§ 27. Сведения из акустики

Общей теорией звука занимается раздел физики –акустика[ 237 ]. С точки зрения акустики, звук – это результат колебательных движений какого–либо тела в какой–либо среде, осуществляемый действием какой–либо движущей силы и доступный для слухового восприятия. Тело может быть любого вида (твердое – хлопанье в ладоши, жидкое – всплеск воды, газообразное – звук выстрела). Среда должна быть проводником звука до органа восприятия; в безвоздушном пространстве, как известно, звук образоваться не может.

Акустика различает в звуке следующие признаки:

1. Высоту, что зависит от частоты колебаний, причем, чем выше частота колебаний, т. е. чем больше колебаний приходится на единицу времени, тем выше звук; чем ниже частота колебаний, т. е. чем меньше их приходится на единицу времени, тем ниже звук.

Человеческое ухо может различать высоту звуков в пределах от 16 до 20 000 Гц[ 238 ].

Так называемые инфразвуки (ниже указанных пределов) и ультразвуки (выше указанных пределов) человеческое ухо не воспринимает, тогда как, например, для восприятия собак, лис, летучих мышей и особенно дельфинов ультразвуки вполне доступны.

2. Силу, что зависит от амплитуды[ 239 ] (размаха) колебаний, т. е. от расстояния высшей точки подъема и низшей точки падения звуковой волны; чем больше амплитуда колебания (т. е. чем сильнее размах), тем сильнее звук.

3. Длительность или долготу, т. е. продолжительность данного звука с его количеством колебаний во времени; для языка важна главным образом соотносительная длительность звуков. Так, в русском языке ударные гласные длительнее безударных, но во многих языках под ударением бывают и долгие, и краткие гласные (в немецком, английском, французском, киргизском, туркменском и др. языках).

4. Тембр[ 240 ] звука, т. е. индивидуальное качество его акустических признаков.

Для уяснения этого следует рассмотреть, прежде всего, типы звуковых колебаний.

Колебания могут быть периодическими (иначе: равномерными), когда количество колебаний на единицу времени не изменяется, а остается постоянным, и непериодическими (иначе: неравномерными), когда количество колебаний на единицу времени меняется. В результате периодических колебаний возникают тоны (таковы в процессе речи колебания голосовых связок и воздуха, заполняющего полости рта и носа); в результате же непериодических колебаний возникают шумы (таковы колебания губ, языка, маленького язычка, звуки трения и взрыва у сближенных или сомкнутых органов речи). Тоны имеют абсолютную высоту, шумы обладают лишь относительной высотой, поэтому можно говорить о более высоких и низких шумах, но определить абсолютную высоту шума нельзя. Для образования звуков, и в частности звуков речи, очень важную роль играет резонáнс[ 241 ]. Резонанс возникает в замкнутой воздушной среде (дека струнных инструментов, полое пространство в духовых инструментах, помещение, где производится звук, ротовая, носовая и глоточная полости речевого аппарата).

Благодаря наличию резонатора основной первоначальный тон усиливается и обогащается наслаивающимися на него гармоническими обертóнами[ 242 ], более высокими тонами, число колебаний которых является кратным по отношению к числу колебаний основного тона[ 243 ].

Однако тоны в резонаторе могут возникать и без наличия основного тона. Это резонаторные тоны (или собственные тоны резонатора), возникающие от колебательных движений содержащегося в резонаторе воздуха, возбуждаемых движущей силой (например, дуновением, силой дыхания). Каждый резонатор имеет собственную тоновую настройку, которая будет различной в зависимости от объема и формы резонатора, его перегораживания и от состояния стенок резонатора.

Новейшими экспериментальными исследованиями доказано, что резонаторы, через которые проходит воздушная волна (например, полые духовые инструменты, а также ротовая полость человека), резонируют задней и передней частью отдельно, удлинение и укорочение резонатора также меняет его тоновую настройку. Область резонирования (задняя, передняя), а также (метонимически) и результат резонирования (низкие, высокие тоны) называются формантой[ 244 ]. Общий собственный тон резонатора – результат наложения формант друг на друга с преобладанием какой–нибудь из них.

Роль стенок резонатора основана на известном физическом законе: гладкая поверхность отражает, а рыхлая поглощает. Поэтому напряженная мускулатура языка содействует излучению резонаторных тонов, рыхлая же поверхность ненапряженного языка впитывает тоны и смазывает характерные резонаторные тоны.

Таким образом, тембр звука – явление сложное, содержащее в себе основной тон и шум (или их комбинацию), гармонические обертоны (если есть основной тон) и резонаторные тоны.

§ 28. Анатомия речевого аппарата и физиология органов речи

Термин речево й аппара т (т.е. совокупность органов речи, к которым относятся: губы, зубы, язык, небо, маленький язычок, надгортанник, полость носа, глотка, гортань, трахея, бронхи – легкие, диафрагма) следует понимать условно.

Так как язык – явление общественное, а не биологическое, то от природы никаких «органов речи» нет. Все перечисленные органы имеют прямые биологические функции как органы обоняния, вкуса, дыхания, приема и переработки пищи. Это создано природой. Применение этих органов для производства звуков речи – всецело заслуга человечества, давшего им добавочную «культнагрузку».

Ф. Энгельс писал: «…Формировавшиеся люди пришли к тому, что у них появилась потребность что–то сказать друг другу. Потребность создала себе свой орган: неразвитая гортань обезьяны медленно, но неуклонно преобразовывалась путем модуляции для все более развитой модуляции, а органы рта постепенно научались произносить один членораздельный звук за другим»[ 245 ].

Для образования звуков речи нужны те же условия, что и для образования звуков вообще: движущая сила, тело, колебания которого дадут тоны и шумы, и резонатор для оформления тембра звуков.

Источником образования большинства звуков речи, т. е. движущей силой, служит струя воздуха, выталкиваемая из легких по бронхам, трахее через гортань и далее через глотку и полость рта (или носа) наружу. Таким образом, речевой аппарат человека похож на духовые инструменты, состоящие из мехов (у человека – легкие), «язычка» или иного способного к ритмическим колебаниям тела, дающего тон (у человека – голосовые связки в гортани), и надставной трубы или резонатора (у человека – полость глотки, рта и носа). Однако речевой аппарат человека гораздо богаче по своим возможностям любого инструмента, да, пожалуй, и всех вместе взятых, о чем можно судить по звукоподражательным способностям человека.

Весь речевой аппарат лингвистически, т. е. с точки зрения образования звуков речи, можно разделить на три части: 1) все, что ниже гортани, 2) гортань и 3) все, что выше гортани.

Нижний этаж речевого аппарата, состоящий из двух легких, двух бронхов и трахеи, выполняет роль мехов и нагнетает струю выдыхаемого воздуха посредством напряжения мускулов диафрагмы (или грудобрюшной преграды), нужную для образования звуков в качестве движущей силы; образовать звуки речи в нижнем этаже речевого аппарата нельзя.

Средний этаж – горта нь– состоит из двух больших хрящей: перстневидного (в виде перстня, печатка которого обращена назад) и поставленного на нем щитовидного (в виде двух щитов, соединенных кпереди и выступающих углом вперед).[ 246 ] Эти два хряща образуют остов гортани, внутри которого наклонно от верха передней части к низу задней части натянуты мускулистые пленки в виде занавеса, сходящегося двумя половинами к середине, причем верхние края этого занавеса прикреплены к внутренним стенкам щитовидного хряща, а нижние – к маленьким пирамида льным, или черпалови дным, хрящам, которые имеют вид треугольников и могут также раздвигаться и сдвигаться к центру; снизу пирамидальные хрящи прикреплены к внутренней стенке «печатки» перстневидного хряща (см. рис. 3).