Глеб Анфилов - Физика и музыка

Пришло время понять, что такое «обыгрывание» скрипки, решить проблему, давно уже ставшую «яблоком раздора» среди инструментоведов, да и самих музыкантов.

Улучшается ли скрипка от многолетней игры на ней? Согласного ответа на такой вопрос пока не существует. Как уверяют многие, никакого изменения звука от этого не происходит. Скверная скрипка останется скверной, сколько на ней ни играй — заявляют противники обыгрывания и приводят в пример тысячи рядовых оркестровых и учебных инструментов, которые звучали заведомо больше итальянских, но остались плохими. Другие инструментоведы возражают. Во время игры, говорят они, скрипка работает, части ее взаимодействуют, и это не проходит бесследно. Очень может быть, что «свежие» инструменты Страдивари звучали «у уха» так же, как новенькие фабричные экспериментальные. Ведь все на свете устает, стареет. Если плохой инструмент не улучшится от этого, то хороший может стать еще лучше.

Янковский задумал решить спор опытом — искусственно «обыграть» одну из удачных экспериментальных скрипок и проследить, как будет меняться при этом акустический спектр ее резонатора. Искусственное обыгрывание он хочет проделать чрезвычайно ускоренно — либо на каком-нибудь вибрационном приспособлении, либо с помощью «механического смычка», либо путем воздействия ультразвуком. Метод еще не выбран. Кто знает, быть может, «преждевременно состарить» скрипку удастся даже радиоактивным облучением. Янковский уже пытается улучшить этим способом древесину.

Работы впереди масса. Есть надежда сменить даже материал скрипки: вместо старинных ели да клена придумать какую-то особую волокнистую пластмассу — легкую, упругую прочную, наделенную рекордными акустическими свойствами исключительно равномерную, свободную от всякого рода «сучков» и «задоринок», чрезвычайно удобную для обработки. ЕЩЕ до войны академик Андреев начал экспериментировать в этом направлении.

...Видимо, недалек день, когда великолепные скрипки, виолончели, гитары, будут вытачиваться на станках-автоматах, а может быть... просто штамповаться, как портсигары и мыльницы. И не одни лишь прославленные, знаменитейшие! солисты, но и каждый оркестрант, каждый ученик музыкальной школы получит инструмент, которым сто лет назад восхитился бы сам Паганини.

Удивительно? Нет, в наш век — вполне закономерно.

Как вы думаете, на каком экспериментальном фундаменте лежат успехи акустиков, овладевающих трудной тайной творения скрипки? В чем основа их работы?

Внимательный читатель ответит сразу. Главное тут в мастерстве физического анализа звука.

Умение анализировать звук всесторонне развилось в наши дни. То самое «разъятие» звука, «как труп», которым, как уверял Пушкин, кичливо хвастался Сальери, то самое расчленение звука в спектр обертонов, которое действительно совершил в свое время Гельмгольц, стало сегодня важнейшим оружием музыкальной науки.

Аппараты, преобразующие трубный глас и струнный звон в столбики светящихся диаграмм, трудятся в лабораториях множества музыкальных фабрик. Они помогают совершенствовать пианино на подмосковной фабрике «Заря», где разворачивает исследования известный знаток фортепьяно Николай Андреевич Дьяконов. Вы увидите их на Ленинградской фабрике имени Луначарского — родине гитар, балалаек, домр и неплохих отечественных арф.

А в акустической лаборатории Московской консерватории анализируется приборами даже человеческий голос. Среди консерваторских студентов-вокалистов бытует странно звучащее выражение: «Сдать голос на анализ».

Пожалуй, тут нет ничего неожиданного. Человеческий голосовой аппарат во многом похож на обычные музыкальные инструменты. Есть в нем и вибраторы — упругие мышечные связки, вибрирующие со звуковой частотой, есть и резонаторы — полости гортани и рта. Словом, голос певца и по источникам и по признакам своим подпадает под категорию музыкального звука и, стало быть, доступен акустическим исследованиям. Они здесь, впрочем, весьма своеобразны.

Вы входите в лабораторию и сначала не замечаете ничего музыкального. Пахнет канифолью (не смычковой, а паяльной), лаборанты склонились над столами с электрооборудованием, на черной доске выведены мелком какие-то формулы. Такую картину можно встретить на любом радиозаводе или в научно-исследовательском институте.

Но если на вид лаборатория не слишком музыкальна, то звуки, раздающиеся в ней, вполне соответствуют консерваторским традициям. Одна из комнат обита мягкой драпировкой. Она служит студией — местом, откуда черпается материал для исследований. То и дело там рокочет бас, воркует тенор, раздаются рулады сопрано. Певцы отдают свои голоса на растерзание ученым.

Вот молодая студентка, имя которой мы, быть может, скоро прочтем на афишах, поет ариозо Лебедя из «Сказки о царе Салтане». Голос превосходный. Девушку внимательно слушает руководитель лаборатории Дмитрий Дмитриевич Юрченко. Ариозо закончено. Певицу просят взять один длинный звук. Включен микрофон. Звук записывается на магнитную пленку.

— А теперь послушайте, что вы спели, — говорит Юрченко, давая знак лаборанту включить магнитофон на воспроизведение.

И тут происходит нечто непонятное и неприятное. Вместо чудесного высокого звука из громкоговорителя слышится какое-то басовитое мерцающее гудение. Студентка морщится. А Юрченко улыбается:

— Над вашим голосом проделана маленькая операция — он как бы вытянут, удлинен, словно резинка или пружина. Пленка сейчас движется вдвое медленнее, чем при записи, поэтому частота звуковых колебаний стала вдвое меньше, звук сделался ниже и длительность его увеличилась. Это, разумеется, не слишком красиво, но зато мы имеем возможность изучить важную особенность вашего голоса — вибрато.

Вибрато... Что это такое? Это своеобразные пульсации голоса — периодические изменения его высоты, громкости и частотного состава.

Оказывается, вибрато — важнейший элемент певческой красоты, придающий голосу нежность, проникновенность. И вот что примечательно: у всех выдающихся певцов, как выяснили физики, частота вибрато составляет 6—7 колебаний в секунду — ни больше, ни меньше. Размах пульсаций по высоте тоже подсчитан.

Отклонения от нормы говорят о неправильной постановке голоса или даже о болезни. Значит, уловить отклонения важно как можно раньше — когда они еще совсем незаметны на слух. И физики придумали для этого много способов, простейший из которых — «растягивание» звука. К примеру, частоту вибрато подсчитать на «растянутом» голосе легче легкого — просто на слух, с секундомером в руках. А с помощью особого прибора вибрато доступно изучению и без «растягивания» голоса. В лаборатории создан и такой «вибратомер». Педагоги-вокалисты могут пользоваться им вполне самостоятельно.

Однако изучение вибрато — лишь простейший и потому далеко не типичный пример исследований, ведущихся в лаборатории. Многие научные работы тут посвящены куда более тонким, порой даже парадоксальным свойствам голоса.

Сотрудник лаборатории Евгений Александрович Рудаков вот уже несколько лет переписывается с французским ученым Раулем Юссоном, автором любопытной электрофизиологической теории певческого голоса. Физиолог и певец, Юссон опроверг прежние представления о самой основе певческого звука — о природе возбуждения голосовых связок.

Как думали раньше, голосовые связки можно сравнить с упругими язычками баяна, колеблющимися под давлением воздуха. Предполагалось, что связки натягиваются и вибрируют лишь под напором воздуха, выдыхаемого из легких. Чем больше связки, тем ниже звук. Сильнее дуновение — звук громче. Просто, правда?

Но голос — не гармошка. Такая примитивная трактовка живого вибратора не выдержала опытной проверки. У многих певцов — например, у Шаляпина, у Карузо — размеры связок никак не соответствовали тому, что требовала старая теория. Не так давно в Италии объявился молодой человек со столь громадными связками, что по прежним воззрениям голос его должен был бы походить на рокот пароходного гудка. А на деле у него оказался довольно жиденький тенорок.

Короче говоря, наше горло куда сложнее органной трубы. Действие голосового аппарата певца несравненно хитрее. Видимо, вибрация голосовых связок происходит и без механических толчков воздуха. Горло — это, скорее, какой-то электрофизиологический «громкоговоритель», ибо, как доказал Юссон, колебания связок вызываются также электрическими импульсами возбуждения, поступающими к гортани прямо из головного мозга. Это и лежит в основе новой теории голоса.