Музыкальный инстинкт. Почему мы любим музыку

Не все обертоны располагаются внутри гармонического ряда. В частности, я ранее объяснял, что перкуссионные инструменты могут генерировать «негармоничные» обертоны, которые не являются чистыми гармоническими призвуками основного тона, из-за чего высота звука становится неопределенной, и возникает «металлический» тембр колоколов и гонгов. Эта особенность создает некоторые трудности при включении данных инструментов в ансамбли, потому что негармонические обертоны могут производить диссонансные столкновения с другими инструментами, даже если основные тоны созвучны. Карильон, музыкальный инструмент, состоящий из колоколов, которые приводятся в действие посредством клавиш, для искоренения нестройных обертонов более трехсот лет полагается на мистическую науку настройки колоколов. Но какой бы искусной ни была подготовка, факт остается неизменным: третий обертон традиционных колоколов обладает частотой в 2.4 раза выше основного тона – а это потенциально диссонантная малая терция. Исследователи акустики создали колокола, которые генерируют только чистые гармоники, и устранили возможные столкновения; такие «гармонические колокола» использовал в своей Третьей симфонии (1998—2000) австралийский композитор Росс Эдвардс.

Рис. 8.1 Спектр обертонов кларнета.

На тембр также сильно влияет то, как весь набор обертонов изменяется на протяжении звучания инструмента. Качество звука особенно зависит от его начала или «атаки», то есть от того, как нарастает интенсивность звука в первые доли секунды. Если записанные ноты, извлекаемые из разных инструментов, проиграть без этой начально атаки, их будет сложно определить и даже отличить друг от друга. Запись фортепианной мелодии, проигранная наоборот, вообще не имеет ничего общего со звуком фортепиано, даже при том, что обертоны не изменяются.

Каким-то образом тембр возникает как интегрированное качество статических и динамических признаков звука. Мы слышим не смесь гармонических призвуков, модулируемых повышающейся и понижающейся громкостью, а воспринимаем цельный феномен, гештальт, который мгновенно распознается как «пианино», «маримба» или «труба». Существуют веские эволюционные причины, по которым мы должны были научиться объединять все аспекты тембра в единую звуковую сущность: это умение помогает соотносить звуки с конкретным источником, даже если их абстрактные характеристики изменяются (например, мы узнаем голоса друзей и родственников и различаем предостерегающие звуки и крики животных). Если рассматривать это как адаптивную функцию восприятия тембра, то можно говорить об эмоциональном тембральном подтексте.

Если качество звука различных инструментов действительно является результатом смешения гармоник, то вероятно возможно «синтезировать» сложные звуки из их одночастотных компонентов. По такому принципу работают органные регистры: они отделяют определенные комбинации труб, при этом каждая труба создает (в теории) одну ноту в соотвествии с ее размером. Эти объединения симулируют звук целого ряда инструментов, от деревянных до медных духовых инструментов и струнных. Но любое ухо определит, что трубы органа могут воспроизвести не только грубую, иногда неидентифицируемую имитацию перечисленных инструментов. Первые электронные синтезаторы стремились более качественно воспроизводить тембр инструментов при помощи немодулированных синусоидальных тонов и наложения огибающих громкости для модуляции атаки и спада[58]. Результаты все равно были недостаточны: удавалось с большой натяжкой воссоздать голоса деревянных и медных духовых, но синтезированные фортепиано и скрипки звучали крайне неубедительно. Очевидно, что наше восприятие выдвигает высочайшие требования к воспроизведению тембра и не соглашается довольствоваться дешевой имитацией. Ранняя синтезаторная музыка, подобная историческому альбому 1968-го года «Switched On Bach» Уэнди Карлос, завоевала популярность исключительно из-за новизны и «электронности» звучания, а не из-за тождества с голосами традиционных инструментов. Современные синтезаторы справляются с поставленной перед ними задачей несравнимо лучше, потому что они больше не работают по «восходящему» принципу, чтобы имитировать звуки. Вместо этого применяются оцифрованные звуковые фрагменты-сэмплы настоящих инструментов (почти как громоздкие магнитные ленты меллотрона – основы прог-рока) или так называемый подход физического моделирования, который опирается на математические уравнения и алгоритмы при воспроизведении акустических особенностей разных инструментов.