[1] [2] [3] [4] [5]

СЛУХОВЫЕ ПОРОГИ

Интенсивность, при которой звук становится различимым, называется абсолютным порогом для данного звука. Чтобы свести к минимуму различия в получаемых данных, а также для упрощения, экспериментаторы исследовали только чистые тона и работали со взрослыми испытуемыми без дефектов слуха. Но методы измерения и представление о том, что измерялось, изменялись. Некоторые исследовали тон только монаурально, другие - только бинаурально. Одни исследователи подавали звук через наушники и измеряли звуковое давление на барабанную перепонку испытуемого (минимальное слуховое давление). Другие подавали звук через репродуктор и измеряли звуковое давление после устранения испытуемого из звукового поля в центре участка, где находилась голова испытуемого (минимальное слуховое поле).

Кривые абсолютных порогов. На фиг. 5 показаны различия в результатах определения абсолютного порога интенсивности. Данный график включает 12 кривых, из которых 6 представляют собой абсолютный порог слуха как функцию частоты стимула. По вертикали расположены значения "среднеквадратичной" */"Среднеквадратичная" - сокращенно от "квадратный корень из суммы квадратов мгновенных звуковых давлений". Целесообразность применения среднеквадратичных давления вместо простого среднего давления или среднего абсолютного давления (среднего безотносительно к знаку) определяется следующим: 1) среднее давление целого числа колебаний синусоидальной звуковой волны несомненно равняется нулю, и 2) при подсчетах, связанных со сложными колебаниями, среднеквадратичные значения удобнее для понимания, чем термин "среднее абсолютное давление"/ звукового давления по отношению к двум широко применяемым значениям исходной интенсивности.

Кривая 1 является суммарной кривой, полученной Сивианом и Уайтом (1933), представляющей среднее значение минимального слухового давления (MAP).

Кривая 2 подобным же образом воспроизводит минимальное слуховое поле (MAF). Кривая 1 относится к монауральному слуху, кривая 2 - к монауральному или бинауральному слуху. Тот факт, что кривые не совпадают, объясняется тем, что звуковое давление, измеряемое в свободном иоле в участке нахождения головы испытуемого, не является точно таким же, какое действует на барабанную перепонку испытуемого (см. гл. XXVII). Тем не менее при частотах ниже 1000 гц этим расхождением можно пренебречь.

Ф и г. 5. Определение порога слышимости и порога ощущения.
Кривые 1 - 6 представляют попытки определения абсолютного слухового порога при различных частотах. MAP - минимальное слуховое давление на барабанную перепонку; MAF - минимальное слуховое поле, измеренное в том участке, где находилась голова испытуемого. Кривые 7 - 12 представляют попытки определения верхней границы слуховой зоны, за которой звуки слишком интенсивны для восприятия и вызывают болевое ощущение.

В результате более поздних лабораторных определений монаурального минимального слухового давления (MAP) были получены значения, несколько меньшие по величине, чем значения, полученные Сивианом, и чем показывает суммарная кривая Уайта. Кривые 5 и 4 показывают "пороговое" давление на барабанную перепонку по определению Бекеши (1936г) в Будапеште и по определению Вэтсмана и Кейбса (1936г) в Бреслау. Бекеши производил изменения интенсивных синусоидальных давлений при очень низкой частоте и установил, что нижний частотный порог слуха значительно ниже 20 гц - величины, обычно указываемой в учебниках. Неровная линия, полученная при исследовании слуха одного из испытуемых Бекеши, показывает, что во время изменения частоты абсолютный порог изменяется скачками. Данное обстоятельство позволяет предположить, что слуховая чувствительность может по природе своей быть фактически "квантовой". Дополнительные данные относительно этого вопроса будут описаны ниже,

Кривая 5 (см. фиг. 5) показывает результаты аудиометрических исследований, проводившихся в менее идеальных условиях по сравнению с обычными условиямив лабораторных экспериментов. Жирной линией представлены средние значения, полученные при работе с испытуемыми в возрасте от 20 до 29 лет, которые подвергались испытаниям, проводимым фирмой "Белл телефон" на всемирных ярмарках в Нью-Йорке и Сан-Франциско в 1938 и 1939 гг. (Штейнберг, Монтгомери, Гарднер, 1940). Эти средние значения согласуются с данными соседних кривых, обозначенными точками и пунктирной линией, которые были получены лабораториями фирмы "Белл телефон" (Монтгомери, 1932) и Службой народного здравоохранения США (Б и с л и, 1938), а также полностью соответствует критерию "нормального слуха", принятому в результате клинической работы с аудиометрами. Возможно, что некоторая доля несоответствия между кривой 5 и другими кривыми абсолютного порога (см. фиг. 5) объясняется тем, что при аудиометрических исследованиях испытуемый держит аудиометр у своего уха, как при пользовании телефоном. Брогден и Миллер (1947) установили, что данное обстоятельство служит причиной возникновения в слуховом канале определенного низкочастотного шума, называемого "шумом моря", который прослушивается в морских раковинах.

Поскольку величина порога не была точно определена, Американская ассоциация стандартов (A. S. А.) несколько произвольно решила, что минимальное слуховое поле (MAF) при 1000 гц следует принимать за 0,0002 дин/кв.см (до тех пор, пока дальнейшее изучение не покажет другой величины). Таким образом, Американская ассоциация стандартов фактически приняла кривую MAF за "стандарт" (кривая 6 на фиг. 5). Следует отметить, что эта кривая пересекает ординату (частота 1000 гц) на уровне 0 дб по правой шкале.

Изменения абсолютной чувствительности. Исследуя индивидуальные различия слухового восприятия испытуемых, мы осмелились установить границу между нормальными изменениями абсолютного порога и частичной глухотой. По данным исследований Службы народного здравоохранения США следует, что пороги слухового ощущения даже у молодых испытуемых без выраженной отологической патологии имеют широкие пределы. Это, однако, ни в коей мере не помогает определить, где следует провести линию разграничения между патологией и нормой.

Фиг. 6. Распределение слуховой чувствительности для лиц в возрасте от 20 до 29 лет.
Приведенные здесь данные представляют собой измерения абсолютных порогов у 35 589 испытуемых на частоте 880 гц (по Штейнбергу, Монтгомери и Гарднеру, 1940).

Фиг. 7. Прогрессивная возрастная потеря чувствительности на высоких частотах.
Аудиограмма для 20-летнего возраста приведена как основа для сравнения (из Моргана, 1943; по данным Банча, 1929).

 

На фиг. 6, например, мы видим, что при распределении порогов не имеется прерывистости. Средняя этого распределения представлена кривой 5 (см. фиг. 5) темными кружками на частоте 880 гц.

Хотя для большинства испытуемых абсолютные пороги низкочастотных тонов остаются в основном постоянными на продолжении всего периода жизни, пороги высокочастотных тонов с возрастом заметно увеличиваются. Это наглядно показано на фиг. 7, где представлены типовые аудиограммы для различных возрастов. Заметьте, что по шкале ординат в этом графике отложено число децибел, чем он отличается от усредненного графика аудиограмм для испытуемых 20-летнего возраста. В аудиометрии этот метод имеет широкое применение.

До сих пор еще не проведено детального анализа ежедневного изменения абсолютного порога, но мы знаем, что эти изменения значительны. Когда мы сравниваем общие данные изменений (или изменяемость) целого ряда измерений порога, полученные в течение некоторого периода времени, с усредненными данными каждодневных измерений, то находим, что общее изменение в 3-4 раза превышает усредненное дневное (Поллак, неопубликованные данные; Гудфеллоу, 1938). В течение испытания продолжительностью 1 час порог хорошо натренированного испытуемого может не показать скольконибудь выраженной тенденции к повышению или понижению, но за период в полминуты имеются вариации до 5 дб (Бекеши, 1947). Изменение порога может происходить даже в пределах 5 сек.

Если стимул состоит из пяти всплесков тона длительностью по 0,4 сек, следующих друг за другом с интервалами 0,6 сек, то человек может слышать либо все пять, либо четыре, три... либо ни одного. Самая низкая интенсивность, при которой слышны все пять сигналов, будет примерно на 6 дб выше самой высокой интенсивности, при которой не слышно ни одного (Лифшиц, 1939).

И в заключение - абсолютный порог в значительной мере зависит от того, как долго наблюдатель слушает. По наблюдению Рэли, тоны очень высокой частоты имеют тенденцию к исчезновению даже в том случае, если они с самого начала были значительно выше порога. По данным Розенблита и Миллера (1949) следует, что порог для тона 4000 гц может изменяться при длительном прослушивании до 20 дб.

Пороги появления неприятного ощущения, щекотания и осязательного ощущения звука и т. п. Мы можем составить карту верхних границ слуховой зоны путем определения того, какой интенсивностью должны обладать тоны различных частот перед тем, как наступит реакция, свидетельствующая о перегрузке механизма слуха. Ввиду того, что имеется несколько альтернативных критериев перегрузки, можно установить наличие нескольких конечных пунктов.

Верхние границы представлены на фиг. 5 кривыми 7 - 12. Кривые 7 и 8 получены Сильверманом, Гаррисоном и Лэйном (1946) в Центральном институте по изучению дефектов слуха в Сант-Люисе. Кривая 7 показывает уровень интенсивности, при котором после продолжительного периода привыкания к интенсивным акустическим стимулам испытуемые говорят о неприятном ощущении, а кривая 8 отмечает начало ощущения щекотания. Наушники выключаются до того, как некоторые опытные испытуемые пожалуются на боль. Тем не менее, до того, как испытуемые привыкнут к суровым условиям эксперимента, они жалуются на неприятное ощущение и щекотание уже на уровнях 5-10 дб ниже тех, которые показаны на приведенных кривых: и они сообщают о болевом ощущении на уровне 140 дб выше 0,0002 дин/кв.см. Это объясняется тем, что испытуемые вырабатывают в себе до некоторой степени "терпимость" к интенсивным звукам. Этим можно объяснить и тот факт, что кривая Вигеля (1932) для "осязательного ощущения звука" (кривая 9) лежит ниже кривой CID (Центральный институт по изучению дефектов слуха) и кривой 10 Бекеши (1936г). Последнему удалось исследовать границы "слухового района" в диапазоне очень низких частот. Он нашел, что при частотах ниже 15 гц его испытуемые сообщили о двух критериях. Кривые 11 и 12, обозначенные как "касание" и "покалывание в среднем ухе", указывают на основную тенденцию определений. Субъективное впечатление испытуемого таково, что критерий "верхней границы" порогов в основном неслуховой. Как можно судить по названиям, "щекотание", "покалывание", "касание" и "осязательное ощущение" - все эти термины связаны с тактильным ощущением. Данное впечатление объясняется тем, что чувство "щекотания" и прочие остаются локализованными в ушах уже после того, когда звук с большой быстротой изменил состояние. Ощущение при этом, вероятно, такое, как если бы перепонка была очень оттянута, а между косточками и стенкой среднего уха образовался контакт. Термин "неприятное ощущение" является в данном случае исключением, так как он, вероятно, характеризует именно слуховое ощущение.

Другие неслуховые влияния интенсивного акустического стимула рассматриваются в связи с действием ультразвуковых сирен (Аллени Рандик, 1947). Воздействие такого звука в 20 кгц при 1 вт/кв.см способно, например, убить таракана за 3-4 мин, мышь - за 1 мин и москитов за 10 сек. Они буквально сгорают в звуке. Операторы, работающие с такими сиренами, должны соблюдать осторожность при помещении каких-либо предметов в звуковое поле; не следует держать пальцы рук соединенными вместе, иначе между пальцами могут возникнуть ожоги. Близ сирены даже при закрытых пробками ушах операторы испытывают небольшое головокружение и "ощущение шипения" во рту, сопровождаемое ознобом, а также неприятное ощущение покалывания в носовых каналах. Подобные же явления наблюдаются при более низких частотах (Пэрек, Элдридж, Костер, 1948).

РАЗНОСТНЫЕ ПОРОГИ

Разностный порог представляет собой величину, обратно пропорциональную величине различительной способности. Он позволяет ответить на вопрос: каково должно быть изменение стимула по величину, которое мог бы воспринять обычный наблюдатель? Данный вопрос имеет большое значение, поскольку коммуникация осуществляется при помощи изменяющихся сигналов.

Разностный порог для интенсивности. Сначала рассмотрим изменения в интенсивности звука. На первый взгляд может показаться, что для определения порога интенсивности процедура, применяемая Кнудсеном (1923), вполне надежна: тоны внезапно переключались с одного уровня интенсивг ности на другой и испытуемые сообщали, заметили ли они изменения или нет. Степень интенсивности менялась до тех пор, пока испытуемые отмечали изменение. Величина различия интенсивности принималась за разностный порог. Однако мы уже видели, что интенсивность тона невозможно изменить без распределения энергии по всему диапазону частот.

Мы можем задать вопрос: что именно отмечается испытуемым, изменение интенсивности или распределение энергии по шкале частот? Постановкой такого вопроса нельзя обойти имеющуюся проблему, но можно попытаться свести к минимуму трудность изменения интенсивности таким образом, чтобы обеспечить возможно меньшее распределение энергии по шкале частот. В 1928 г. Риз изменял интенсивность путем добавления к установившемуся тону второго тона, отличающегося по частоте от первого на 3 гц. Второй тон иногда усиливает первый, а иногда частично затемняет его, введя периодические вариации амплитуды 3 раза в 1 сек. На надпороговых уровнях эти изменения вызывают ощущение биения (см. фиг. 3). Результаты; получейные Ризом, представлены на фиг. 8. Едва заметное приращение интенсивности как функции частоты и интенсивности */Уровнем чувствительности к звуку является интенсивность звука в децибелах над уровнем абсолютного порога/ стандартного тона, к которому добавляется приращение, отмечается верхней поверхностью изображенного графика. Важно отметить, что разностный порог исчисляется в децибелах. Разностный порог в децибелах равен 10 log (1+DІ/І), где I измеряется в единицах энергетического потока.

Фиг. 8. Трехразмёрная поверхность, иллюстрирующая разностный порог интенсивности как функцию частоты и интенсивности стандартного тона.
Порог представлен как разность в децибелах между стандартной интенсивностью и стандартом плюс приращение. Следуя, например, за контурами линий 1000гц и 30 дб, мы видим, что от уровня 30 дб сверх порога до первого отмеченного наблюдателем изменения интенсивность тона в 1000гц должна повыситься на 1,0 дб. Если мы начнем с уровней 60 или 70 дб сверх порога, мы обнаружим, что увеличение (приращение) составит менее 0,5 (по Ризу, 1928).

Разностный порог для частоты. Понятие об изменениях порога для частоты ставит нас перед теми же трудностями, какие имелись при разностном пороге для интенсивности. В данном случае также невозможно изменить любой из параметров чистого тона, оставив неизменной его частоту.

При быстром переключении генератора с 1000 до 1003 гц создается не две частоты, а бесконечно большое число частот. Затруднение представляет то обстоятельство, что мы как бы пытаемся пользоваться "языком времени" и "языком частоты" в одном и том же предложении, а это очень трудно сделать правильно.

Несмотря на имеющиеся затруднения, вопрос частотного различения изучался различными методами в течение многих лет (Боринг, 1940). Наилучшим методом, вероятно, было бы плавно (синусоидально) передвигаться по шкале генератора между двумя частотными делениями и таким образом определять пределы того участка, где происходят "изменения", отмечаемые испытуемым. Получаемые изменения будут представлять собой синусоидальную частотную модуляцию, преимуществом которой является то, что при ней легко определить как форму колебаний, так и спектр частотномодулированного тона.

Процедура исследования, применяемая Шауэром и Бидальфом (1931), почти совпадала с описанной, хотя и не полностью. Они модулировали частоту так, как если бы шкала осциллятора перемещалась синусоидально от одной частоты к другой, причем перед движением в обратном направлении делалась небольшая задержка. При исследовании различных скоростей модуляции они обнаружили, что наиболее резкие различения наблюдались тогда, когда частота изменялась в сторону уменьшения и увеличения по скорости около двух изменений в секунду. Затем они определяли у испытуемых разностный порог при различной интенсивности и различных частотах монаурально, бинаурально и через костную проводимость. Результаты, полученные монаурально, показаны на фиг. 9.

Фиг. 9. Трехразмерная поверхность, иллюстрирующая разностный порог частоты как функцию частоты и интенсивности стандартного тона.
Частотное различение слабо выражено на уровнях интенсивности близ абсолютного порога (задняя сторона фигуры) и на высоких частотах (правая часть фигуры). Однако на уровнях чувствительности свыше 30 дб и при частотах ниже 1000 гц можно обнаружить изменения примерно около 3 гц (по данным Шауэра и Бидальфа 1931).

Важно отметить, что на фиг. 9 по вертикали расположены абсолютные изменения частоты DF. Данный метод воспроизведения подчеркивает то обстоятельство, что при уровнях чувствительности свыше 30 дб абсолютный разностный порог является примерно постоянным около 2-3 гц в диапазоне от 60 до 1000 гц, за пределами которого он быстро увеличивается. Свыше 1000 гц относительный разностный порог (DF/F) приблизительно постоянен.

Факторы, влияющие на разностный порог для интенсивности и для частоты. Как мы увидим при исследовании временных и бинауральных явлений в области слуха, величина разностного порога в некоторой мере зависит от продолжительности действия стимула и от того, подается ли он на одно ухо (см. фиг. 8 и 9) или на оба. На разностный порог может также указывать влияние характер перехода между стандартными и сопоставляемыми тонами. Родон Смит и Гриндли (1935) представили последнее обстоятельство путем предъявления испытуемому тона, который по интенсивности периодически "подскакивал" вверх, а затем медленно падал до исходного уровня. Субъективно кажется, что звук становится еще громче: разностные пороги ниже для резкого, чем для плавного перехода. Интервалы тишины между стандартными и сравниваемыми тонами делают разностные пороги больше, а Хэррис (1948) нашел, что испытуемые могут удивительно точно различать частоту с интервалами до 25 сек.

В заключение нужно отметить, что, как и следовало ожидать, испытуемый может дать более точные различения в том случае, когда он сам управляет включением аппарата, кэторый вводит приращение, подлежащее оценке, нежели в том случае, когда у него нет возможности концентрировать свое внимание в нужный момент.

Квантование слухового процесса

С точки зрения простейшего понятия неврологии порог стимула обязан своим существованием действию небольшого барьера (в прямом смысле слова "порог") между последовательными стадиями в цепи нервных процессов, лежащих в основе слуха. В настоящее время трудно определить, является ли разностный порог в данном смысле истинным порогом, поскольку на измеренный порог влияют хотя и незначительные, но неизбежные изменения в стимулирующем аппарате и в самом испытуемом. Тем не менее преодоление барьера (или барьеров) является основным в концепции порога. Если разностный порог больше по величине, чем статистические показатели, то "нервный механизм" должен действовать постепенным или квантовым способом.

Лучшим доказательством наличия истинных определяемых барьерами порогов в области слуха являются данные экспериментов, в которых переход от стандартных до сравнительных стимулов очень резок. (В короткие промежутки времени имеется очень небольшая возможность для пространных колебаний чувствительности, могущих затемнить истинный порог.)

Кривые на фиг. 10 показывают результаты, полученные Бекеши (1930г) по разностной чувствительности для интенсивности. Кривая В получена при исследовании хорошо натренированных испытуемых с высокой чувствительностью; кривая А - при исследовании менее подготовленных испытуемых с меньшей чувствительностью. Прерывистость и прямоугольность кривых дают основание полагать, что разностная чувствительность по отношению к интенсивности является квантовой (см. гл. I). Эксперименты Стивенса, Моргана и Фолькмана (1941), Флина (1943), Миллера и Гарпера (1944) подтвердил и наблюдения Бекеши и определили дальнейшие условия, при которых возникают квантовые явления.

Ф и г. 10 Квантование при различении интенсивности.
Данные (в особенности кривая В) больше соответствуют прямым линиям, чем стрельчатым кривым. V-образная и трапециевидная форма гра-фиков имеют как раз такой вид, какого следует .ожидать, если предположить наличие:
1) эффекта флуктуации передачи и
2) процесса квантового различения (по Стивенсу и Дэвису, 1938).

Открытие квантования в психометрических функциях подводит к вопросу: может ли квант быть действительно воспринят на слух? В этой связи некоторые наблюдения Бекеши (личное сообщение) имеют интерес. Тон с очень медленно понижающейся интенсивностью звучит так, как при неровном, скачкообразном понижении. Очень медленные, но непрерывные изменения частоты также производят субъективное впечатление скачков. Вблизи абсолютного порога особенно отмечается почти непрерывистый характер ощущения (см. фиг. 5, кривая 4). Однако физиологическая база квантования не ясна. Стивенс, Морган и Фолькман (1941) относят ее скорее к центральному, чем к периферическому процессу.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОНАЛЬНОГО ОЩУЩЕНИЯ

Интенсивность и частота тона могут измеряться при необходимости полностью автоматическими приборами, удаленными от испытуемого на большое расстояние. С другой стороны, громкость и высота являются определителями тона, как его слышит испытуемый и реагирует на него. Громкость и высота являются, тарим образом, измерениями слухового ощущения, в то время как интенсивность и частота являются измерением акустического стимула. Эти различия между громкостью и интенсивностью, с одной стороны, и высотой тона и частотой - с другой, не всегда легко определимы. Применявшийся Кюльпе и Титченером термин субъективные свойства может относиться к довольно ограниченному числу характеристик субъективного опыта - характеристик, которые считаются нераздельными (то есть если нет высоты, то нет и ощущения тона) и независимо изменяемыми (то есть высота может изменяться в то время, как громкость остается постоянной, и наоборот).

Стивенс (1934 а, b, с) указал, что в понятии "независимой изменяемости" имеются большие неясности в том случае, если число субъективных свойств превышает число характеристик, определяющих стимул. Поэтому он предлагает считать испытание на определение одного какого-либо свойства "независимым постоянным" или неизменяемым при наличии изменений в других свойствах.

Громкость чистых тонов

Чтобы регулировать громкость количественно, следует иметь шкалу отношений громкости, по которой звук в одну единицу громкости вдвое громче звука с половиной единицы громкости и вполовину тише звука с двумя единицами громкости и т. д. (см. гл. I). Будет ли создала такая шкала - вопрос эмпирический, на который можно ответить только на основе опыта.

Некоторые экспериментаторы (Хэм и Паркинсон 1932; Гейгер и Флйерстоун, 1933; Черчер, Кинг и Дэвис, 1934) измеряли интенсивности, при которых один тон звучал вдвое громче другого, в половину и т. д., а Бекеши (1929), Флетчер и Мансон (1933) проводили опыты, результаты которых позволили установить степень интенсивности для половинной громкости.

Сопоставляя эти данные с данными, полученными посредством измерения уровней интенсивности, при которых тоны различных частот имеют одинаковую громкость, Флетчер и Мансон (1933) построили шкалу соотношения громкостей. Единицу громкости на этой шкале обозначили терминов Стивенса (1936), "сон", который был принят. Один сон соответствует громкости тона 1000 гц на уровне 40 дб выше порога. Другие тоны могут сравниваться по громкости с тоном в 1000 гц согласно трехразмерному графику на фиг. 11. Контуры одинаковой громкости показаны жирными кривыми, идущими спереди назад (фиг. 11).

Фиг. 11. Трехразмерная поверхность, иллюстрирующая громкость как функцию интенсивности и частоты.
Субъективная громкость в сонах представлена вертикально выше плоскости интенсивность - частота. Жирные линии, идущие спереди назад, представляют собой контуры равной громкости для чистых тонов (по Стивенсу и Дэвису, 1938).

Заметим, например, что тон в 10 гц и на 120 дб выше 0,0002 дин /кв.см имеет, по мнению среднего испытуемого, такую же громкость (80 сонов), как и тон 1000 гц на уровне 100 дб.

Таким образом, ясно, что громкость является функцией как частоты, так и интенсивности. Следуя по направлению пунктирных линий, мы видим, что для данной интенсивности громкость будет больше в среднем диапазоне частотной шкалы, чем на ее концах. А следуя по направлению жирных кривых, идущих вверх слева направо, мы видим, что с равномерным повышением интенсивности по всей логарифмической шкале громкость сначала увеличивается медленно, а потом все быстрее и быстрее. Фактически громкость будет в три раза больше при 100 дб, чем при 80 дб.

Высота чистых тонов

Аналогия высоты шкале громкости (см. фиг. 11) воспроизводится поверхностью, представляющей высоту каждого слышимого тона как функцию его интенсивности и его частоты. Однако изменения высоты тона в зависимости от интенсивности незначительны (Цурмюль, 1930; Стивене, 1935; Сноу, 1936; Моргац и Гарнер, 1947), а одиночная функция, соотносящая частоту к высоте, будет достаточной в качестве первого приближения для всех уровней интенсивности. Такая шкала была создана Стивенсом, Фолькманом и Ньюменом (1937) и позднее модифицирована Стивенсом и Фолькманом (1940) путем нанесения половинных и дробных делений. Шкала 1940г. показана на фиг. 12. Функция изображена дважды: один раз на линейной шкале частот (верхняя часть графика), другой раз на логарифмической шкале частот (нижняя часть графика).

Фиг. 12. Высота тона как функция частоты.
Верхняя кривая показывает, что субъективная высота тона в мелах увеличивается все медленнее и медленнее по мере того, как стимул частоты возрастает линейно. Нижня кривая показывает, что увеличение субъективной высоты тона убыстряется, поскольку СТИМУЛ частоты возрастает логарифмически. (Музыкальная шкала является логарифмической.) Высота тона в 1000 гц (40 дб выше порога) определяется как 1000 мелов (по Стивенсу и Фолькману, 1940).

Имеется много фактов, говорящих как за, так и против того, что, кроме обычного типа восприятия высоты, к которому и соотнесена описанная выше шкала высоты, имеется другой тип восприятия высоты, который обеспечивает музыкальной ноте "до" присущую ей характерную особенность, делающую среднее "до" ближе к "до" из верхней октавы, чем к "ре", что представляет собой всего лишь интервал музыкальной шкалы. Данное качество, характеризующее тоны ниже 5000 гц, можно назвать тональной хроматичностью, или тональностью, чтобы отличать его от обычной высоты звука. Принимая во внимание, однако, что, вероятно, нет ни одной другой области психологии, в которой терминология была бы более запутанной (ср. выводы, сделанные Борингом, 1942), Бэчем (1948) вернулся к точке зрения, высказанной ранее Ревешем (1913) и Мейером (1914), что лица, обладающие "подлинно абсолютным высотным слухом", способны различать частоту тонов с большой точностью потому, что "высота тона" (обычная высота) указывает нужную октаву, а "хроматичность тона" помещает ноту в пределах этой октавы.

Таким образом, с точки зрения Бэчема, "подлинно абсолютный высотный слух" совершенно отличен от "квазиабсолютного высотного слуха", созданного музыкантами, которые научились определять частоты тонов по их отношению, ориентируясь при этом, например, на самые низкие ноты, которые они могут взять. Однако в недавней дискуссии по вопросу абсолютно высотного слуха (Нэи, 1947, 1948, и Бэчем, 1948) подчеркивается, что мы должны иметь: 1) согласованность в отношении определения абсолютной высоты тона, 2) точные измерения с контрольными стимулами, 3) измерения, полученные при адекватном подборе испытуемых. Только при указанных условиях мы можем быть уверены, что имеется достаточное основание постулировать наличие особого механизма для абсолютно высотного слуха. Мы, например, не постулируем зрения "особого типа", способного на необыкновенную точность в распределении оттенков цвета.

Объем, яркость и плотность (насыщенность) чистых тонов

Кроме громкости и высоты, тоны отличаются друг от друга такими свойствами, как объем (размер, протяженность), яркость и насыщенность (компактность). Тоны трубы звучат полнее, чем тоны флейты, а звук охотничьего рога кажется более резким и плотным и обладает свойством светлости, которой лишен более рассеянный звук органа. Справедливо, конечно, что мы представляем себе источник звука большим в случае с трубой и блестящим и компактным в случае с рогом, но субъективные определения свойств относятся не к источникам звука, а к самим звукам. Возникает вопрос: является ли реакция испытуемых неизменной и последовательной в то время, когда они сравнивают звуки по их объему, яркости и насыщенности?

В ранних опытах по изучению вопроса о силе звука Рич (1919) и Халверсон (1924) определили разностный порог для объема звука как функции частоты и интенсивности соответственно и заключили, что объем звука как свойство тонального ощущения является совершенно самостоятельным свойством, отличающимся от высоты звука и интенсивности. Противоречивые результаты, полученные позже Гундлахом (1929), Гундлахом и Бентли (1930), Золлем (1934), на какое-то время создали впечатление, что объем звука не является таким свойством, при оценке которого сходились бы различные мнения. Однако при обеспечении для испытуемых надлежащего управления изменяемым стимулом, а также путем установления скорее одинаковой, чем разностной, чувствительности Стивенсу (1934а) удалось получить надежные определители одинаково объемных контуров; Томас (1949) распространил эти контуры на широкий диапазон частот и интенсивностей.

На фиг. 13 показаны плавные равнообъемные кривые, полученные по данным Томаса. Зная, что сила звука возрастает при увеличении его интенсивности, по данным фиг. 13 можно судить, что это возрастание происходит очень быстро, как только мы поднимаем низкочастотные тоны над их абсолютными порогами. С другой стороны, высокочастотные тоны могут усиливать свою интенсивность значительно выше своих абсолютных порогов до того, как объем звука становится ощутимым. Каждый из контуров на фиг. 13 следовало бы обозначить соответствующим параметром в единицах объема звука, но до сих прр мы еще не располагаем данными, необходимыми для построения соответствующей шкалы. Поэтому каждый контур обозначается уровнем чувствительности в 1000 гц, с которым другие тоны равны по объему.

Фиг. 13. Равнообъемные кривые чистых тонов.
Тона считаются равными по объему, если координаты их частоты и интенсивности располагаются по линии одной из кривых. Верхняя левая кривая представляет собой самый большой объем, нижняя правая кривая - самый малый; субъективные объемные отношения не определялись. Параметром является уровень ощущения (число децибел сверх порога) тона в 1000 гц в каждой кривой (по Томасу, 1949).

Стивенс (1934b, с) применял процедуру уравнивания для определения не только равнообъемных контуров, но и контуров одинаковой насыщенности и одинаковой яркости. Его результаты показывают, что объем звука и насыщенность являются самостоятельными свойствами, отличающимися как друг от друга, так и от свойств высоты и громкости. Позднее Боринг и Стивене (1936) предположили, что яркость и насыщенность звука являются различными терминами для одного и того же понятия.

[1] [2] [3] [4] [5]