Гитарная струна колеблется, скажем, 400 раз в секунду, вызывая движение молекул воздуха, и возникает звуковая волна, которая распространяется все дальше. Колеблющаяся на расстоянии, предположим, десяти метров гитарная струна производит волну достаточной силы, чтобы ее восприняло человеческое ухо.
Звуковая волна может распространяться лишь в том случае, если между источником и приемником звука существует материальная среда, передающая колебания, — воздух, вода или твердое тело (при землетрясениях). Так что не верьте, когда в каком-нибудь научно-фантастическом фильме увидите, как подбитый вражеской ракетой космический корабль, взрываясь, производит неимоверный шум.
На нашу барабанную перепонку постоянно действует давление воздуха. Это единственный параметр, изменяющийся во времени. Потому, если в десяти метрах от нас играет гитарист, сосед справа громко сопит носом, а по улице проезжает трамвай, все исходящие от них звуковые волны сливаются в одну. Но при этом мы в состоянии без труда различить каждый звук. Такое становится возможным в результате сложнейших процессов, сравнимых с разделением готового теста на исходные компоненты — яйца, молоко и муку.
Распознавать еще более слабые сигналы не имеет смысла, это означало бы слышать шелест при движении молекул. То есть, как видим, чувствительность уха отрегулирована идеально.
Самый громкий звук, который мы в состоянии воспринять без ущерба для нашего слуха, производит давление в 100 паскалей. Эта величина в пять миллионов раз превышает порог слуховой чувствительности. В технике громкость звука измеряется в децибеллах (дБ) — при усилении громкости на 10 децибелл давление звуковой волны возрастает втрое. Порог слуховой чувствительности лежит, таким образом, на уровне 0 дБ, а болевой порог — на уровне 134 дБ.
На сегодняшний день таким диапазоном не обладает ни одна воспроизводящая звук техника, поэтому грампластинка или лазерный диск не в состоянии заменить живое исполнение, когда музыкант полностью использует возможности своего инструмента.
Субъективное восприятие громкости звука зависит от количества возбужденных звуковой волной рецепторов. Подвергаясь в течение длительного времени воздействию громкого звука, они делаются менее восприимчивы и восстанавливают свою чувствительность только после некоторой паузы. Поэтому отдельные кратковременные импульсы громкого звука раздражают сильнее, чем непрерывный шум.
Музыкальные и немузыкальные звуки
Высота звука определяется частотой периодических колебаний соответствующей звуковой волны, но взаимосвязь эта не столь однозначна.
Шумовой сигнал — скажем, шорох листвы в лесу или звук морского прибоя — не имеет высоты. Мы не воспринимаем его в качестве музыки. В нем перемешаны множество звуковых волн различных частот, и выделить какую-либо закономерность невозможно. Это явление называют «Белый шум», и его примером принято считать шум водопада, но в чистом виде он в природе не встречается.
В современной поп- и техно-музыке очень часто используется шум. Экспериментальная музыкальная группа «Einsturzende Neubauten» использует для производства звуков самые разнообразные предметы, а гамбургские музыканты Христиан фон Рихтгофен и Кристиан Бадер в шоу «AutoAuto» разбирают на запчасти автомобиль среднего класса. «У автомобиля, — утверждает Рихтгофен, — много прекрасно звучащих поверхностей: капот, облицовка радиатора, дверные ручки, ветровое стекло — такого разнообразия звуков не в состоянии обеспечить ни один ударный инструмент». Лучше всего, между прочим, звук у «Опеля Кадет».
Такого рода эксперименты доказывают: различать шум и музыку только на основе физико-технических характеристик невозможно. Музыка — это «упорядоченный звук», — как говорит композитор Эдгар Варез, и для ее создания можно использовать любой предмет. Музыкант-ударник, играющий на установке, редко ее настраивает, и его мало интересует, в какой тональности написана вещь, в исполнении которой он участвует. Правда, если большому барабану предстоит солировать, его настраивают. А вот малому барабану или тарелкам высота звука, напротив, не важна.
А как же «нормальные» инструменты? Даже если речь идет о фортепиано, флейтах, скрипках или трубах, приходиться констатировать: высота звука субъективно фиксируется головным мозгом. Причина тому — самый «чистейший» звук этих инструментов содержит в себе колебания нескольких частот, правда, в отличие от шума, не хаотические, а строго упорядоченные. И дело тут в наличии так называемых обертонов.