СЛУХОВЫЕ ОЩУЩЕНИЯ

Значение слуха в жизни и деятельности людей очень велико. Слух позволяет воспринимать речь других людей, выполнять многие виды работ, наслаждаться музыкой, дифференцировать отдельные звуки и т. п.

В военном деле без слуха было бы невозможно управлять войсками. Ведь в большинстве случаев воин воспринимает команду при помощи органов слуха. Опираясь на слух, радисты принимают радиограммы, летчики, водители танков и автомобилей определяют степень исправности работы моторов своих машин. Разведчики по звуку движущихся вдали танков устанавливают их тип и направление движения; по звуку летящих снарядов определяется калибр стреляющих пушек и т. д.

Ухо состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо имеет раковину и слуховой проход, заканчивающийся барабанной перепонкой. Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от среднего. Среднее ухо содержит в себе систему косточек: молоточек, наковальню и стремечко. Молоточек упирается в барабанную перепонку, стремечко закрывает собой овальное оконце во внутреннее ухо. Расположенная в среднем ухе система косточек проводит раздражение от наружного к внутреннему уху.

Внутреннее ухо имеет преддверие, полукружные каналы и улитку. Преддверие и полукружные каналы являются органами равновесия; непосредственно же слуховым органом является улитка. Улитка — спирально свернутое образование, полое внутри. Внутреннее пространство улитки разделено идущей по ее длине перегородкой на две части. Перегородка эта в большей своей части имеет костное строение, другая, меньшая ее часть состоит из упругих волоконцев, слабо между собой соединенных и имеющих разную длину. Волоконца эти постепенно удлиняются от основания перегородки к ее вершине. У вершины перегородки длина волоконцев в 12 раз больше, чем у ее основания. Гибкая, состоящая из упругих волоконцев часть перегородки носит название основной мембраны.

Основная мембрана в той области, где она прилегает к костной перегородке, утолщена. Здесь располагаются особые, упругие нервные клетки — кортиевы дуги, которые поддерживают напряжение основной мембраны. С кортиевыми дугами связаны слуховые нервы, оканчивающиеся так называемыми волосатыми клетками. Клетки эти расположены в несколько рядов вдоль основной мембраны. Параллельно к основной мембране и над ней расположена вторая — тенториальная (покровная) мембрана.

Улитка заполнена жидкостью, которая приводится в движение воздушной волной. Жидкость эта колеблет основную мембрану, в результате чего окружающие ее волосатые клетки соприкасаются с тенториальной мембраной, что и вызывает слуховые ощущения.

Таким образом, возникновение процесса слухового ощущения можно представить себе в виде следующей схемы: воздушная волна улавливается раковиной уха и, проходя по слуховому проходу, приводит в колебание барабанную перепонку. Колебания барабанной перепонки передаются системе косточек среднего уха. Отсюда раздражение идет во внутреннее ухо и приводит в движение расположенную в улитке жидкость. Жидкость улитки колеблет волосатые клетки, которые приходят в соприкосновение с тенториальной мембраной, что и вызывает возбуждение окончаний слухового нерва. Возбуждение это передается в височные доли больших полушарий головного мозга через подкорковые центры.

Звуки вызываются колебательными движениями молекул той среды, в которой они распространяются. Если звук распространяется в воздухе, то в его основе лежит колебательное движение молекул воздуха, если в воде, то молекул воды и т. д.

Различаются простые и сложные звуки. Простой звук состоит из одного тона. Таким является, например, звук камертона. Простые звуки встречаются редко. Подавляющее большинство звуков окружающей нас действительности имеет сложное строение и состоит не из одного, а из нескольких простых звуков, носящих название частичных тонов.

Слуховые ощущения могут вызываться как периодическими, так и непериодическими колебаниями звучащих тел. Звуки, порождаемые периодическими колебаниями устойчивой частоты, носят название музыкальных. Звуки же, в основе которых лежат непериодические колебания неустойчивой частоты и амплитуды, называются шумами.

В музыкальных звуках основное значение имеют так называемые «гармонические частичные» тоны, т. е. такие тоны, число колебаний которых в целое число раз больше колебаний первого частичного тона.

В звуковых ощущениях различаются высота, громкость п тембр. Высота звука определяется длиной звуковой волны: чем длиннее волна, тем ниже звук, чем короче — тем выше. Сила звука определяется размахом, амплитудой волны: чем выше амплитуда волны, тем сильнее звук, чем ниже — тем слабее. Не следует путать при этом таких понятий, как сила звука и его громкость. Сила звука хотя и определяет собой его громкость, тем не менее знака равенства между двумя этими понятиями поставить нельзя. Нередки случаи, когда звуки одной и той же силы, т. е. одинакового размаха звуковой волны, воспринимаются человеком как звуки разной громкости. Например, низкие звуки кажутся менее громкими, чем высокие, при одной и той же их силе. Объясняется это тем, что наше ухо обладает различной чувствительностью в отношении низких и высоких звуков.

Под тембром понимается своеобразная окрашенность звучания того или иного музыкального инструмента или голоса человека. Тембр определяется формой колебаний звуковой волны.

Отдельные звуки, одновременно воздействующие на наше ухо, сливаются друг с другом. Так, если мы нажмем одновременно на пианино три клавиши: «до», «ми», «соль», то эти звуки сольются в некоторое звуковое целое, в аккорд. Различаются приятные и неприятные, режущие слух созвучия. Приятные созвучия носят название консонансов, неприятные — диссонансов. Консонансные созвучия имеют место в тех случаях, когда отношения между числами колебаний, входящих в созвучие основных тонов, выражаются целыми величинами.

Тембр представляет собой частный случай слияния звуков: входящие в звуки музыкальных инструментов частичные тоны сливаются между собой и образуют некоторое звуковое целое, характеризующееся своеобразной окрашенностью. Слияние образующих тембр частичных тонов настолько тесно, что выделить ухом каждый из них в отдельности чрезвычайно трудно.

Как указывалось, при помощи слуха мы не только слышим звуки, но и локализуем их в пространстве. Установление места звука в пространстве определяется бинауральностью нашего слуха, т. е. тем, что мы слушаем не одним, а двумя ушами одновременно. Этим и объясняется, что люди, у которых поражено одно ухо, с трудом определяют место источника звука. Одним из условий, помогающих локализации звука в пространстве, является то обстоятельство, что звук доходит до каждого из ушей с различной силой. Это явление получило название амплитудного бинаурального эффекта (амплитуда’ волны — показатель силы звука). Амплитудный бинауральный эффект помогает нам локализовать в пространстве звуки высоких частот.

Помимо амплитудного бинаурального эффекта, локализации звука в пространстве помогает еще то, что звук достигает наших ушей не всегда одновременно: до одного уха он доходит несколько раньше, до другого — несколько позже. Это явление получило название фазового бинаурального эффекта, который проявляется лишь при восприятии звуков невысоких частот (низких звуков).

Звуковысотные пределы человеческого слуха характеризуются следующими показателями: нижний предел лежит около 16—20 герц (Герц — число полных колебаний в секунду), верхний же — между 15 000—20 000 герц. Звуки, частота которых лежит ниже нижнего предела слышимости, носят название инфразвуков; звуки же, частота которых лежит выше верхнего предела слышимости, называются ультразвуками.

Чувствительность уха, как и чувствительность глаза, меняется под влиянием разных условий. Основным условием, повышающим чувствительность нашего слуха, является упражнение. В процессе упражнения развиваются специальные стороны слуха: у летчика развивается уменье слышать тончайшие оттенки в звуках работающего мотора; у наблюдателей-слухачей — уменье улавливать мельчайшие шорохи.

Локализационная способность уха человека также поддается упражнению. Примером высокого развития локализационной стороны слуха, восполняющего недостаток в зрении, может служить описанная проф. Крогиусом игра слепых в городки. «Мне часто приходилось наблюдать, — пишет он, — какое искусство обнаруживают слепые при игре, например, в городки, которая является одним из любимых их развлечений. Поставив городок, слепой хлопает над ним в ладоши и отбегает в сторону. Партнер бросает палку по слышанному звуку, и большею частью так метко, как мы, зрячие, не в состоянии были бы это сделать с закрытыми глазами…»

Высокая способность нашего уха к упражнению должна учитываться в военном обучении, особенно при воспитании разведчиков и наблюдателей. «Наблюдатели-слухачи, — пишет полковник С. Г. Ефаров в брошюре «Наблюдение», — должны уметь ориентироваться ночью и обладать хорошим слухом, чтобы улавливать самые мелкие шорохи и по различным звукам или сигналам определять наличие противника, его силы и характер поведения». Этот же автор приводит случай из Великой Отечественной войны, когда разведчики путем подслушивания установили отход 216-го пехотного запасного полка противника со своего участка обороны.

Из способов, временно повышающих чувствительность уха, надо отметить холодное обтирание лица и шеи. Этот способ дает довольно ощутительные результаты. На эффективность работы нашего уха положительно влияет и форсированное дыхание, предшествующее прислушиванию.

Чувствительность нашего уха снижается утомлением. Следует учитывать, что положение сидя утомляет слух человека значительно меньше, чем положение стоя. По данным исследования, у наблюдателей, находящихся в стоячем положении, к концу вахты чувствительность уха падает в четыре раза, тогда как у наблюдателей, находящихся в сидячем положении, всего только в два раза.

Физиологическая природа слуха раскрывается в резонансной теории. Как указывалось выше, основная мембрана улитки состоит из ряда параллельно расположенных и связанных между собой волокон. Таких волокон насчитывается около 23 500. Волокна эти имеют разную длину. Гельмгольц предположил, что каждое из этих волоконцев отвечает на волну определенной длины. Гипотеза Гельмгольца получила научное обоснование в лаборатории И. П. Павлова, в работах Андреева. Андреев экспериментально показал, что при разрушении у собак верхней части кортиева органа исчезают условные рефлексы на низкие тоны, при разрушении же нижней части кортиева органа исчезают условные рефлексы на высокие тоны.