Jak brzmi muzyka uchem fizyka?

Muzyka naśladuje relacje, które lubi nasz mózg. Współbrzmienie niektórych dźwięków naturalnie uznajemy za piękne i nie ma to związku z kulturą, ale z budową ludzkiego ucha. Mówił o tym prof. Ernest Bartnik podczas XIV Festiwalu Fizyki w Warszawie.

 

- Słuchanie muzyki jest drugą cechą, zaraz po umiejętnościach językowych, która odróżnia człowieka od zwierząt. Trele słowików to tylko zew godowy. Ptaki nie mają przyjemności ze słuchania muzyki - przekonywał prof. Ernest Bartnik z Instytutu Fizyki Teoretycznej UW w czasie wykładu "Piękno muzyki w opinii fizyka".

 

- Pewne dźwięki w sposób naturalny brzmią miło dla ucha, a inne są w dysonansie. Niektórzy sądzą, że to jest uwarunkowane kulturowo, ale to nieprawda - powiedział fizyk. Jeśli chodzi o zależności między współbrzmieniem dźwięków, pewne odkrycia poczynił już Pitagoras. Sporządził on struny z owczych jelit i podwiesił na nich odważniki. Odkrył, że jeśli dźwięki przyjemnie współbrzmią, stosunek ciężarów daje się opisać łatwymi ułamkami. Teraz wiadomo, że dźwięk ma związek z częstotliwościami fali. Ale dlaczego niektóre częstotliwości "pasują" do siebie, a inne nie?

 

Jak tłumaczył wykładowca, dźwięk składa się z częstotliwości podstawowej i ze składowych harmonicznych, o proporcjonalnie malejących częstotliwościach. Jeśli stosunki częstotliwości podstawowych w dwóch dźwiękach są proste, składowe harmoniczne pokrywają się, a jeśli stosunki są trudniejsze do opisania - harmoniczne mają całkowicie różne częstotliwości. - Kiedy ucho słyszy jednocześnie dźwięk  "c" i "cis", odczuwa za wiele sygnałów jednocześnie i dźwięk jest nieharmoniczny i nieprzyjemny do słuchania - wyjaśniał naukowiec.

 

Dzisiejszy sposób strojenia instrumentów nie pokrywa się idealnie z tym, co ludzkie ucho uważa za piękne. Dzięki współczesnemu strojeniu łatwiejsza jest transpozycja utworu, a więc dopasowanie go do możliwości różnych instrumentów, ale cierpi przez to współbrzmienie dźwięków, które nie jest dokładnie dopasowane do możliwości ucha. Jak mówił w czasie wykładu Bartnik, "było to rozwiązanie zaproponowane przez zbrodniarza Jana Sebastiana Bacha."

 

W latach 80. XX wieku naukowcy odkryli kolejną ważną właściwość muzyki. Za pomocą transformaty Fouriera dowiedli, że muzyka jest autoskorelowana. Istnieje w niej więc zależność między kolejnymi dźwiękami. Okazuje się, że mowa ludzka ma bardzo podobny do muzyki stopień autokorelacji.

 

"Jest jednocześnie powtarzalna, ale i zaskakująca. Zmienia się w sposób ciekawy" - wyjaśniał Bartnik. Dodał, że mózg szuka właśnie takiego rodzaju powiązań między dźwiękami. Jeśli dźwięki są zbyt silnie skorelowane i powtarzają się, są eliminowane przez mózg. Dlatego po jakimś czasie nie słyszymy np. szumu rzeki. Jeśli natomiast powiązania między dźwiękami są bardzo słabe, mózg jest podrażniony i męczy się.

 

- Przyjemność sprawia jednak słuchanie sygnału skorelowanego tak, jak ludzka mowa. Mózg lubi analizować tego typu sygnały. Muzyka naśladuje więc subtelne relacje, jakie lubi nasz mózg - powiedział naukowiec. Najbliższy mowie stopień autokorelacji występuje zaś w muzyce klasycznej.

 

Prof. Bartnik zwrócił uwagę na rolę ślimaka w słyszeniu dźwięków. Ślimak to część ucha wewnętrznego wypełniona płynem. Dzięki niej możliwe jest uchwycenie fal o częstotliwości znacznie większej niż tempo najszybszych ludzkich reakcji.

 

W ślimaku pod wpływem dźwięków, wytwarza się fala stojąca. Nerwy mapują te fale na mózg. Ogromna rozpiętość częstotliwości odczytywanych przez ucho jest możliwa dzięki zastosowaniu skali logarytmicznej, a nie naturalnej. Dzięki temu rozpoznajemy nie tylko dźwięki o frekwencji 20 Hz, czy 200 Hz, ale i 2 tys. Hz, a nawet 17 tys. Hz. Chociaż jak zaznaczył naukowiec, wrażliwość na najwyższe dźwięki coraz częściej u młodzieży osłabiona słuchaniem głośnej muzyki.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

Wspomóż Nas

Twoja ocena:

Średnia ocen:

5

Liczba głosów:

2

 

 

Komentarze użytkowników (3)

Sortuj według najnowszych

Zgłoś do moderacji

marysiapaproc 16:08:24 | 2016-01-11
Może i ma on racje ale z Bachem to fakt przesadził, większość zależy od wspomnianych predyspozycji ucha więc jedni mają je bardziej rozwinięte inni mniej od cała fizyka w Warszawie http://inzynieria.com/cat/1/art/45587/ciekawe-zawody--gdzie-mozna-znalezc-prace-po-kierunku-inzyn...

Oceń odpowiedz

Zgłoś do moderacji

~Ania 18:38:43 | 2010-09-23
Super! Tylko żeby nazwać Bacha zbrodniarzem i to w odniesieniu do muzyki? Chyba się biedak w grobie przewraca...

Oceń Pokaż odpowiedzi odpowiedz

Facebook @portalDEONTwitter @deon_plYouTube @portalDEONplInstagram @deon_plKontakt

Logowanie

 
Opcja umożliwiająca automatyczne logowanie w serwisie przy kolejnej wizycie. Jest aktywna do momentu wylogowania.
zarejestruj się zapomniałeś hasła?