Словари и журналы / Психологические журналы / =Психологический журнал / Психологический журнал за 2006 г. номер 4

СООТНОШЕНИЕ ЗВУКОВ НОТ С БАЗОВЫМИ ЭМОЦИЯМИ

Автор: Ч. А. ИЗМАЙЛОВ, Ю. Я. ЛАБКАЕВ, Л. В. МАТВЕЕВА, Н. Ч. ИЗМАЙЛОВА, А. Ю. КОШМАРОВ

СООТНОШЕНИЕ ЗВУКОВ НОТ С БАЗОВЫМИ ЭМОЦИЯМИ¹

© 2006 г. Ч. А. Измайлов*, Ю. Я. Лабкаев**, Л. В. Матвеева***, Н. Ч. Измайлова****, А. Ю. Кошмаров*****

*Доктор психол. наук, профессор кафедры психофизиологии факультета психологии МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва

**Доктор физ. -мат. наук, Москва ***Доктор психол. наук, ведущий научный сотрудник кафедры общей психологии факультета психологии МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва

**** Соискатель кафедры психофизиологии факультета психологии МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва

***** Кандидат психол. наук, президент Центра "Новоком", Москва

Проведено исследование эмоциональной характеристики звуков музыкальных нот в частотном диапазоне первых двух октав. Эмоциональная характеристика определялась через базисные эмоции, составляющие круг Шлоссберга. Показано, что базисные эмоции связаны с частотой звука периодической функцией и разделяются на два класса с периодом в 12 и 24 такта. Каждый музыкальный звук может быть специфицирован девятимерным вектором, компоненты которого выражают степень сходства девяти базисных эмоций с данной нотой. Предложена модель эмоционального музыкального звука в виде девятимерного аффинного пространства, в котором каждая нота представлена эмоциональным вектором, а эмоциональная характеристика комбинации музыкальных звуков (аккорда) определяется путем векторного сложения.

Ключевые слова: эмоция, звук, многомерное шкалирование, векторная модель.

В работе [5] исследовалась субъективная взаимосвязь звуков 12 музыкальных нот (до, до-диез, ре, ре-диез, ми, фа, фа-диез, соль, соль-диез, ля, ля-диез, си), повторявшихся через октаву, с цветовыми тонами спектра. Спектральный диапазон был также разделен на 12 ступеней, субъективно равных по цветовому тону. Каждый цветовой тон повторялся на разных уровнях яркости и насыщенности. В опытах участвовало три группы испытуемых: молодые люди без музыкального образования, пожилые (старше 50 лет) и молодые люди с музыкальным образованием. Испытуемые оценивали степень субъективного сходства пары звук-цвет в баллах от 9 (максимальное сходство) до 0 (полное отсутствие сходства). Пары комбинировались случайным образом и предъявлялись в случайном порядке. Результаты опытов показали, что для каждой звуковой ноты существует максимально сходный с ней цветовой тон, который сохраняется при изменении яркости цвета и при переходе на другую октаву. Это сходство не зависит от музыкального образования испытуемых, но изменяется при возрастной деформации слуховой системы. На этом основании был сделан вывод о согласованности 12-ступенной шкалы цветового тона с 12-ступенной шкалой звуков музыкальных нот и механизм этого согласования - сенсорной синестезии звука и цвета.

В более ранних работах по взаимосвязи цвета и эмоций [1, 3] было показано что эмоции, представленные своими названиями, обнаруживают однозначную связь с монохроматическими цветами, в результате чего оказывается возможным локализовать каждую эмоцию в цветовом пространстве, и вычислить для нее цветовые координаты в международной системе спецификации цвета МКО-31 и МКО-64.

Эти два положения позволяют выдвинуть гипотезу о возможности установления однозначной связи между звуками нот и эмоциями, и таким образом замкнуть три типа стимулов: цвета, звуки нот и эмоции в систему трехсторонних связей между соответствующими субъективными феноменами.

Для проверки гипотезы о взаимосвязи звуков нот и эмоций в работе ставятся следующие задачи:

1. Построить эмоциональное пространство по данным матрицы смешения, позволяющее установить соответствие оценок испытуемых искомой взаимосвязанности эмоциональных и звуковых стимулов.

2. Выявить форму взаимосвязи базисных эмоций со звуками нот, представляющими разные октавы.

¹ Работа финансировалась Российским гуманитарным научным фондом (проекты N 01 - 06 - 00179а, N 04 - 06 - 00232а).

стр. 59

МЕТОДИКА

Стимуляция. В экспериментах использовались два ряда стимулов. Первый набор состоял из 9 названий основных эмоций (радость, удовольствие, удивление, горе, печаль, страх, отвращение, гнев, спокойствие), которые определяют круговую структуру эмоционального пространства по главной эмоциональной характеристике - эмоциональному тону [2, 4, 9, 10].

Второй набор стимулов представляли 24 тональных звука в диапазоне двух октав. Звуки генерировались на высококачественном генераторе чистых тонов ГЗ-5 и записывались в память компьютера через звуковую карту. Воспроизведение звуков осуществлялось через наушники.

Длительность предъявления каждого стимула в паре "эмоция-звук" равнялась 1 сек. Интервал между стимулами в паре был 0.2 сек. После окончания звукового стимула испытуемому давалось 2 секунды для ответа, и предъявлялась следующая пара. Пропуск или опоздание ответа в данные не включались. Ответы необходимо было давать по первому впечатлению, не раздумывая. Каждая пара предъявлялась испытуемому два раза. Порядок предъявления стимулов в паре и самих пар варьировался квазислучайным образом.

Инструкция. Испытуемому последовательно предъявлялась пара стимулов - название эмоции и звук - и он должен был оценить степень субъективного сходства между ними в баллах от 1 (минимальное сходство) до 9 (максимальное сходство).

Испытуемые. Испытуемыми были молодые люди в возрасте 20 - 35 лет с нормальным зрением и слухом, не имеющие профессионального музыкального образования.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате опытов были получены два типа матриц оценок попарного сходства эмоциональных и звуковых стимулов в соответствии с количеством названий эмоций. В одном случае использовалось 9 названий, в другом 8 (из основного списка было исключено название "страх"). Это было сделано для изменения контекста, как дополнительного фактора контроля опытов. В каждой подгруппе матрицы проверялись на согласованность по коэффициенту корреляции, и на этом основании усреднялись по подгруппе. В итоге для анализа использовались две усредненные матрицы попарных сходств 8 x 24 (данные по 4 испытуемым группы А) и 9 x 24 (данные по 5 испытуемым группы Б), элементом которых служит среднее арифметическое по всем предъявлениям пары: эмоция (столбец) - звук (строка). Матрицы приведены в таблице, каждая оценка которой представляет собой среднее арифметическое по числу предъявлений каждой пары, умноженное на 10.

По данным каждой матрицы смешения были вычислены матрицы попарных звуковых различий для 8 и 9 эмоций соответственно. Алгоритм вычисления детально описан в работе [3]. Эти матрицы анализировались методом многомерного шкалирования для построения пространства названий эмоций, служащего тестом правильности исходных оценок [6, 8]. В случае соответствия полученного пространства характеристикам эмоционального пространства (которые хорошо известным в литературе по психологии эмоций под названием эмоционального круга Шлоссберга), может быть сделан вывод о том, что исходная матрица смешения является адекватным отражением соотношений между звуками нот и эмоциями. Если же полученное пространство дает случайную конфигурацию точек-эмоций, то вывод должен быть противоположным. Два пространства названий эмоций, полученные в результате анализа, приведены на рис. 1. Они представляют собой проекции точек-названий эмоций на плоскость двух первых координат пространства, которые характеризуют эмоциональный тон.

Далее, по данным таблицы для каждого звука была построена функция распределения оценок сходства этого звука с эмоциями, то есть эмоциональная характеристика ноты. Графики некоторых из этих функций приводятся на рис. 2. По оси абсцисс графика отложена последовательность эмоций, как она задана в эмоциональном круге Шлоссберга: от центра круга, представленного эмоцией "спокойствие", идут точки, которым соответствуют основные эмоции от "радости" до "гнева". По оси ординат графика откладывается усредненная по предъявлениям оценка сходства данного звука с каждой из эмоций (соответствующий столбец в таблице). Таким образом, этот график характеризует звук музыкальной ноты по степени сходства с разными эмоциями. По данным таблицы можно установить характеристику каждой эмоции по звуковому ряду (представлена функцией распределения оценок по строке).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Эмоциональное пространство звуковых ассоциаций. Представленные на рис. 1 две конфигурации эмоциональных названий, полученные по данным матриц смешения звуков нот и названий эмоций, позволяют говорить о том, что эмоциональные ассоциации звуков имеют структуру, полностью согласованную со структурой самих эмоций, которая хорошо известна из результатов экспериментальных исследований [2, 4, 9, 10]. Она представляет собой круговую последовательность основных эмоций - радость, удивление, страх, печаль, отвращение и гнев, - с центральной точкой, характеризующей эмоцию "спокойствие". На рис. 1 видно, что для обеих эксперимен-

стр. 60

Групповые и индивидуальные оценки сходства между эмоциями и звуками музыкальных нот

тальных ситуаций, когда испытуемые оценивали нотные звуки по набору из 8 или 9 названий основных эмоций (рис. 1а и 1б соответственно) получаются результаты, хорошо согласующиеся с круговой траекторией эмоций. Добавление эмоции "страх" в ряд стимулов для испытуемых группы Б дает существенный аргумент в пользу утверждения, что полученное по звуковым ассоциациям пространство представляет именно эмоции, поскольку этот стимул попадает на "свое" место в круговой траектории эмоций. Дополнительным аргументом служит использование близких по значению эмоциональных названий (радость и удовольствие, печаль и горе), которые располагаются по соседству. Это все показывает значительную стабильность и верифицируемость полученной структуры, что позволяет прейти к рассмотрению эмоциональной характеристики отдельных звуков нот.

Эмоциональная характеристика звуков музыкальных нот выводится из графика, характеризующего данный звук как функцию оценки сходства от изменения эмоции. Построенные для каждой музыкальной ноты графики этой функции приводятся на рис. 2. Сравнение этих графиков друг с другом показывает, что функция связи звуков нот с эмоциями имеет в основном оппонентную форму с двумя противоположно направленными пиками. При переходе от ноты к ноте в соответствии с увеличением частоты звука наблюдается отчетливая тенденция постепенного изменения положения максимума и минимума функции в противофазном направлении. Если для первых нот первой октавы (рис. 2а, б), характеризующихся низкими частотами, значение функции максимально для негативных (страх, горе, отвращение) и минимально для положительных (радость, удовольствие) эмоций, то с увеличением частоты звука в нотах конца второй октавы

стр. 61

Рис. 1. Семантическое пространство названий базисных эмоций, полученное: а - по данным испытуемых группы А для восьми стимулов-названий, б - по данным испытуемых группы Б для девяти стимулов-названий.

На обоих графиках базисные эмоции образуют одинаковую круговую последовательность, аналогично кругу Шлоссберга, с положением в центральной части круга эмоции "спокойствие".

(рис. 2д, е) картина обратная: значение функции становится максимальным для положительных и минимальным - для негативных эмоций. На графиках рис. 2в, г хорошо видно, что этот переход максимума в минимум совпадает с переходом от первой октавы ко второй. На этих графиках функция имеет достаточно уплощенные кривые обеих фаз, что характеризует некоторую граничную область переходного процесса.

В общем виде для анализируемых в данных экспериментах музыкальных нот можно заключить, что наиболее низкие ноты первой октавы имеют явную негативную эмоциональную характеристику, которая по мере перехода к более высоким нотам постепенно сменяется на позитивную эмоциональную характеристику.

Таким образом, максимальная выраженность эмоции монотонно связана с частотой звука в области двух октав, причем монотонность имеет противоположный знак для позитивных и негативных эмоций. Это позволяет сделать вывод о систематическом характере связи между эмоциями и звуками музыкальных нот. Из полученных данных следует, что формально каждый звук можно рассматривать как девятимерный вектор, а все множество звуков нот как аффинное пространство, в котором вводится операция сложения векторов. В этом случае музыкальный аккорд, представляющий собой пространственную или временную комбинацию нескольких музыкальных нот, может быть представлен в эмоциональном пространстве вектором, полученным путем сложения векторов, соответствующих отдельным звукам данного аккорда.

Музыкальная характеристика основных эмоций. Полученная выше характеристика звуков нот по базисным эмоциям имеет достаточно последовательную тенденцию перетекания максимума связи от полюса негативности (рис. 2а) к полюсу позитивности (рис. 2е). Эмоциональная оппозиция "радость-горе" взаимооднозначно представлена музыкальной оппозицией соответствующих нот. Это хорошо видно из графиков на рисунке 3а и 3б, представляющих обратную характеристику их взаимосвязи - когда эмоции "радость" и "горе" выражены как функции от последовательности звуков нот. Эта взаимооднозначность позволяет соотнести эмоции и музыкальные ноты по одному из основных измерений эмоционального пространства - по оси знака эмоции (рис. 1).

На рис. 1 видна и другая оппозиция эмоций - "гнев-страх" (или "гнев-удивление"), - которая создает второе измерение эмоционального пространства. По данным таблицы, сравнение распределения оценок (соответствующих строк) для этой оппозиции не позволяет говорить о полной оппозиции звуковых характеристик эмоций "гнев" и "страх". Так, по более высоким нотам, которые представлены в правой части таблицы, оппозиция видна, но в левой части таблицы, характеризующей наиболее низкие ноты, этой оппозиции нет. Если же сравнить аналогичные функции для других эмоций, например, "удивление", "спокойствие" или "отвращение", то наиболее подходящими для оппозиции будут звуковые функции эмоций "спокойствие" и "гнев" (рис. 4а, б). Звуковые функции эмоций "гнев" и "спокойствие"

стр. 62

Рис. 2. Эмоциональные характеристики различных музыкальных нот. По оси абсцисс - обозначения базисных эмоций в последовательности, соответствующей эмоциональному кругу, показанному на рис. 1. По оси ординат - оценка степени сходства указанного на графике звука ноты с каждой из базисных эмоций.

Графики демонстрируют последовательное взаимное перемещение максимумов и минимумов от звуков нот, представляющих низкие частоты (до и до-диез первой октавы - а и б), к нотам, представляющим более высокие частоты (ля и си второй октавы - д и е);в и г- промежуточный уровень перемещения пиков эмоциональной характеристики звука для нот, расположенных в среднем диапазоне частот. Каждый звук нотного ряда представляет собой девятимерный эмоциональный вектор.

стр. 63

Рис. 3. Звуковые характеристики базисных эмоций "радость" (а) и "горе" (б). По оси абсцисс отложены 24 звука нот, представляющие первые две октавы музыкального нотного ряда, а по оси ординат - оценка сходства базисной эмоции, указанной на графике, с каждой музыкальной нотой. Оба графика обнаруживают достаточно простые функции, характеризующие монотонную связь эмоций и звуков в 24-ступенном диапазоне двух октав.

Рис. 4. Звуковые характеристики базисных эмоций "спокойствие" (а) и "гнев" (б). Оси координат такие же, как и на рис. 3. Оба графика обнаруживают такую же простую связь эмоций и звуков, но уже в 12-ступенном диапазоне.

находятся в оппозиции по всему диапазону рассматриваемых в данной работе звуков нот; аналогичные результаты получены для эмоциональной пары "радость"-"горе". Однако по форме звуковые функции оппонентных пар эмоций отличаются. Эмоции "радость" и "горе" имеют монотонные (возрастающую и убывающую) функции от более низких к более высоким звуковым частотам, тогда как эмоции "гнев" и "отвращение" имеют форму пологой параболы с вершиной в средней части ряда звуков нот и с противоположно направленными ветвями. Полученное разделение звукового диапазона на две оппозиции позволяет выдвинуть гипотезу о принципе взаимосвязи звуков нот и эмоций.

Взаимосвязь звуков нот и эмоций. В основе этой гипотезы лежит 12-ступенный ряд звуков нот, который повторяется дважды в последовательности 24 стимулов, использованных в наших опытах и представленных осью абсцисс на графиках функций, которые характеризуют звуко-эмоциональные оппозиции (рис. 3 - 4). На этих графиках видно, что экстремальные точки для всех четырех звуковых функций, представляющих эмоции "горе", "радость", "гнев", "спокойствие", располагаются либо на краях (рис. 3а, б), либо в середине (рис. 4а, б) последовательности из 24 звуковых стимулов. В общем случае, мы можем говорить о том, что форма взаимосвязи эмоций и звуков нот меняется монотонно от одного

стр. 64

конца последовательности из 24 звуков нот до ее середины, и от середины до другого конца. То есть в данной взаимосвязи отражается именно 12-ступенный ряд звуков нот. Поскольку эта характеристика ограничена двумя октавами, нельзя сделать общий вывод, как будут ассоциироваться с эмоциями звуки нот следующих октав. Однако наблюдаемые закономерности позволяют выдвинуть следующую гипотезу, исходя из 12-ступенно-го цикла звуков нот.

Можно предположить, что функция связи положительных эмоций ("радость", "удовольствие") со звуками, достигнув максимума в высоких нотах второй октавы, начнет монотонно убывать, приходя к минимуму в области высоких нот четвертой октавы, а функция связи отрицательных эмоций ("горе", "печаль") со звуками, достигнув минимума в высоких нотах второй октавы, по-видимому, начнет монотонно возрастать, приходя снова к максимуму в области высоких нот четвертой октавы, поскольку эти функции находятся в противофазе с периодом в 24 ноты. Функции связи эмоций "гнев", "спокойствие" со звуками также находятся в противофазе друг к другу, но их периодичность короче в два раза, и составляет 12 звуков нот. Аналогичным образом можно характеризовать и другие базисные эмоции. Например, 12-ступенный период имеет функция связи эмоции "отвращение" со звуками, а функция эмоции "страх" имеет период в 24 звука. Таким образом, на основании полученных данных делается предположение, что функция связи эмоции и звуков нот является периодической, с периодом для разных эмоций в 12 или 24 звука.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тональные звуки в частотном диапазоне двух первых октав музыкального ряда имеют систематическую взаимосвязь с базисными (биологическими) эмоциями, и каждый звук может быть представлен как вектор в базисном эмоциональном пространстве. Данное векторное пространство является общим для всех испытуемых, которые участвовали в опытах, и характеризует первичный, базисный эмоциональный отклик организма на звуковое воздействие.

Поскольку любое музыкальное произведение состоит из комбинации отдельных звуков (квазиаккорда), можно выдвинуть наиболее простое предположение, что интегральное эмоциональное воздействие такого квазиаккорда будет представлено направлением суммарного вектора, компоненты которого вычисляются в соответствии с полученными в данной работе функциями. То есть, суммарный эмоциональный эффект, вызванный данной комбинацией звуков нот, может быть представлен как девятимерный вектор, компонентами которого являются все те же девять базисных эмоций.

Эмоциональный эффект музыкального аккорда, вычисленный таким образом, конечно, не исчерпывает всех аспектов эмоционального переживания музыки, он касается только одного, психофизиологического аспекта, причем, связанного именно с чистыми тонами. Но, с другой стороны, психофизиологический аспект эмоционального переживания характеризует базисный уровень, который, возможно, определенным образом связан со сложным "многоэтажным зданием" эмоционального воздействия музыки на человека.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Веккер Л. М. Психические процессы. Л.: Изд-во ЛГУ, 1981. Т. 3.

2. Изард К. Е. Эмоции человека. М: Изд-во МГУ, 1980.

3. Измайлов Ч. А. Цветовая характеристика эмоций // Вестн. Моск. ун-та. Серия 14. Психология. 1995. N 4. С. 27 - 35.

4. Измайлов Ч. А., Коршунова С. Т., Соколов Е. Н. Сферическая модель различения эмоциональных выражений схематического лица. // Журн. высш. нерв. деят. 1999. Т. 49. N 2. С. 186 - 199.

5. Измайлов Ч. А., Лабкаев Ю. Я., Матвеева Л. В., Кошмаров А. Ю., Марьюшкин А. Л., Расников Г. В. Взаимосвязь цвета и звука // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14. Психология. 2002. N 1. С. 9 - 22.

6. Измайлов Ч. А., Соколов, Е. Н., Сукретная Л. М., Шехтер Л. М. Семантическое пространство искусственных цветовых названий // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14, Психология. 1992. N 1. С. 3 - 14.

7. Измайлов Ч. А., Черноризов А. М. Психофизиологические основы эмоций. М.: Изд-во МПСИ, 2004.

8. Шепард Р. Многомерное шкалирование и неметрические представления // Нормативные и дескриптивные модели принятия решений. Материалы советско-американского симпозиума. М.: Наука, 1981. С. 84 - 97.

9. Frijda N. H. Emotions and recognition of emotion // Feelings and Emotions / Ed. M. B. Arnold. New York: Academic Press, 1970.

10. Schlosberg H. S. A scale for the judgements of facial expressions // J. of Experimental Psychology. 1941. V. 29. P. 497 - 510.

стр. 65

CORRELATION OF PRINTED MUSIC SOUNDS WITH BASIC EMOTIONS

Ch. A. Izmailov*, J. Ya. Labkaev**, L. V. Matveeva***, N. Ch. Izmailova****, A. J. Koshmarov*****

* ScD (psychology), professor of psychophysiology chair, department of psychology, Moscow State University after M. V. Lomonosov

** ScD (physics and mathematics), Moscow

*** ScD (psychology), principal research assistant of the general psychology chair, department of psychology, Moscow State University after M. V. Lomonosov

**** Competitor of psychophysiology chair, department of psychology, Moscow State University after M. V. Lomonosov

***** PhD, president of "Novokom" centre, Moscow

The research of printed music sounds emotional characteristic in a frequency range of first two octaves was carried out. The emotional characteristic was determined through basic emotions making Schlossberg's circle. It is shown, that basic emotions are related to sound frequency by periodic function and divided into two classes of 12 and 24 bars periods. Each musical sound can be specified as nine-dimensional vector, components of which express a degree of similarity of nine basic emotions with the given note. The model of emotional music sound in the form of nine-dimensional Affine space in which each note is presented by an emotional vector and musical sounds combination (chord) emotional characteristic is defined by vector addition is proposed.

Key words: emotion, multidimensional scaling, vector model.

стр. 66