Richard Dawkins. Unweaving the Rainbow / Ричард Докинз. Расплетая радугу: 4 BARCODES ON THE AIR / 4 ШТРИХ-КОДЫ В ВОЗДУХЕ
| Английский оригинал | Перевод на русский | |
|---|---|---|
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям. |
Повышение давления - это просто повышение давления, и не имеет значения с какого направления прибыли дополнительные молекулы. AterLux 17.09.11 в 07:21 |
|
|
Мы - позвоночные, как следствие, с ушами-барометрами, должны вычислять направление звука, сравнивая сообщения от двух ушей, в большей мере, чем вычисляем цвет, сравнивая сообщения разных классов колбочек. AterLux 17.09.11 в 07:25 Поэтому мы, позвоночные с барометрическими ушами, должны вычислять направление звука, сравнивая сообщения от двух ушей, в значительной мере схоже с вычислениями нами цвета с помощью сравнивая сообщений от разных классов колбочек. cosinus 17.09.11 в 19:18 |
+1 | |
|
Мозг сравнивает громкость на двух ушах и отдельно он сравнивает время появления звуков (особенно отрывистых звуков) на двух ушах. AterLux 17.09.11 в 07:26 |
+1 | |
|
Некоторые виды звуков поддаются такому сравнению в меньшей мере, чем другие. AterLux 17.09.11 в 07:28 |
+1 | |
|
Песня кузнечика имеет такой замысловатый мотив и ритм, что ушам позвоночных трудно определить направление, но самкам кузнечиков просто, с их ушами-флюгерами, нацелится на него. AterLux 17.09.11 в 07:31 |
||
|
Стрекот некоторых кузнечиков даже создаёт иллюзию, как минимум для моего мозга позвоночного, что (на самом деле неподвижный) кузнечик скачет вокруг, как прыгающая петарда. AterLux 17.09.11 в 07:36 |
+2 | |
|
Звуковые волны формируют спектр длин волн, аналогичный радуге. AterLux 17.09.11 в 07:37 |
+1 | |
|
Звуковая радуга также может быть расплетена, поэтому возможно что-то сказать о звуках. AterLux 17.09.11 в 07:40 Звуковая радуга также может быть расплетена, поэтому возможно разобраться в звуках вообще. cosinus 18.09.11 в 05:34 |
||
|
Также, как наше ощущение цвета - ярлыки, которые мозг лепит на свет различный длин волн, аналогичные внутренние ярлыки используются для звуков различной высоты. AterLux 17.09.11 в 07:42 |
||
|
Но звук это нечто большее, чем просто высота тона, и поэтому здесь расплетение особенно уместно. AterLux 17.09.11 в 07:44 |
||
|
Камертон, или стеклянная гармоника (инструмент, обожаемый Моцартом, сделанный из стеклянных чаш, настраиваемых глубиной содержащейся в них воды, на котором играют, водя смоченным пальцем по ободу стакана) издает кристально чистый звук. AterLux 17.09.11 в 07:50 |
+1 | |
|
Физики называют это синусоидальными волнами. AterLux 17.09.11 в 07:51 |
||
|
Синусоидальные волны - простейший вид волн, нечто вроде теоретически идеальных волн. AterLux 17.09.11 в 07:51 |
||
|
Плавная кривая проходящая вдоль верёвки, когда вы покачиваете один её конец вверх и вниз - более, или менее синусоидальная волна, хотя, конечно же, значительно меньшей частоты, чем звук. AterLux 17.09.11 в 07:53 |
||
|
Большинство звуков не просто синусоидальные волны, а более заострённые и сложные, как мы увидим далее. AterLux 17.09.11 в 07:54 |
||
|
В настоящий момент мы будем представлять себе камертон или стеклянную гармонику издающими плавные, криволинейные волны изменения давления, стремительно распространяющиеся от источника концентрически расширяющимися сферами. cosinus 18.09.11 в 05:48 |
+2 | |
|
Барометрическое ухо, помещенное в одном месте, обнаруживает плавное увеличение давления, сопровождаемое плавным уменьшением, ритмичные колебания без изломов или виляний кривой. cosinus 18.09.11 в 05:51 |
+1 | |
|
С каждым удвоением частоты (или уменьшением вдвое длины волны, что одно и то же) мы слышим переход на одну октаву. cosinus 18.09.11 в 05:54 |
||
|
Очень низкие частоты, самые низкие тоны органа, содрогают наши тела и едва слышатся нашими ушами вообще. cosinus 18.09.11 в 05:57 |
||
|
Самые высокие частоты не слышны людям (особенно пожилым людям), но слышны летучим мышам, и используются ими в форме эха, чтобы отыскать дорогу. cosinus 18.09.11 в 06:01 |
||
|
Это одна из увлекательнейших историй во всем естествознании, но я посвятил ей целую главу в "Слепом Часовщике", поэтому воздержусь от искушения изложить ее. cosinus 18.09.11 в 06:05 |
+1 | |
|
За исключением камертонов и стеклянных гармоник, чистые синусоидальные волны - в значительной степени математическая абстракция. cosinus 18.09.11 в 06:09 |
||
|
Реальные звуки представляют собой главным образом более сложные смеси, и они вполне вознаграждают расплетение. cosinus 18.09.11 в 06:11 |
+1 | |
|
Наши мозги расплетают их на удивление легко и просто. cosinus 18.09.11 в 06:19 |
||
|
Только с большим трудом наше математическое понимание догоняет то, что происходит, неумело и не полностью, что наши уши с детства без труда расплетали, а наши мозги сплетали снова. cosinus 18.09.11 в 06:28 |
+2 | |
|
Предположим, что мы извлекаем звук из одного камертона с частотой колебаний 440 циклов в секунду или 440 герц (Гц). cosinus 18.09.11 в 06:31 |
||
|
Мы услышим чистый тон, ля первой октавы. cosinus 18.09.11 в 06:34 |
||
|
Каково различие между ним и тем же ля, сыгранным на скрипке, кларнете, тем же ля, сыгранным на гобое, флейте? Ответ в том, что каждый инструмент примешивает волны, частоты которых представляют собой различные гармонические составляющие основной частоты. cosinus 18.09.11 в 06:49 |
+1 | |
|
Любой инструмент, играя ля первой октавы, произведет большую часть своей звуковой энергии на основной частоте 440 гц, но будут добавлены следовые количества вибрации в 880 гц, 1320 гц и так далее. cosinus 18.09.11 в 07:05 |
+1 | |
|
Их называют гармониками, хотя слово может сбивать с толку, так как "harmonies" [лады] - аккорды нескольких нот, которые мы слышим как различные. cosinus 18.09.11 в 07:24 |
||
|
"Отдельная" нота трубы - фактически смесь гармоник, особая комбинация, служащая своего рода характерным признаком трубы, который отличает ее, скажем, от скрипки при игре "одной и той же" ноты (с различными, характерными для скрипки гармониками). cosinus 18.09.11 в 07:32 |
||
|
Есть дополнительные сложности, которыми я буду пренебрегать, касающиеся начала звуков, например вмешательство губ в звуки трубы или визг, когда смычок скрипки ударяет по струне. cosinus 18.09.11 в 07:43 |
||
|
Если не касаться этих усложнений, то существует характерный тембр трубы (или скрипки, или чего бы то ни было) в продолжительной части ноты. cosinus 18.09.11 в 12:20 |
+1 | |
|
Можно продемонстрировать, что то, что кажется единственным тоном конкретного инструмента является на самом деле заново перелетенной мозгом конструкцией, обобщающий синусоиды волн. Dawkinsian 17.03.12 в 03:48 |
||
|
Демонстрация работает следующим образом. cosinus 18.09.11 в 12:41 |
||
|
Решив, какие синусоиды включаются, скажем, в звук трубы, выбираем соответствующие "камертонные" чистые тона и издаем их по одному. cosinus 18.09.11 в 12:46 |
||
|
В течение краткого периода вы можете услышать отдельные ноты, как будто они действительно были аккордом из камертонов. Dawkinsian 17.03.12 в 03:50 |
||
|
Затем, как ни странно, они сливаются друг с другом, "камертоны" исчезают, и Вы слышите только то, что Китс назвал серебряными, ворчащими трубами, играющие ноту основной частоты. Dawkinsian 17.03.12 в 03:55 |
||
|
Другая комбинация штрихкода частот необходима, чтобы создать звук кларнета, и снова же, вы можете быстро отличить их как отдельные "камертоны", прежде чем мозг сфокусирует внимание на иллюзии одной "деревянной" ноты кларнета. cosinus 18.09.11 в 13:15 |
+1 | |
|
Скрипка имеет свой собственный характерный штрихкод, и так далее. cosinus 18.09.11 в 13:18 |
||
|
Теперь, если Вы посмотрите на кривую волны давления, когда скрипка играет некоторую ноту, то, что Вы увидите, является сложной, волнистой линией, повторяющейся на основной частоте, но с наложенными на нее меньшими колебаниями более высокой частоты. cosinus 18.09.11 в 13:28 |
||
|
Происходит то, что различные синусоиды, составляющие звуки скрипки, суммируются, чтобы создать сложную, волнистую линию. cosinus 18.09.11 в 13:32 |
||
|
Можно составить компьютерную программу, чтобы разложить любой воспроизведенный сложный образец колебаний на составляющие его чистые волны, отдельные синусоиды, которые вы должны были бы суммировать, чтобы создать эту сложную картину. cosinus 18.09.11 в 13:43 |
+2 | |
|
По-видимому, когда вы слышите инструмент, вы выполняете нечто эквивалентное этому вычислению, сначала ухо расплетает составляющие синусоиды, затем мозг сплетает их снова вместе и дает им соответствующее обозначение: "труба", "гобой" или что бы там ни было. cosinus 18.09.11 в 13:49 |
+2 | |
|
Но наше неосознанное умение расплетать и сплетать еще более замечательно. cosinus 18.09.11 в 13:56 |
||
|
Подумайте, что происходит, когда Вы слушаете целый оркестр. cosinus 18.09.11 в 13:57 |
||
|
Представьте, что, накладываясь на сотню инструментов, ваш сосед на концерте шепчет Вам на ухо сведения из музыкальной критики, другие кашляют и, к сожалению, кто-то позади Вас шелестит шоколадной оберткой. cosinus 18.09.11 в 14:06 |
||
|
Все эти звуки одновременно колеблют Вашу барабанную перепонку, и они суммированы в одну очень сложную извивающуюся волну изменения давления. cosinus 18.09.11 в 14:08 |
||
|
Мы знаем, что это одна волна, потому что весь оркестр и все посторонние шумы могут быть представлены в виде одного волнистого углубления на диске фонографа или одной колеблющейся дорожки магнитного вещества на ленте. cosinus 18.09.11 в 14:13 |
+1 | |
|
Весь набор колебаний суммируется в одну волнистую линию на графике давления воздуха относительно времени, как отмечается вашей барабанной перепонкой. cosinus 18.09.11 в 14:17 |
+1 |
