Громкость чистых тонов

Чтобы регулировать громкость количественно, следует иметь шкалу отношений громкости, по которой звук в одну единицу громкости вдвое громче звука с половиной единицы громкости и вполовину тише звука с двумя единицами громкости и т. д. (см. гл. I). Будет ли создала такая шкала - вопрос эмпирический, на который можно ответить только на основе опыта.

Некоторые экспериментаторы (Хэм и Паркинсон 1932; Гейгер и Флйерстоун, 1933; Черчер, Кинг и Дэвис, 1934) измеряли интенсивности, при которых один тон звучал вдвое громче другого, в половину и т. д., а Бекеши (1929), Флетчер и Мансон (1933) проводили опыты, результаты которых позволили установить степень интенсивности для половинной громкости.

Сопоставляя эти данные с данными, полученными посредством измерения уровней интенсивности, при которых тоны различных частот имеют одинаковую громкость, Флетчер и Мансон (1933) построили шкалу соотношения громкостей. Единицу громкости на этой шкале обозначили терминов Стивенса (1936), "сон", который был принят. Один сон соответствует громкости тона 1000 гц на уровне 40 дб выше порога. Другие тоны могут сравниваться по громкости с тоном в 1000 гц согласно трехразмерному графику на фиг. 11. Контуры одинаковой громкости показаны жирными кривыми, идущими спереди назад (фиг. 11).

Фиг. 11. Трехразмерная поверхность, иллюстрирующая громкость как функцию интенсивности и частоты. Субъективная громкость в сонах представлена вертикально выше плоскости интенсивность - частота. Жирные линии, идущие спереди назад, представляют собой контуры равной громкости для чистых тонов (по Стивенсу и Дэвису, 1938).

Заметим, например, что тон в 10 гц и на 120 дб выше 0,0002 дин /кв.см имеет, по мнению среднего испытуемого, такую же громкость (80 сонов), как и тон 1000 гц на уровне 100 дб.

Таким образом, ясно, что громкость является функцией как частоты, так и интенсивности. Следуя по направлению пунктирных линий, мы видим, что для данной интенсивности громкость будет больше в среднем диапазоне частотной шкалы, чем на ее концах. А следуя по направлению жирных кривых, идущих вверх слева направо, мы видим, что с равномерным повышением интенсивности по всей логарифмической шкале громкость сначала увеличивается медленно, а потом все быстрее и быстрее. Фактически громкость будет в три раза больше при 100 дб, чем при 80 дб.

Высота чистых тонов

Аналогия высоты шкале громкости (см. фиг. 11) воспроизводится поверхностью, представляющей высоту каждого слышимого тона как функцию его интенсивности и его частоты. Однако изменения высоты тона в зависимости от интенсивности незначительны (Цурмюль, 1930; Стивене, 1935; Сноу, 1936; Моргац и Гарнер, 1947), а одиночная функция, соотносящая частоту к высоте, будет достаточной в качестве первого приближения для всех уровней интенсивности. Такая шкала была создана Стивенсом, Фолькманом и Ньюменом (1937) и позднее модифицирована Стивенсом и Фолькманом (1940) путем нанесения половинных и дробных делений. Шкала 1940г. показана на фиг. 12. Функция изображена дважды: один раз на линейной шкале частот (верхняя часть графика), другой раз на логарифмической шкале частот (нижняя часть графика).

Фиг. 12. Высота тона как функция частоты. Верхняя кривая показывает, что субъективная высота тона в мелах увеличивается все медленнее и медленнее по мере того, как стимул частоты возрастает линейно. Нижня кривая показывает, что увеличение субъективной высоты тона убыстряется, поскольку СТИМУЛ частоты возрастает логарифмически. (Музыкальная шкала является логарифмической.) Высота тона в 1000 гц (40 дб выше порога) определяется как 1000 мелов (по Стивенсу и Фолькману, 1940).

Имеется много фактов, говорящих как за, так и против того, что, кроме обычного типа восприятия высоты, к которому и соотнесена описанная выше шкала высоты, имеется другой тип восприятия высоты, который обеспечивает музыкальной ноте "до" присущую ей характерную особенность, делающую среднее "до" ближе к "до" из верхней октавы, чем к "ре", что представляет собой всего лишь интервал музыкальной шкалы. Данное качество, характеризующее тоны ниже 5000 гц, можно назвать тональной хроматичностью, или тональностью, чтобы отличать его от обычной высоты звука. Принимая во внимание, однако, что, вероятно, нет ни одной другой области психологии, в которой терминология была бы более запутанной (ср. выводы, сделанные Борингом, 1942), Бэчем (1948) вернулся к точке зрения, высказанной ранее Ревешем (1913) и Мейером (1914), что лица, обладающие "подлинно абсолютным высотным слухом", способны различать частоту тонов с большой точностью потому, что "высота тона" (обычная высота) указывает нужную октаву, а "хроматичность тона" помещает ноту в пределах этой октавы.

Таким образом, с точки зрения Бэчема, "подлинно абсолютный высотный слух" совершенно отличен от "квазиабсолютного высотного слуха", созданного музыкантами, которые научились определять частоты тонов по их отношению, ориентируясь при этом, например, на самые низкие ноты, которые они могут взять. Однако в недавней дискуссии по вопросу абсолютно высотного слуха (Нэи, 1947, 1948, и Бэчем, 1948) подчеркивается, что мы должны иметь: 1) согласованность в отношении определения абсолютной высоты тона, 2) точные измерения с контрольными стимулами, 3) измерения, полученные при адекватном подборе испытуемых. Только при указанных условиях мы можем быть уверены, что имеется достаточное основание постулировать наличие особого механизма для абсолютно высотного слуха. Мы, например, не постулируем зрения "особого типа", способного на необыкновенную точность в распределении оттенков цвета.