Как различные инструменты формируют музыку, которую мы любим?

Легенда гласит, что древнегреческий философ и эрудит Пифагор открыл законы гармоники, лежащие в основе западной музыки, прислушиваясь к работе кузнецов. Как гласит история, по божественной воле Пифагор случайно проходил мимо кузницы, откуда доносилась какофония ударов молота, некоторые из которых звучали красиво. Он решил провести исследование и обнаружил, что определенные соотношения весов двух молотов, играющих вместе, создают самые прекрасные звуки: Два к одному создавало гармонию октавы, три к двум - мажорную пятую, а четыре к трем - совершенную четвертую.

Независимо от того, правдива эта легенда или нет, простые соотношения между тонами, известные как гармоники, лежат в основе 12-нотной хроматической шкалы и большинства аккордов и мелодий, которые мы слышим по радио и в концертных залах западного мира сегодня. Но за пределами Запада некоторые музыкальные стили используют совершенно иные голосовые партии, паттерны и последовательности, многие из которых считаются "негармоничными", что означает, что они не подчиняются математике соотношения целых чисел. Например, индийские классические песни, известные как рага, основаны на 72 различных мелодических шкалах с комбинациями полутонов, которые часто являются негармоничными.

В яванской музыке гамелан, как правило, звучит гармонический инструмент или голос в сочетании с негармонической мелодией, исполняемой бонангом - коллекцией маленьких гонгов. Песни гамелана следуют одной из двух уникальных музыкальных шкал, включая слендро, которая делит октаву на пять примерно равноудаленных нот. В последние десятилетия некоторые исследователи предположили, что то, насколько красиво или созвучно звучат различные тональные сочетания для разных слушателей, зависит от их личного культурного опыта в музыке.

Но в исследовании Nature, опубликованном в прошлом месяце, Питер Харрисон из Кембриджского университета и его коллеги обнаружили, что восприятие приятности музыки может существенно различаться в зависимости от тембра - качества звучания музыкального инструмента, на котором она исполняется. Например, тембр скрипки может быть ровным или резким, в зависимости от того, как игрок проводит смычком по струнам. Тембр бонанга из Гамелана часто описывают как медный или яркий. Новое исследование показало, что слушателям из США и Кореи нравятся некоторые аккорды и сочетания нот, которые считаются негармоничными при игре на определенных инструментах, даже если эти сочетания им незнакомы. Полученные результаты, по их словам, свидетельствуют о том, что культурные различия в музыкальных стилях и шкалах могут быть частично обусловлены свойствами музыкальных инструментов, используемых в разных культурах.

"Если вы измените инструмент, на котором играете, вы можете получить приятные гармонии, которые не имеют никаких особых математических отношений, о которых говорил Пифагор", - говорит Харрисон. "В итоге вы находите новые модели приятного и неприятного". Например, многие ударные инструменты, включая колокольчики и гонги, всегда негармоничны, потому что способ их построения приводит к появлению обертонов, связь которых с базовыми нотами нарушает простые математические соотношения.

Для исследования Харрисон и его коллеги собрали онлайн-реакции на различные тона и аккорды в 23 крупномасштабных поведенческих исследованиях с участием 4272 человек - некоторые участники принимали участие в нескольких экспериментах. Слушатели оценивали приятность определенных сочетаний звуков и тембров, а иногда перетаскивали ползунок, чтобы управлять тоном, пока не находили наиболее привлекательный.

По словам Харрисона, собранные им данные позволяют нарисовать сложную картину музыкальной гармонии, которая начинает разрешать давний парадокс. Моделирование, основанное на изучении восприятия звука человеком, известное как психоакустика, уже предполагало, что вид инструмента, на котором играют, должен влиять на приятность определенных комбинаций нот. Но в экспериментах с реальными людьми результаты исследования были неубедительными. Новое исследование пошло дальше предыдущих, протестировав звуки, которые находятся между нотами западной 12-тоновой хроматической шкалы, и более систематически регулируя тембр тонов.

"Это очень элегантно проведенное исследование с исключительно большим объемом выборки, что придает достоверность выводам, сделанным на основе полученных результатов", - говорит Имре Лахдельма, постдокторский исследователь в области музыкальной психологии в Даремском университете, который не принимал участия в новом опубликованном исследовании. В менее масштабном исследовании Лахдельма и его коллеги также описали важность тембра для восприятия созвучий.

Помимо того, что тембр инструмента влияет на восприятие приятности музыки, исследователи обнаружили, что в целом испытуемые предпочитают слегка негармоничные тональные сочетания. Это часто называют диссонансом. Контраст между созвучием и диссонансом - одно из качеств, которое делает музыку эмоционально значимой. "Он во многом определяет эмоциональный опыт музыки, когда мы слышим прилив и отлив диссонанса и испытываем соответствующее напряжение и эмоциональное путешествие", - говорит Харрисон.

Он надеется в будущем посвятить свои исследования более глубокому пониманию того, как созвучие и диссонанс влияют на восприятие и оценку музыки, например, когда удовлетворительная гармония разрешает тревожную музыкальную фразу. "Но прежде чем мы сможем продвинуться так далеко, нам нужно понять, из чего состоят эти элементы".