14 Исходные положения акустической теории речеобразования. Источники звука, их комбинаторика. Частота основного тона. Явление резонанса. Гармоники и форманты.

Акустическая теория речепроизводства.

Итак, с точки зрения акустики речевой тракт представляет собой совокупность соединенных между собой воздушных резервуаров (полостей глотки, рта и носа), каждый из которых (и все они вместе) может служить резонатором. Чтобы заставить колебаться столб воздуха, заключенный в этих резервуарах, необходимо воздействовать на них какой-либо силой. Эта сила создается источником звука, который может находиться как в самóм речевом тракте, так и за его пределами (таким источником являются, например, голосовые связки).  Существует два основных типа источников речевых звуков: 

1. голосовой (квазипериодический) – для звонких звуков, и 

2. шумовой (непериодический) – для согласных. Шумовой источник может быть 

• импульсным (в случае смычных согласных)  в этом случае колебания создаются резким скачком давления в результате раскрытия смычки и быстро затухают;

• турбулентным (с его участием образуются фрикативные согласные) – в этом случае колебания создаются воздушной струей, возникшей вследствие наличия сужения в речевом тракте, и могут поддерживаться длительное время. 

При произношении некоторых звуков имеется только один источник: голосовой у гласных, импульсный  у глухих взрывных, турбулентный  у глухих фрикативных. Возможна, однако, и любая комбинация источников. В акустической теории речеобразования (АТР), создателем которой является шведский ученый Гуннар Фант, речь рассматривается как процесс фильтрации. Это означает, что речевой тракт выступает в функции фильтра, пропускающего только те частоты, порожденные источником звука, которые совпадают с его собственной частотой. Надгортанные полости являются резонаторами, собственные частóты которых могут довольно значительно изменяться в зависимости от положения артикулирующих органов, придающих им разный объем и форму (наибольшее значение имеет при этом длина резонатора, а также место и площадь его поперечного сечения).  Акустическую характеристику звука речи можно представить равенством: P = S*T. Это равенство является формальной записью основного положения акустической теории речеобразования: спектр звука является результатом воздействия одного или нескольких источников на фильтрующую систему речевого тракта. 

Источники звука, их комбинаторика.

Комбинаторные звуковые изменения — такие изменения звуков, которые вызваны влиянием соседних звуков, а также и других фонетических условий, наблюдаемых в слове: ударения, места звука в слове (в начале, середине, конце) и т. д. Другими словами, причины К. изменений заключаются в сочетании ("комбинации ") известного звука, точнее — физиологических работ (артикуляций), необходимых для его образования, с различными другими физиологическими работами, необходимыми для образования соседних звуков и даже целого слова

К. звуковые процессы противополагаются так называемым спонтанеическим (см.), происходящим в силу общих условий физической и духовной организации человека, вне зависимости от какой-либо специальной причины, которую можно было бы указать в том же слове, где находится измененный звук. В основе К. звукового изменения лежит приспособление одной или нескольких физиологических работ, "комбинированных" с другими работами, к одной или нескольким из этих последних. Приспособление это имеет результатом передвижение или перемещение известной физиологической работы (артикуляции) во времени или пространстве. Так, итальянское ottavo из латинского octavu s представляет собой случай пространственного передвижения артикуляции: заднеязычный затвор, необходимый для К., под влиянием переднеязычной артикуляции для t, превращается тоже в переднеязычный. Образование простых гласных ë и ö из дифтонгов ai и au (например, в санскрите) также сводится к передвижению артикуляций для гласных a и i, u в пространстве, а именно артикуляция для a приближается к артикуляциям для i и u, а артикуляции для i и u — к артикуляции гласного a. В результате получаются гласные средние между а и i(e), a и u (o). Примером передвижения артикуляций во времени может служить русское народное мнуквместо внук. Артикуляция нёбной занавески, опущение которой необходимо для образования носового звука н, наступает раньше, еще во время губно-зубной артикуляции для согласного в, вследствие чего этот последний превращается в губной носовой (с опущением нёбной занавески) согласный м.

Наиболее частым случаем такого приспособления одних физиологических работ к другим являются разные виды ассимиляции или уподобления одних звуков другим. Ассимиляция бывает 1) регрессивная, 2)прогрессивная и 3) взаимная. В регрессивной ассимиляции следующий звук влияет на предыдущий; например мост, но мосьтить (мостить) с мягким с, вызванным влиянием следующего мягкого т, в свою очередь смягченного влиянием следующего нёбного гласного и. Регрессивная ассимиляция очень часта в индоевропейских языках. Прогрессивная ассимиляция состоит в уподоблении следующего звука предыдущему; например в народных чайкю, хозяйкя, вместо чайку, хозяйка, мягкость к вызвана влиянием предшествующего нёбного согласного j (й). Образчиком взаимной ассимиляции может служить вышеприведенное образование ē и ō из дифтонгов ai и au: a уподобляется к i, а i к a, в результате чего является ē; а уподобляется к и, и к а, и в результате — средний гласный ō.

Кроме того, различают полную ассимиляцию и неполную или частную. Первая совершается тем легче, чем больше у двух соседних звуков общих свойств: так, уподобление одноорганных губных звуков б и м в народном омморок (литер. обморок) является полным, но в случае мнук (литер. внук) имеется неполная ассимиляция, ибо согласные в и н образуются различными органами (в — нижней губой на верхних зубах, ан — передней частью языка на верхних зубах), а потому и общих свойств у них меньше, так что уподобление является только частным.

Кроме ассимиляции, к К. звуковым изменениям относятся: 1) развитие вторичных звуков гласных и согласных: р мертв и санскритское mrt á; народное ндрав, страм и литературное нрав, срам; 2) различные случаи исчезновения гласных и согласных: например русское купец (ст. сл. коупьць), но купца (ст. сл. коупьца); пост, но посный (постный) и т. д.; 3) случаи так называемой эпентезы (см.); 4) случаи заменительного растяжения (см.); 5) так называемая перестановка (метатезис) звуков (см.).

Чистота основного тона.

Речевые звуки – комплексные колебания, т.е. – сложнейшие сочетания простых или чистых тонов и/или шумов.

Простой (чистый) тон – переодическое колебание, которое имею только одну частоту колебания. Иначе гармоническое колебание.

Графиком простого периодического (гармонического) колебания являеися синусоида. В следствие силы трения амплитуда колебания снижается, происходит затухание колебания, но частота колебаний остается постоянной.

Гармонические колебания могут отличаться по частоте, амплитуде и фазе.

Звуки такого рода в природе не существуют, существуют звуки близкие чистому тону.

Резонанс.

 Итак, одной из причин сложности большинства звуков является наличие в их источнике нескольких частотных составляющих. Другая причина связана с явлением резонанса, в результате которого изменяются амплитуды гармоник источника. Именно резонансы, возникающие в речевом тракте, позволяют получить огромное разнообразие звуков речи при наличии весьма ограниченного набора источников речевых звуков. В самом упрощенном виде, резонанс – это вибрация одного тела, вызванная вибрацией другого. Все колебания подразделяются на свободные и вынужденные. Если тело для того, чтобы оно колебалось, вывели из состояния покоя однократно, это свободное колебание. Частота этих колебаний совпадает с собственной частотой колеблющегося тела. Свободные колебания быстрее затухают (амплитуда сводится к нулю). Колебания, поддерживаемые внешней силой, называются вынужденными. В случае вынужденных колебаний собственная частота колеблющегося тела заменяется частотой колебаний вынуждающего тела. Если же эти частóты (собственная частота колеблющегося тела и частота вынуждающей силы) совпадают и вынуждающая сила действует "в такт" с колебаниями данного тела, амплитуда колебаний резко возрастает. В этом и состоит явление резонанса: Резонанс – это увеличение амплитуды вынужденных колебаний, вызванное совпадением частоты вынуждающей силы и частоты колеблющегося тела. Резонатор - тело, колебания которого вызваны другими колебаниями. Резонатор только усиливает те колебания, вызванные источником, частота которых совпадает с его собственной частотой (или приближается к ней). Для речевой акустики большое значение имеют акустические резонаторы – контейнеры с воздухом, определенный объем которого тоже является резонатором. Примером действия акустического резонатора может служить резонанс, возникающий при наливании воды в бутылку: в этом случае звук становится все выше и выше, так как объем воздуха уменьшается (для акустических резонаторов, одним из которых является речевой тракт человека, наибольшее значение имеет объем, меньшее – форма).  При речепроизводстве в резонаторах речевого тракта – полостях глотки, рта и носа – усиливаются некоторые частóты источника звука (в зависимости от объема и формы этих полостей). В этом состоит основное положение акустической теории речеобразования: свойства речевых звуков определяются свойствами их источников и резонаторов речевого тракта.