1 Что такое музыка? От высоты звука к тембру
Что такое музыка? В сознании многих это творения великих мастеров: Бетховена, Дебюсси, Моцарта и т. д. Для других музыка – это Баста Раймс, Доктор Дре и Моби. В понимании одного из моих преподавателей по классу саксофона в музыкальном колледже Беркли – и легионов поклонников традиционного джаза – все, созданное до 1940-го или после 1960-го, не является музыкой вообще. В шестидесятые, годы моего детства, у меня были друзья, которые приходили ко мне домой послушать The Monkees, потому что родители запрещали им все, кроме классической музыки. Встречались и такие, кому разрешалось слушать и петь только религиозные гимны. Родители и тех и других страшились «опасных» ритмов рок-н-ролла. В 1965 году, когда Боб Дилан на Ньюпортском фолк-фестивале осмелился заиграть на электрогитаре, люди стали уходить, а многие из оставшихся освистали его. Католическая церковь запрещала полифоническую музыку (то есть такую, где несколько музыкальных партий звучат одновременно), опасаясь, что из-за нее люди усомнятся в единстве Господа. Еще церковь запретила увеличенную кварту – музыкальный интервал, например, между нотами си и фа-диез, также известный как тритон (в «Вестсайдской истории» Леонарда Бернстайна Тони поет имя Мария с этим интервалом). Увеличенная кварта казалась настолько диссонансной, что была признана творением Люцифера, и церковь назвала ее Diabolus in musica. Высота исполняемых звуков могла привести средневековую церковь в смятение. А Дилана освистали из-за тембра электрогитары. Африканские ритмы, таившиеся в рок-музыке, пугали белых родителей из пригородов – вероятно, они боялись, как бы те не ввергли их невинных детей в состояние транса, влияющее на сознание. Итак, что же такое ритм, высота звука и тембр? Это лишь способы описания технических аспектов песни или у них есть более глубокая нейробиологическая основа? Все ли они необходимы?
Музыка авангардных композиторов, таких как Франсис Домон, Робер Нормандо или Пьер Шеффер, расширяет границы того, что большинство из нас считает музыкой. Выходя за рамки мелодии и гармонии и даже освобождаясь от музыкальных инструментов, эти композиторы используют звуки окружающих нас объектов вроде отбойных молотков, поездов и водопадов. Авангардисты редактируют записи, экспериментируют с высотой нот и в конечном итоге создают звуковые коллажи с той же эмоциональной траекторией – переходами от напряжения к разрешению, что и у традиционной музыки. Такие композиторы подобны художникам, вышедшим за пределы репрезентативного и реалистического искусства: кубистам, дадаистам и многим другим, от Пикассо до Кандинского и Мондриана.
Какие важные принципы объединяют музыку Баха, Depeche Mode и Джона Кейджа? Что на самом базовом уровне отличает песню “What’s It Gonna Be?!” («Что же получится?!») Басты Раймса или Патетическую сонату Бетховена, скажем, от звуков, которые можно услышать, стоя посреди Таймс-сквер или где-нибудь в тропическом лесу? Как выразился композитор Эдгар Варез, «музыка – это организованный звук».
В своей книге я попробую взглянуть с позиции нейропсихологии на то, как музыка влияет на наш мозг, разум, мысли и дух. Но сначала полезно будет изучить, из чего она сделана. Каковы ее составные части? И как организовать их так, чтобы получилась музыка? Основными элементами любого звука являются громкость, высота, мелодический контур, длительность, ритм, темп, тембр, пространственное расположение и реверберация. Наш мозг упорядочивает эти базовые атрибуты восприятия в концепции более высокого уровня (подобно тому как художник располагает линии, чтобы получить определенные формы) – к ним относятся метр, гармония и мелодия. Когда мы слушаем музыку, на самом деле мы воспринимаем множество таких атрибутов, или «измерений».
Прежде чем перейти к процессам, происходящим в мозге, я хотел бы дать определение музыкальным терминам, вкратце рассмотреть основные понятия в теории музыки и проиллюстрировать их примерами (музыканты могут бегло пролистать или вообще пропустить главу). И для начала вот вам краткий конспект с основными терминами.
● Высота звука – это чисто психологический конструкт, связанный как с фактической частотой колебания, так и с относительным положением ноты на нотном стане. Понятие о высоте дает ответ на вопрос: «Что за нота сейчас звучит?» (например: «Это до-диез»). О частоте звука и нотном стане я скажу чуть ниже. Если трубач сыграет на своем инструменте один-единственный звук, то получится определенная нота, или с научной точки зрения определенный тон. Эти два термина – тон и нота – обозначают одну и ту же абстрактную сущность, и мы с вами в основном будем называть тоном и нотой то, что слышим, и только нотой – то, что пишем на нотном стане. В детских песенках “Mary Had a Little Lamb” («У Мэри был маленький ягненок») и “Are You Sleeping?” («Спишь ли ты?») первые семь нот отличаются только высотой, а ритм там одинаковый. Это показывает, что мы определяем мелодию или песню как раз по высоте ее нот – одной из основных составляющих музыкального звука.
● Ритм определяет длительность нот и то, как они соединяются в такты. Например, в песенке “Alphabet Song” («Английский алфавит») и точно так же в песне “Twinkle, Twinkle Little Star” («Сияй, сияй, звездочка») первые шесть нот мелодии одинаковы по длительности, на них приходятся буквы A, B, C, D, E и F, а нота для буквы G тянется в два раза дольше. Затем мы возвращаемся к прежней длительности, пропеваем ноты для букв H, I, J и K, а следующие четыре буквы поются нотами вдвое меньшей длительности, то есть в два раза быстрее: L, M, N, O, – а потом мы снова как бы останавливаемся на букве P (из-за чего многие поколения школьников первые несколько месяцев думают, что в английском алфавите есть буква «элэмэноу»). В песне “Barbara Ann” («Барбара Энн») группы The Beach Boys первые семь нот поются на одной и той же высоте, меняется только ритм. Кстати, следующие семь нот мелодии тоже поются на одной высоте, а к партии Дина Торренса (из дуэта Jan & Dean) присоединяются другие голоса, гармонично исполняющие другие ноты. У The Beatles тоже есть несколько песен, где высота тона остается постоянной, но на нескольких нотах меняется ритм: это первые четыре ноты песни “Come Together” («Соберемся»), шесть нот песни “Hard Day’s Night” («Вечер трудного дня») после фразы «It’s been a…» и первые шесть нот песни “Something” («Что-то»).
● Темп определяет общую скорость произведения. Когда вы притопываете, танцуете или шагаете под музыку, темп – это то, насколько быстро или медленно вы выполняете движения.
● Мелодический контур – это общий ход мелодии вверх и вниз, последовательность повышений и понижений тона (без учета того, насколько именно он повышается или понижается).
● Тембр определяет различие между инструментами, например между трубой и фортепиано, когда на них исполняют одну и ту же ноту. Это своего рода тональный окрас, который отчасти создают обертоны от колебаний инструмента (подробнее о них я расскажу ниже). По тембру могут отличаться и звуки одного и того же инструмента в разных частях его диапазона: скажем, теплый бархатный звук трубы на низких нотах и тонкий пронзительный – на самой высокой.
● Громкость – чисто психологический конструкт, который описывает (причем нелинейно и не до конца понятным образом), как много энергии производит инструмент во время игры, то есть сколько воздуха он колеблет, – специалист по акустике назвал бы это амплитудой тона.
● Реверберация характеризует наше восприятие того, насколько далеко от нас находится источник звука и какова величина комнаты или зала. Непрофессионалы чаще называют это явление эхом или отражением звука. По реверберации отличаются, например, исполнение музыки в большом концертном зале и пение в дýше. Значение реверберации в передаче эмоций и создании приятного впечатления от музыки, как правило, недооценивают.
Психофизики – ученые, которые исследуют способы взаимодействия мозга с физическим миром, – показали, что все эти свойства звука разделяемы. Любое из них в музыке меняется независимо от других, а значит, восприятие каждого можно изучить отдельно. Я способен изменить в песне высоту тона, не меняя при этом ритма, или исполнить мелодию на другом инструменте – тогда тембр будет другим, а длительность и высота нот останутся прежними. Музыка отличается от случайного или неупорядоченного набора звуков тем, как сочетаются эти фундаментальные свойства и какие отношения формируются между ними. Когда они объединяются и образуют значимые связи друг с другом, рождаются понятия более высокого порядка, такие как метр, тональность и гармония.
● Понятие о метре формируется в нашем мозгу, когда он извлекает из музыки информацию о ритме и громкости звуков, а также о том, какой ритмический рисунок они образуют во времени. Метр вальса объединяет звуки по три, а метр марша – по два или по четыре.
● Тональность описывает иерархию тонов по их значению для каждого музыкального произведения. Эта иерархия существует только в нашем сознании как одна из функций восприятия наряду с понятием о музыкальных стилях и идиомах, а также с ментальными схемами, которые мы развиваем в себе для восприятия музыки.
● Мелодия – это главная тема музыкального произведения, та его часть, которой мы подпеваем, та последовательность тонов, которая наиболее четко воспринимается сознанием. Понятие мелодии различно в разных жанрах. В рок-музыке обычно есть мелодия куплета и мелодия припева, и куплеты отделяются друг от друга сменой стихов, а иногда и инструментовки. В классической музыке мелодия служит композитору отправной точкой для создания вариаций, и на протяжении всего произведения одна и та же мелодия может использоваться в разных формах.
● Гармония определяет отношения разных тонов по высоте, а также контексты, которые эти тона задают, и в конечном итоге рождает у слушателя ожидания относительно того, куда произведение пойдет дальше, чем оно разрешится, – умелый композитор либо оправдывает, либо обманывает эти ожидания в художественных и выразительных целях. Гармония может определять отношение параллельной мелодии к основной (например, когда вокалисты поют на два голоса), а также последовательность аккордов – сочетаний нот, образующих контекст и фон для мелодии.
Все эти понятия мы еще рассмотрим подробнее.
Идея объединения простых элементов для создания искусства и понимание важности отношений между ними существуют и в изобразительном искусстве, и в танце. К основным элементам зрительного восприятия относятся цвет (который сам по себе можно разложить на три измерения: оттенок, насыщенность и светлота), яркость, расположение в пространстве, текстура и форма. Но картина – это нечто большее, чем набор расположенных в разных местах линий или красное пятно с одной стороны и синее – с другой. То, что превращает набор линий и цветов в искусство, – это взаимосвязь между ними, это то, как один цвет или форма перекликается с другим цветом или формой в другой части холста. Мазки краски и линии превращаются в искусство, когда форму и траекторию движения нашего взгляда по холсту задает сочетание элементов восприятия более низкого уровня. Когда они сочетаются гармонично, то порождают перспективу, передний и задний планы, а в конечном счете эмоции и другие атрибуты эстетического восприятия. Точно так же танец – это не просто бушующее море случайных движений тела; их связь друг с другом как раз и есть то, что создает целостность, согласованность и единство, которые мозг обрабатывает на более высоком уровне. И, как и в изобразительном искусстве, в музыке важно не только то, какие ноты звучат, но и то, какие не звучат. Майлз Дэвис привел прекрасное сравнение своей импровизационной техники с работой Пикассо: самым важным аспектом их искусства, по мнению обоих творцов, служат не сами объекты, а пространство между ними. Майлз считал важнейшей частью своих сольных партий пустое пространство между нотами, заполняющий его «воздух». Отличительная черта гения Дэвиса состоит в том, чтобы точно знать, когда именно сыграть следующую ноту, и дать слушателю время насладиться предвкушением. Это особенно заметно в его альбоме Kind of Blue («Что-то вроде грусти»).
Такие слова, как диатоника, каденция или даже тональность и высота звука, создают для немузыкантов лишние барьеры в восприятии. Музыканты и критики словно прячутся за завесой претенциозных технических терминов. Сколько раз вам доводилось читать отзыв о концерте в газете и ловить себя на том, что вы не имеете ни малейшего представления о том, что там написано? «Ее устойчивую апподжиатуру испортила неспособность завершить руладу». Или: «Поверить не могу, что они перешли в до-диез минор! Какая нелепость!» Что нам действительно хочется знать, так это то, была ли музыка исполнена достаточно трогательно и удалось ли солистке вжиться в роль, когда она исполняла партию. Возможно, вам захочется, чтобы рецензент сравнил сегодняшнее исполнение концерта со вчерашним или с тем, как то же произведение играл другой ансамбль. Обычно нас интересует сама музыка, а не технические приемы, которые в ней использовались. Нам бы вряд ли понравилось, если бы ресторанный критик стал рассуждать о том, при какой температуре шеф-повар наливает лимонный сок в голландский соус, или если бы кинокритик говорил об апертуре объектива, использованного оператором. В музыке такое тоже неуместно.
Кроме того, люди, исследующие музыку, даже музыковеды и ученые, расходятся во мнениях относительно того, что подразумевается под некоторыми из этих терминов. Например, словом «тембр» мы обозначаем общее звучание, или тональный окрас, инструмента – неопределенный признак, благодаря которому мы отличаем трубу от кларнета, когда они играют одну и ту же ноту, или свой голос от голоса Брэда Питта, произносящего те же слова. Однако научное сообщество, так и не сумев прийти к согласию в этом вопросе, в итоге приняло необычное решение – сдаться и определить, чем тембр не является. (Официальное определение, данное Американским акустическим обществом, состоит в том, что тембр – характеристика звука, не связанная с его громкостью и высотой. Вот вам и научная точность!)
Что такое высота звука и откуда она берется? Попытки ответить на этот вопрос породили сотни научных статей и экспериментов. Почти каждый из нас, даже не имея музыкального образования, способен определить, когда вокалистка фальшивит. Может, мы и не скажем, завышает она или занижает и на сколько, но с пяти лет у большинства людей развивается умение точно распознавать звуки, которые не попадают в ноту, и различать интонации обвинения и вопроса (в английском языке для вопроса характерно повышение тона, а для обвинения – ровный тон или нисходящая интонация). Это происходит благодаря воздействию на нас музыки и физики звука. То, что мы называем высотой, связано с частотой, или скоростью, колебаний струны, воздушного столба или другого физического источника звука. Если струна колеблется так, что совершает движения туда и обратно 60 раз за одну секунду, то частота ее колебаний равна 60 циклам в секунду – их обычно называют герцами, сокращенно Гц, в честь Генриха Герца, немецкого физика, которому первым удалось осуществить передачу радиоволн. Говорят, он был теоретиком до мозга костей, и, когда его спросили, какое практическое применение могут иметь радиоволны, он якобы пожал плечами и ответил: «Никакого». Если бы вы попытались сымитировать звук пожарной сирены, ваш голос то и дело менял бы высоту звука, или частоту колебаний (благодаря изменению напряжения голосовых связок), от высоких звуков к низким и обратно.
Клавиши в левой части фортепианной клавиатуры задействуют молоточки, ударяющие по более длинным и толстым струнам, которые колеблются относительно медленно. Клавиши в правой части связаны с молоточками, которые бьют по более коротким и тонким струнам – они колеблются с большей частотой. Вибрирующая струна смещает молекулы воздуха, и те начинают колебаться с той же частотой, что и струна. Колеблющиеся молекулы воздуха достигают барабанной перепонки и заставляют ее колебаться с той же частотой. Вся информация, которую получает наш мозг о высоте звука, заключается в частоте колебаний барабанной перепонки. Наше внутреннее ухо и мозг анализируют ее движение и определяют, какие колебания во внешнем мире стали причиной этого. Я упомянул лишь колебания воздуха, но на самом деле колеблются и другие молекулы – мы можем услышать музыку под водой и в иных жидкостях, если их молекулы колеблются. А в вакууме, где нет вещества, нет и звука. (В следующий раз, когда вы будете смотреть Star Trek («Звездный путь»), обратите внимание на рев двигателей в открытом космосе, – это отличный повод написать создателям игры «Трекки Тривиа», основанной на каверзных вопросах о сериале.)
Мы условились называть звуки, которые возникают при нажатии клавиш в левой части клавиатуры, низкими, а звуки в правой части клавиатуры – высокими. То есть низкие звуки – это колебания с меньшей частотой, как, например, лай большой собаки. А звуки, которые мы считаем высокими, – это колебания с большей частотой, как, скажем, тявканье маленькой собачки. Однако сами термины «высокий» и «низкий» культурно относительны: греки описывали высоту звуков наоборот, потому что изготавливали инструменты, в которых звучащие элементы располагались вертикально. Более короткие струны и органные трубы были ниже, поэтому ноты, которые на них исполняются, называли низкими (они и физически находятся ниже), а более длинные струны и трубы тянулись ввысь к Зевсу и Аполлону, потому их ноты называли высокими. «Низкие» и «высокие» звуки, так же как «левая» и «правая» рука, по сути, произвольные термины, которые нужно просто запомнить. Кое-кто утверждает, что «высокие» и «низкие» звуки – это лишь интуитивно данные ярлыки, и отмечают, что звуки, которые мы называем высокими, издают птицы высоко на дереве или в небе, а звуки, которые считаем низкими, – крупные млекопитающие вроде медведей, а еще их можно услышать во время землетрясения. Однако этот аргумент недостаточно убедителен, так как низкие звуки иногда раздаются и сверху (вспомните раскаты грома), а высокие – снизу (вспомните сверчков, белок, шуршание листьев под ногами).
В качестве первого определения высоты звука возьмем то, что главным образом отличает звук при нажатии на одну клавишу фортепиано от звука при нажатии на другую.
Внутри инструмента молоточек бьет по одной или нескольким струнам. Удар по струне смещает ее, немного растягивая, и благодаря упругости она стремится вернуться в исходное положение. Однако при этом она смещается в противоположном направлении дальше исходного положения, а затем возвращается, и так снова и снова – иначе говоря, она колеблется из стороны в сторону. С каждым колебанием она отклоняется на все меньшее расстояние и в конце концов перестает двигаться. Вот почему звук, который мы слышим, когда нажимаем на клавишу фортепиано, становится все тише, пока не затихнет вовсе. Расстояние, которое струна преодолевает при каждом колебании, наш мозг преобразует в громкость, а скорость, или частоту, колебаний – в высоту звука. Чем большее расстояние преодолевает струна, тем громче кажется нам звук. Когда она почти не движется, звук едва различим. На первый взгляд это кажется нелогичным, но пройденное струной расстояние и скорость колебаний не зависят друг от друга. Струна может колебаться очень быстро, а расстояние проходить и большое, и маленькое. Амплитуда ее движения связана с тем, как сильно мы ударяем по струне, – и это соответствует интуитивному пониманию, что более сильный удар производит более громкий звук. Частота колебаний струны зависит в основном от ее размера и натяжения, а не от того, с какой силой по ней ударить.
Похоже, придется сказать, что высота звука – то же, что и частота колебаний молекул воздуха. Это почти правда. Как мы увидим позднее, восприятие физического мира через призму разума редко бывает настолько простым. Однако у большинства музыкальных звуков высота и частота тесно связаны.
Термин «высота звука» относится к имеющейся у организма мысленной репрезентации фундаментального свойства – частоты. То есть высота звука – это чисто психологический феномен, связанный с частотой колебаний молекул воздуха. Говоря «психологический», я имею в виду, что он сформирован исключительно у нас в голове, а не во внешнем мире. Это конечный продукт цепочки когнитивных событий, которые породили полностью субъективное внутреннее представление. Звуковые волны – колебание молекул воздуха с разной частотой – сами по себе высоты не имеют. Их движение можно измерить, но для сопоставления колебаний с тем внутренним качеством, которое мы считаем высотой звука, потребуется мозг человека (или животного).
Подобным образом мы воспринимаем и цвет, и первым это понял Исаак Ньютон. (Ньютон известен тем, что открыл закон всемирного тяготения и одновременно с Лейбницем разработал дифференциальное и интегральное исчисление. Как и Эйнштейн, Ньютон не очень-то хорошо учился, и преподаватели часто жаловались на его невнимательность.) Он первым указал на то, что цвет формируется в мозге, написав: «Световые волны сами по себе не имеют цвета».
Со времен тех открытий мы узнали, что световые волны характеризуются различными частотами колебаний, и когда они попадают на сетчатку глаза наблюдателя, то запускают цепь нейрохимических реакций, конечным продуктом которых является внутреннее изображение, созданное мозгом, – мы называем его цветом. Суть здесь в следующем: то, что мы воспринимаем как цвет, не состоит из этого цвета. Яблоко может казаться красным, но сами его атомы вовсе не красные. А тепловые волны не состоят из крошечных горячих частиц, как отмечает философ Дэниел Деннет.
У пудинга есть определенный вкус только тогда, когда я кладу его в рот и он соприкасается с моим языком. Пока он стоит в холодильнике, у него нет ни вкуса, ни аромата – лишь потенциал. И стены моей кухни перестают быть белыми, когда я ухожу. Конечно, на них по-прежнему есть краска, но сам цвет возникает только тогда, когда отраженные световые лучи попадают в мои глаза.
Звуковые волны воздействуют на барабанную перепонку и ушную раковину (хрящевую часть уха), запуская цепочку механических и нейрохимических реакций, конечным продуктом которых является внутренний образ – его мы называем высотой звука. Если в лесу упадет дерево, но никто не услышит, то будет ли звук? (Впервые этот вопрос задал ирландский философ Джордж Беркли.) Простой ответ: нет, потому что звук – внутренний образ, созданный мозгом в ответ на колебания молекул. Точно так же не может быть и высоты звука, если его не услышит ни человек, ни животное. Соответствующий измерительный прибор способен зарегистрировать частоту колебаний, созданную падением дерева, но это еще не высота звука, по крайней мере до тех пор, пока его кто-нибудь не услышит.
Ни одно животное не способно воспринимать высоту звука на всех существующих частотах, а цвета, которые мы видим, являются лишь небольшой частью электромагнитного спектра. Теоретически звук можно услышать при колебаниях от 0 до 100 000 циклов в секунду и даже более, но каждое животное воспринимает лишь ограниченный диапазон звуков. Люди, не страдающие потерей слуха, обычно способны слышать колебания от 20 до 20 000 Гц. Звуки в нижней части диапазона частот ближе к слабому гулу – нечто подобное мы слышим, когда за окном проезжает грузовик (его двигатель производит звук на частоте около 20 Гц) или навороченный автомобиль с кастомной звуковой системой и мощными сабвуферами, работающими на большой громкости. Некоторые частоты – ниже 20 Гц – не слышны человеческому уху, оно физиологически их не воспринимает. Биты в песнях Фифти-Сента “In da Club” («В клубе») и “Express Yourself” («Выражай себя») группы N.W.A. расположены в нижней части доступного нам диапазона. В конце песни “A Day in Life” («День из жизни») в альбоме Sgt. Pepper’s Lonely Hearts Club Band («Оркестр клуба одиноких сердец сержанта Пеппера») The Beatles есть несколько секунд звука на частоте 15 кГц, который не слышит большинство людей старше 40 лет! (Если The Beatles считали, что не стоит доверять людям за сорок, возможно, это был такой своеобразный отсев, но говорят, что Леннон просто хотел взбодрить соседских собак.)
Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от 20 до 20 000 Гц, но не все они музыкальны, и мы не способны однозначно присвоить многим из них ту или иную высоту. Аналогичным образом цветам в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра мы не можем дать четкого определения – в отличие от цветов, расположенных ближе к его середине. Рисунок выше иллюстрирует диапазоны музыкальных инструментов. Частота среднестатистического мужского голоса при разговоре – около 110 Гц, а женского – около 220 Гц. Гул люминесцентных ламп или неисправной проводки имеет частоту 60 Гц (это в Северной Америке, а в странах с другим стандартом напряжения, например в европейских, – около 50 Гц). Высокий звук голоса, которым певица разбивает бокал, может достигать частоты в 1000 Гц. Бокал трескается, потому что у него, как и у всех физических объектов, есть естественная частота колебаний. Соответствующий звук можно услышать, если слегка стукнуть пальцем по стенке бокала, а если он из хрусталя, то поводить по кромке мокрым пальцем. Когда голос певицы попадает в эту частоту, молекулы вещества, из которого сделан бокал, начинают колебаться, связи между ними становятся слабее – и бокал разбивается.
У стандартного фортепиано 88 клавиш. В редких случаях у него есть несколько дополнительных клавиш внизу, а у электронных пианино, органов и синтезаторов бывает по 20 или 24 клавиши, но это особые случаи. Самая низкая нота на стандартном фортепиано имеет частоту 27,5 Гц. Интересно, что примерно та же частота смены кадров представляет важный порог в зрительном восприятии. Если менять фотографии с такой скоростью, возникнет иллюзия движения. Кинофильм – это последовательность неподвижных изображений, которые показываются со скоростью 24 кадра в секунду, что превышает скорость восприятия зрительной системы человека. В 35-миллиметровом пленочном проекторе каждое изображение показывается на экране примерно в течение 1/48 секунды, а затем идет черный кадр той же длительности, поскольку между изображениями объектив закрывается. Мы воспринимаем происходящее на экране как плавное непрерывное движение, когда на самом деле нам ничего подобного не показывают. (В старых фильмах можно заметить мерцание, потому что изображения там менялись со скоростью 16–18 кадров в секунду – это ниже нашего порога восприятия, и потому мы замечаем разрывы.) Когда молекулы колеблются примерно с той же скоростью, мы слышим плавный непрерывный звук. Если в детстве вы вставляли игральные карты в спицы велосипедного колеса, то вот вам иллюстрация этого принципа: если колесо вращается медленно, вы слышите отдельные щелчки карты по каждой спице. А если разогнать его до определенной скорости, то щелчки сольются в один звук – непрерывное жужжание, которому можно подпевать, потому что у него есть определенная музыкальная высота.
Если сыграть на фортепиано самую низкую ноту, воздух будет колебаться с частотой 27,5 Гц, и большинство людей не услышит в звуке определенной музыкальной высоты – она проявляется ближе к середине клавиатуры. Многие не могут точно определить высоту самых низких и самых высоких нот на фортепианной клавиатуре. Композиторы это знают и либо используют такие ноты, либо избегают их в зависимости от того, чего пытаются достичь с точки зрения композиции и эмоциональной окраски произведения. Звуки с частотой выше самой высокой ноты на клавиатуре фортепиано, примерно от 6000 Гц, кажутся тонким свистом. Звуки выше 20 000 Гц многие люди вообще не слышат, а к 60 годам большинство уже не воспринимает колебания, частота которых превышает 15 000 Гц, из-за того что волосковые клетки во внутреннем ухе с возрастом становятся жестче. Так что, когда мы говорим о музыкальном диапазоне или о той части фортепианной клавиатуры, где мы лучше всего различаем высоту звука, мы имеем в виду примерно 3/4 всех нот, которые можно сыграть на фортепиано, – они имеют частоту примерно от 55 до 2000 Гц.
Высота звука – одно из основных средств для выражения музыкальной эмоции. Передать настроение, волнение, спокойствие, создать романтичное или тревожное чувство можно по-разному, но именно высота звука является решающим фактором. Всего одна высокая нота способна выразить беспокойство, а одна низкая – печаль. Из нескольких нот создаются еще более мощные музыкальные высказывания со множеством нюансов.
Мелодия определяется сочетанием и соотношением нот во времени. Большинство людей без труда распознают знакомую мелодию, даже если сыграть ее в более высокой или более низкой тональности. На самом деле у многих мелодий нет единственно верной начальной высоты – они свободно плавают в пространстве, и начать их можно с любого места. Песенка “Happy Birthday” («C днем рождения») – один из таких примеров. Мелодию можно рассматривать как абстрактный прототип, получающийся при определенном сочетании тональности, темпа, инструментовки и т. д. Когнитивный психолог сказал бы, что мелодия – это слуховой объект, который сохраняет свою идентичность, несмотря на изменения, подобно тому как сохраняет свою идентичность стул, когда его переставили в другую часть комнаты, перевернули или покрасили в красный цвет. Поэтому, если вы услышите знакомую песню на большей громкости, чем раньше, вы все равно узнаете ее и определите как ту же самую песню. То же относится и к изменению абсолютного значения высоты звука, если относительные интервалы между нотами в мелодии остаются прежними.
Понятие относительного значения высоты звука легко проиллюстрировать на примере того, как мы говорим. Когда вы спрашиваете кого-то, естественный тон вашего голоса повышается в конце предложения, сигнализируя о том, что это вопрос. Однако вы не пытаетесь соблюсти какую-то определенную высоту звука. Достаточно того, что тон в конце предложения выше, чем в начале. По крайней мере, так устроена вопросительная интонация в английском языке (в других языках интонационные конструкции могут быть иными, их нужно учить). В лингвистике это явление относят к просодическим средствам. Подобные общепринятые конструкции существуют и в музыке, написанной в западной традиции. Некоторые последовательности высот вызывают ощущение спокойствия, другие – возбуждения. Медленное, преимущественно ступенчатое нисходящее движение мелодии в композиции «Утро» из Сюиты № 1 Эдварда Грига к пьесе «Пер Гюнт» передает умиротворенность, а в «Танце Анитры» из той же сюиты хроматическое восходящее движение (со случайными и игриво нисходящими интервалами при общем повышении тона) создает ощущение большего действия. Восприятие этих ощущений мозгом основано на обучении, подобно тому как нам приходится запоминать, что повышение интонации означает вопрос. Мы все обладаем врожденной способностью усваивать языковые и эстетические особенности той культуры, в которой родились, а опыт взаимодействия с музыкой этой культуры формирует наши нейрональные связи таким образом, что в итоге мы запоминаем набор правил, общих для данной музыкальной традиции.
У разных инструментов разный диапазон доступной высоты звука. У фортепиано самый широкий диапазон по сравнению с другими инструментами, как мы уже видели на рисунке. Каждый из оставшихся инструментов охватывает определенное подмножество доступных нот, и это определяет выбор инструментов для передачи эмоций. Флейта-пикколо, с высоким пронзительным звуком, близким к голосу птицы, обычно вызывает легкое, радостное настроение, независимо от того, какие ноты на ней играют. Композиторы часто используют пикколо для создания веселой или воодушевляющей музыки, например, Джон Суза задействовал этот инструмент в своих маршах. Точно так же в сказке «Петя и Волк» Прокофьев с помощью флейты окрашивает персонаж птички, а валторной обозначает появление волка. Индивидуальный характер персонажей выражается в тембре различных инструментов, и у каждого из них свой лейтмотив – мелодическая фраза или фигура, сопровождающая появление идеи, персонажа или ситуации. (Особенно это касается вагнеровской музыкальной драмы.) Если композитор предпочитает грустные мелодии, он добавит партию для пикколо в свое произведение разве что ради иронии. Низкие, глубокие звуки тубы или контрабаса часто используются для передачи ощущения торжественности, весомости, силы притяжения.
Сколько всего значений у высоты звука? По сути, она представляет собой колебания молекул, а значит, технически значений может быть бесконечное множество. Назовите любую пару частот, и я высчитаю среднее значение между ними – звук с таким значением высоты теоретически может существовать. Однако не любое изменение частоты заметно изменит высоту звука, подобно тому как попавшая в рюкзак песчинка не сделает его заметно тяжелее. И не любые изменения частоты работают в музыке. Люди неодинаково восприимчивы к небольшим ее перепадам. Обучение развивает слух, но, вообще говоря, в большинстве культур интервалы существенно меньше полутона не используются в качестве основы для музыки, и лишь немногие слушатели способны точно уловить изменения высоты менее чем в 1/10 полутона.
Способность различать высоту звуков основана на физиологии и варьирует у разных животных. Как вообще получилось, что мы, люди, различаем ее? В базилярной мембране внутреннего уха есть волосковые клетки, чувствительные к колебаниям, и они реагируют на определенный диапазон частот. Они протянуты по всей мембране. Низкочастотные звуки возбуждают волосковые клетки на одном конце базилярной мембраны, звуки из среднего диапазона частот – в середине, а высокочастотные звуки – на другом ее конце. Можно представить, что на мембране есть карта различных высот, очень напоминающая клавиатуру фортепиано. Так как тоны распределены по всей поверхности мембраны, эта карта называется тонотипической.
Когда звук попадает в ухо, он проходит через базилярную мембрану, где в зависимости от его частоты активируются определенные волосковые клетки. Мембрана работает подобно фонарю с детектором движения, какие иногда устанавливают в садах. Определенная ее часть активируется и передает электрический сигнал в слуховую зону коры головного мозга. У той тоже есть тонотопическая карта – тоны располагаются на поверхности коры от низких к высоким, то есть разные области мозга реагируют на разные высоты. Высота звука настолько важна, что мозг представляет ее непосредственно. В отличие от большинства остальных характеристик звука, его высоту мы можем определить напрямую: введя в мозг человека электроды, мы могли бы понять, какой тон он слышит, наблюдая только за активностью мозга. Несмотря на то что музыка основана на соотношении тонов, а не на абсолютном значении высоты, парадоксальным образом именно на эти абсолютные значения мозг реагирует на всех стадиях обработки звуковой информации.
Непосредственное восприятие высоты звука настолько важно, что стоит это повторить. Если я вживлю электроды в зрительную кору вашего мозга (расположенную в его затылочной части и отвечающую за зрение), а потом покажу вам красный помидор, то ни одна группа нейронов не заставит соответствующие электроды покраснеть. А если я расположу электроды в вашей слуховой коре и сыграю чистую ноту с частотой 440 Гц, то у вас активируются нейроны, которые разряжаются именно с этой частотой, и электрод получит и передаст электрический сигнал с частотой 440 Гц. Можно сказать, в ухо влетело, из мозга вылетело!
Музыкальная гамма – лишь подмножество теоретически бесконечной последовательности значений высоты звука, и каждая культура обращается с ней или на основе исторической традиции, или несколько произвольно. Избранные тоны провозглашаются частью музыкальной системы. Названия нот можно увидеть на клавишах на рисунке. Сами эти названия – «ля», «си»[4], «до» (или «A», «B», «C») и т. д. – произвольные обозначения, которые мы ассоциируем с определенными частотами. В западной музыке, то есть музыке европейской традиции, существуют только «принятые» ноты. Большинство инструментов предназначены для воспроизведения исключительно этих звуков, а не других. (Инструменты вроде тромбона и виолончели – исключение, на них можно сыграть звуки, расположенные между нотами. Тромбонисты, виолончелисты, скрипачи и т. д. немало времени тратят на то, чтобы научиться различать на слух и точно воспроизводить те частоты, которые попадают в «принятые» ноты.) Промежуточные звуки считаются ошибочными («не попал в ноту»), если не используются для выразительности (когда краткий «фальшивый звук» воспроизводится намеренно для создания эмоционального напряжения) или при переходе от одной «принятой» ноты к другой.
Настройка инструмента предполагает точное совпадение исполняемой ноты со стандартом (камертоном, тюнером) или определенное отношение между двумя и более исполняемыми нотами. Музыканты в оркестре настраиваются перед выступлением, синхронизируя свои инструменты (которые естественным образом расстраиваются, потому что дерево, металл, струны и другие материалы расширяются или сжимаются при изменении температуры и влажности) со стандартной частотой, а иногда друг с другом. Опытные музыканты нередко изменяют частоту тонов во время игры для большей выразительности (конечно, так не делают с инструментами, у которых высота фиксированная, например с клавишными и ксилофонами). Умело сыгранная нота, звучащая чуть выше или ниже своей номинальной высоты, позволяет передать определенные эмоции. Опытные музыканты, которые вместе играют в ансамбле, тоже меняют высоту тона своих инструментов, чтобы те звучали гармоничнее с остальными, если один или несколько их коллег отойдут от стандартной настройки во время исполнения.
В западной музыке ноты обозначаются латинскими буквами от A до G либо названиями до – ре – ми – фа – соль – ля – си. Эту систему обыграли Роджерс и Хаммерстайн в песне «До-ре-ми» из мюзикла The Sound of Music («Звуки музыки»): «До – воробушка гнездо, ре – деревья во дворе…» Ноты расположены по возрастанию частоты звука: у ре частота больше, чем у до (то есть нота ре выше, чем до), у ми частота больше, чем у до и ре. После си снова идет нота до, но уже следующей октавы и т. д. Ноты соседних октав с одним и тем же названием отличаются друг от друга по частоте в два раза. У одной из нот с названием ля частота 110 Гц. Нота с частотой в два раза меньше – 55 Гц – тоже называется ля, и нота с частотой в два раза больше – 220 Гц – тоже ля. Если дальше удваивать значение, мы получим ноты ля с частотой 440 Гц, 880 Гц, 1760 Гц и т. д.