Чувства: Нейробиология сенсорного восприятия

Диапазон слуха человека насчитывает четыре порядка герц (20 Гц – 20 000 Гц; см. вставку 1.3), но лучше всего мы слышим в диапазоне от 1000 до 4000 Гц (рис. 7.2). Звуки с этой частотой относительно высокие. В этом диапазоне поют на сцене и толкают речи с трибун, но другие звуки, которые мы обрабатываем, все же находятся за его пределами.

7.2 Высота звука и звукоряд

Высота звука измеряется в герцах, но музыканты для ее записи используют ноты. В диатонической музыкальной гамме семь нот: до, ре, ми, фа, соль, ля, си, а дальше снова до. Традиционное нотное обозначение соотносится с буквенной нотацией – от A до G. Каждый набор из восьми нот – до, ре, ми, фа, соль, ля, си, до (C, D, E, F, G, A, B, C) – составляет октаву. Самая высокая октава на пианино с восьмьюдесятью восьмью клавишами имеет номер 8, а самая низкая – 0. Всего на фортепиано представлено восемь[26] октав. И это обусловлено тем, что там есть только одна нота октавы 8 и три ноты октавы 0. Существуют ноты, которые находятся за пределами диапазона, который можно сыграть на классическом фортепиано. Частота самой низкой используемой музыкальной ноты C-1[27] составляет всего 8,176 Гц, тогда как самая высокая нота C7 составляет 2093 Гц. Обратите внимание, что эта самая высокая нота значительно ниже той, что берет Мэрайя Кэри в песне Emotions. Есть интересный аспект нот и их частот, который вы, возможно, заметили или уже знаете. Если частота самой низкой ноты (С-1) равна 8,176 Гц, а самой высокой ноты (C7) – 2093 Гц, то шкала не может быть линейной (попробуйте разделить 2093 на 8,176, и вы не получите восемь октав). Это связано с тем, что, когда музыканты играют звуки, относящиеся к октавам от 0 до 1, они удваивают частоту (значение в герцах). Так, нота С-1 составляет 8,176 Гц, а С0–16,352 Гц и так далее. Это означает, что даже если музыканты используют эти восемь октав, то возможно существование и более высокой октавы, чем 8, и более низкой, чем 0 (обозначенные со знаком минус).

Рис. 7.2. Диапазон звуков в Гц, включая частоты, воспринимаемые человеком

Когда Мэрайя Кэри в свистковом регистре заканчивает песню Emotions, она берет ноту соль четвертой октавы (G7) на частоте 3135,96 Гц. Даются ей и низкие ноты в 82,41 Гц. Чтобы было лучше понятно, поясню: тот раздражающий звук тестового сигнала, который ежемесячно можно услышать, когда радиостанции запускают проверку системы аварийного оповещения, и который может разбудить даже мертвого, составляет ровно 1000 Гц. В нижней части нашего диапазона, на 20 Гц, мы слышим вибрирующие звуки, такие как гудение ветра, прорывающегося через приоткрытое окно ускоряющегося автомобиля. Наверху, на отметке 20 000 Гц, расположились странные, пронзительные звуки, напоминающие тонкий свист. Мэрайя Кэри хоть и впечатляет, но все же далека от таких рекордов, зато она – живое воплощение человеческих возможностей по высоте тона: диапазон ее голоса – целых пять октав!