Чувства животных и человека

Может быть, поэтому мы считаем среднее дос частотой в 256 колебаний в секунду своеобразной вехой на музыкальной шкале, несмотря на то что оно лежит гораздо ниже середины слышимого диапазона, а также ниже середины клавиатуры фортепьяно и всего спектра частот человеческого голоса. Для человека более важным высотным диапазоном является район с частотой 3000 колебаний в секунду. Именно там, между фа-диези сольчетвертой октавы выше среднего до, мы проявляем наибольшую чувствительность к звуку. Лучше всего мы воспринимаем только звуки этой высоты и близкие к ним, которые вызывают соответствующее ощущение при наименьшей затрате энергии. Этим объясняется «пронзительность» крика женщины или ребенка. При частоте звука в 3000 колебаний в секунду крик о помощи кажется нам особенно громким. Он разносится на далекое расстояние, пока звуковые колебания не поглотятся воздухом и различными препятствиями.

Человек и кошка слышат примерно одинаково, начиная со звуков примерно на октаву ниже среднего дои до 3000 колебаний в секунду. Однако к более высоким звукам уши кошки значительно чувствительнее наших. Обыкновенно ухо взрослого человека может уловить 13 000 колебаний в секунду в самой высокой октаве, но для их восприятия ему понадобится в тысячу раз большая звуковая энергия, чем кошке. И все же кошка может не услышать писка мышей, которые издают еще более высокие звуки. А мышь слышит предупреждающий писк другой мыши даже при умеренной интенсивности звука высотой до 100 000 колебаний в секунду. Насколько у мыши больше шкала воспринимаемых высоких звуков, какие звуки существуют на этих уровнях — все это остается загадкой; мы ждем изобретения более чувствительных микрофонов, способных воспринимать ультразвуки.

Один из наших учеников создал звукопреобразующее устройство, с помощью которого можно было превращать любой умеренно высокочастотный неслышимый звук в достаточно низкочастотный, а следовательно, слышимый эквивалент. После того как мы помогли ему проверить свое устройство на звуках, издаваемых пойманными летучими мышами, и удивительных ультразвуковых колебаниях, сопровождающих позвякивание связки ключей, он установил свой прибор в помещении, где находился питомник крыс, принадлежащих факультету психологии. Там он обнаружил, что крысы, которые играют после еды и открывают рты, как бы желая укусить друг друга, издают при этом писк на максимальной для их голоса высоте — около 24 000 колебаний в секунду. Затем он перенес свой прибор в Вашингтонский национальный зоопарк и прослушал там, что «говорят» многие млекопитающие. Оказалось, что, за очень редким исключением, каждый вид имеет собственный диапазон информационных звуков, характеризующихся определенной частотой и длиной волны.

Если каждое издающее звуки животное общается с другими представителями своего вида при помощи звуков особой высоты, к которой они более всего чувствительны, то при общении подобные звуки слышатся как шепот. Большинство животных других видов не может так тонко и остро воспринимать столь слабые колебания, поскольку их слух к этому не приспособлен. Таким образом гарантируется тайна общения представителей каждого вида. Не обнаруживая своего местонахождения, они могут делиться хорошими и плохими новостями или посылать и воспринимать сигналы тревоги. Удивительное соответствие голоса и слуха весьма способствует выживанию видов, хотя мы оценили это далеко не сразу, поскольку наша собственная чувствительность в известной мере ограниченна.

Ни одно животное не выиграло бы от того, что его ухо стало бы в 10 раз чувствительнее нашего при частоте 3000 колебаний в секунду, так как при столь большой чувствительности этот орган фактически будет воспринимать случайные движения молекул воздуха. Тогда биологически важный звук будет услышан на фоне шипения — «белого шума», состоящего из смеси звуков различных частот, которые не несут никакой информации. По сути дела, когда барабанная перепонка реагирует на самый слабый слышимый сигнал, она колеблется с амплитудой смещения всего лишь в 0,000 000 000 6 миллиметра, что составляет около 0,1 диаметра самого маленького атома. Однако три маленькие косточки среднего уха действуют в виде рычага и уменьшают даже это минимальное движение, одновременно преобразуя малое давление звука на поверхность барабанной перепонки в двадцатидвухкратное давление на жидкость, заключенную во внутреннем ухе.

Относительная нечувствительность человеческого уха к низкочастотным колебаниям предохраняет нас от разрушающего воздействия колебаний нашего собственного тела. Заткнув уши пальцами и тем самым преградив путь всем передающимся по воздуху звукам, мы можем уловить пульсирующий шум, вызванный сокращениями мышечных волокон пальцев и рук.