда мужчина, исполняющий йодль, переключается на фальцет, он создает сразу и отчетливо новый тембр, и большой скачок в высоте звука, из-за чего высокие ноты выделяются в отдельный поток в восприятии слушателя, создавая иллюзию того, что высокую и низкую партии исполняют два разных вокалиста.

Теперь мы знаем, что нейробиологические подсистемы для восприятия различных характеристик звука, которые я описал, разделяются еще на ранней стадии, на низких уровнях мозга. А значит, группировку осуществляют базовые механизмы, работающие довольно независимо друг от друга. Но также ясно и то, что эти характеристики работают друг на друга или, наоборот, друг против друга, сочетаясь по-разному. А еще мы знаем, что наш опыт и внимание влияют на группировку, а значит, какие-то части процесса группировки находятся под сознательным когнитивным контролем. Способы взаимодействия сознательных и бессознательных процессов, а также механизмы мозга, лежащие в их основе, по-прежнему не до конца изучены, однако за последние десять лет мы существенно приблизились к их пониманию. Мы наконец-то выяснили, какие именно области мозга участвуют в тех или иных процессах обработки музыки. Похоже, мы даже знаем, какая его часть определяет, на что мы обратим внимание.

Как формируются мысли? Хранятся ли воспоминания в какой-то конкретной части мозга? Почему некоторые песни иногда подолгу не выходят из головы? Получает ли наш мозг нездоровое наслаждение от того, что медленно сводит нас с ума бессмысленными рекламными джинглами? Эти и другие вопросы я рассмотрю в следующих главах.