Живой взгляд»Рубрики»Тема номера»Царство звуков

Царство звуков


Волны, но не морские

С точки зрения физики, звук – это волнообразное колебание среды. Чтобы пояснить эту мысль, приведу простой пример: ударяя в ладоши, мы сотрясаем воздух, создаем своего рода ветерки, которые движутся в разных направлениях и, попадая в ухо, передают нам ощущение хлопка. У такой волны есть две характеристики: частота – количество колебаний в секунду, она измеряется в герцах, и интенсивность (если возвращаться к нашему упрощенному примеру: сила ветра), она оценивается в децибелах.

Конечно, звук может распространяться не только по воздуху, но и в воде, и, надо сказать, там его скорость больше, потому что жидкость обладает лучшей проводимостью. Скорость распространения звука в морской воде составляет 1550 м/с при 17 °С, в пресной воде 1497 м/с при 25 °С, а в атмосфере, для сравнения, всего лишь 346 м/с при 25 °С. Убедиться в том, что это так, можно, проведя несложный эксперимент: придя рано утром на реку – прислушайтесь. Вы услышите звуки, источник которых находится на расстоянии десятка километров от того места, где вы стоите. А отойдя буквально на несколько шагов – не сможете уловить ничего.

Вообще, человек воспринимает звуки от 16 Гц до 20 кГц. Но с возрастом этот диапазон уменьшается. Пожилые люди зачастую не слышат сигналы высокой частоты, но, тем не менее, понимают собеседника, следя за его артикуляцией и анализируя ситуацию. Ведь наше восприятие и восприятие животных субъективно, оно лишь отчасти зависит от физических характеристик звука, а в большей степени определяется состоянием слушающего: настроем, текущим занятием и еще миллионом других факторов.

Чудеса восприятия

Главной и очень выгодной характеристикой восприятия является его избирательность, то есть способность из огромного количества шумов выделить важный и не замечать те звуки, которые не имеют значения для нашей жизни. На улице мы оборачиваемся, услышав свое имя, произнесенное незнакомым человеком, или можем спокойно спать под шепот диктора по телевизору. В процессе эволюции мужчины и женщины выработали чувствительность к разным звукам, потому что для первых и вторых одни и те же шумы имеют разное значение. Поясним на примере. Мужчины прекрасно различают пыхтение, скрежет и стук мотора машины, а женщины способны выделить плач своего ребенка среди сотни других криков.

По типу восприятия люди делятся на тех, кто, в первую очередь, видит эмоциональное состояние окружающих, тех, кто замечает действия и реакции других, и тех, кто ориентируется на общую картину мира. И то, что они слышат, определяется их внутренней предрасположенностью. Чувствительной особе скорее покажется, что где-то жалобно скулит собака, чем скрипит дверь. Кинестетик, человек действия, скажет, что кто-то кричит на улице, а не что воет ветер. Ну, а люди с художественным складом ума в красках опишут, чем был вызван шум и почему он больше не раздается.

То же самое происходит и в мире животных. В джунглях бурлит жизнь, но, если бы каждый их обитатель постоянно концентрировался на всех звуках подряд, выделял бы важные, то не смог бы сосредоточиться на поиске пищи, обустройстве дома и заботе о потомстве. Из шумового потока звери выбирают лишь нужную информацию. Мать всегда способна различить поступь хищника или призывный клич самца. Она с легкостью определяет направление сигнала. Хотя, если разобраться, непосредственное восприятие звука происходит в момент, когда сигнал от рецепторов уха передается в мозг механизмом нервной системы, проще говоря, мы слышим внутри своего организма, но нам всегда кажется, что причина лежит вовне.

Спроецировать свои ощущения в окружающий мир помогает человеку и животным то, что звук, как правило, приходит к правому и левому уху с небольшой задержкой. Если же сигнал достигает ушей в одно и то же время, мы делаем вывод, что его источник находится непосредственно перед нами. Пожалуй, самыми точными в определении места рождения шума являются совы. Полярная правильно угадывает положение мыши под слоем снега в полметра, ориентируясь только на слуховые ощущения, а ее коллега, обитающая в Африке, – болотная сова – ловит рыбу в воде темной ночью.

Интересно, что иногда шумы одной частоты вызывают у нас фантомные ощущения: мы слышим во внешней среде звуки, которых нет, то есть восприятие нас обманывает. Это происходит из-за того, что высокочастотные сигналы производят в ухе дополнительные колебания, аналогичные сигналам низких частот. Такой эффект используется в акустических системах, например, наушниках, где нет физической возможности воспроизвести весь звуковой спектр.

Ушная кузница

Как же устроены органы слуха животных, столь точные и в то же время легко поддающиеся обману? Они состоят из трех отделов: наружного, среднего и внутреннего уха. Первый выполняет функцию антенны-фильтра, отбирая и усиливая биологически важные для вида звуки и ослабляя посторонние шумы. Все знают, что у кошек наружное ухо имеет особое строение. Оно рефлекторно настраивается на источник звука, поэтому они слышат гораздо лучше нас. А вот способность некоторых людей двигать ушами, доставшаяся им от предков, увы, никак на остроте слуха не отражается, а лишь отвлекает “умельца” от происходящего вокруг.

Но расстраиваться по этому поводу сильно не стоит. Проходя через внутреннее ухо, звуковая волна попадает на барабанную перепонку, а потом – в среднее ухо, составляющие которого – молоточек, наковальня и стремечко – передают сигнал дальше, попутно усиливая его. Кроме того, полость среднего уха образует ряд камер – резонаторов, которые тоже улучшают качество звука. Нужно ли говорить о значении этого биологического приспособления для животных? Наверное, нет, потому что понятно: от того, насколько тихий сигнал они смогут воспринять, порой зависит их собственная жизнь и жизнь сородичей.

Собственно функцию слуха выполняет улитка – костный канал, входящий в состав внутреннего уха. У человека он закручен в два с половиной оборота, у кошки – в три, а у птиц – в 1/4 или 1/2: чем большее количество оборотов имеет улитка, тем острее слух животного. Различные ее структуры также усиливают звук, а непосредственно воспринимают его волосковые клетки. От того, какая их часть возбудилась и передала сигнал в мозг, и зависит наше ощущение звука. Удивительно, что у птиц, имеющих более простое строение уха, при повреждении слуха волосковые клетки восстанавливаются. А млекопитающие за совершенство своего звукового анализатора поплатились: у них рецепторы отмирают раз и навсегда.

Кто лучше всех слышит?

Ежесекундно наше ухо улавливает множество звуков: то скрип закрывающейся двери, то крики мальчишек во дворе, то журчанье воды… Но кроме этих, назовем их явными, шумов нас постоянно окружают такие, которые мы не в состоянии услышать, а животные без проблем улавливают. Например, дельфины прекрасно слышат человека, разве что, не понимают, а также воспринимают ультразвуковые волны, частота которых составляет до 100 кГц. Они издают не просто звуки, а звуки с обозначением чего-то – сигналы, которые кажутся нам обычным писком. В их лексиконе порядка 180 слов, значение которых ученые пытаются расшифровать с помощью различных звукоулавливающих приборов. У китов максимум слухового восприятия составляет 140 кГц. Летучие мыши, использующие звук для ориентации в пространстве, слышат до 120 кГц. Высокочастотные волны распознают бабочки (250 кГц), кузнечики (50 кГц), крысы и мыши (90 кГц), кошки (60 Гц) и собаки (40 Гц).

В нижнем же пределе слышимости эти животные нас тоже уверенно обходят. Например, бабочка различает звуки частотой от одного герца. Но у зверей нет такого уникального явления, как синестезия. При синестезии звуки могут вызывать ощущения от разных органов чувств. Лучше всего изучен феномен «цветного слуха». Люди, у которых этот вид синестезии, слушают музыку и непроизвольно видят цветовые вспышки или брызги. Визуальные образы могут накладываться на реальную картину мира. «Цветовым слухом» обладали разные композиторы, например, Николай Андреевич Римский-Корсаков и Андрей Николаевич Скрябин.

В чем причина такого необычного восприятия, до сих пор неизвестно.
Кроме всего прочего, мы обладаем особым видом слуха – музыкальным, мы способны сочинять мелодии, предварительно прокрутив их в воображении. Это удивительное свойство помогло уже неслышащему Людвигу ван Бетховену написать Третью симфонию. Чтобы понять, как звучит музыка, ему не требовалось проигрывать последовательность нот на пианино, он прослушивал их “в голове”. Как позже установили физиологи, в момент представления мелодии у человека задействуются сразу несколько мозговых центров, отвечающих за слуховое восприятие, за эмоции и за движения. Поэтому у музыкантов порой даже содрогаются кончики пальцев, словно имитируя бег рук по клавишам.

Животные же могут лишь научиться играть на отдельных инструментах: наверное, в цирке вам не раз приходилось видеть собак, исполняющих знаменитый «Собачий вальс». Но эта их способность основана не на глубоком понимании музыки, не на умении ее воображать и чувствовать, а на элементарном запоминании последовательности нажатий на клавиши. Конечно, их мастерство не идет ни в какое сравнение с нашим, человеческим.

Тем не менее, сказать однозначно, чей же слух лучше, невозможно. Животные могут то, чего не можем мы, в силу особенностей жизни, ну а человек имеет свои неповторимые тайны восприятия мира звуков.

Дата публикации: 23 августа 2010
Владимир Мерецкий
Тэги: Звуки, животные

Вверх


Оставьте свой комментарий:

XRumerTest           29.03.17 02:37

Hello. And Bye.

©2017 «Живой Взгляд». Иллюстрированное издание о живой природе.

Телефон: +7 (985) 253-45-27     glavred@zoojournal.ru     http://www.zoojournal.ru     Реклама в журнале    Подписаться    Карта сайта

Вызов ветеринара на дом, ветеринарная помощь   

      "Живой Взгляд" - живой журнал рассказов из мира животных