ОТКУДА ПОШЛА МУЗЫКА?

«Музыка — это бессознательное упражнение души в арифметике», — сформулировал немецкий учёный Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646—1716) ещё тогда, когда понятие «бессознательное» не стало общепринятым предметом научного исследования и роль бессознательного в жизни человека недооценивалась.
С позиций современности есть основания не только подтвердить идею Лейбница, но и отнести к проявлению бессознательного сам факт существования музыки.
Во-первых, отметим, что музыка доставляет человеку удовольствие и придумана, собственно говоря, именно для этого. Воспринимает звуковой сигнал звуковысотный анализатор, расположенный в улитке внутреннего уха. Устроен он таким образом, что подаёт в кору головного мозга по отдельным отросткам слухового нерва сигналы о наличии в звуке тех или иных конкретных частот и их интенсивности, являясь, по сути аналого-цифровым преобразователем. Вот отсюда, собственно, и начинаются арифметические упражнения.

 

Рис.1. Расположение частотных максимумов на базилярной мембране звуковысотного анализатора:

 
Приятные музыкальные звуки принципиально отличаются от неприятных шумов спектром входящих в звук частот. Спектр шумов включает в себя все возможные частоты (сплошной спектр).

 

Рис.2. Спектр шума

 

У музыкальных звуков в спектре представлен только набор из основной, фундаментальной частоты и гармоник — обертонов, частоты которых в целое число раз (в 2, в 3, в 4 и т.д.) выше фундаментальной (линейчатый спектр). Случайное появление в этом гармоническом ряду некратных по частоте обертонов существенно портит общее приятное впечатление от музыкального звука.

 

Рис.3. Спектр звучащей струны

 

Рис.4. Спектр звука соль скрипки

 

Рис.5. Спектры духовых музыкальных инструментов

 

Рис.6. Гармоники и обертона
 

Позволим себе высказать версию, что музыкальный звук приятен человеку ровно по той причине, что образование гармонического ряда обертонов является природным свойством, присущим колебаниям любых физических тел правильной формы. Особо важным является факт, что колебания базилярной мембраны слухового анализатора в улитке внутреннего уха человека, которая является телом правильной формы, подчиняются тому же гармоническому закону. В частности, если подать на базилярную мембрану звуковой сигнал синусоидальной формы (с генератора), на мембране самопроизвольно образуется вышеупомянутый гармонический ряд обертонов.
Ну хорошо: музыкальный звук приятен. Так почему же человечество вместо того, чтобы получать удовольствие от одного-единственного звука, устраивает чехарду из разнообразнейших последовательностей и сочетаний музыкальных (а иногда и не совсем музыкальных) звуков, прихотливо выстраивая их во времени?
Тут следует вспомнить такие фундаментальные музыкальные понятия как «устойчивое звучание» («устой»), «неустойчивое звучание» («неустой»), «консонанс» (приятное для слуха сочетание звуков) и «диссонанс» (неприятное для слуха сочетание звуков).
Вот классический пример из жизни животных. Медведи очень любят, если им попадается в лесу сломанная ветром ёлка с торчащими щепками, дёргать крупную щепку лапой и слушать звук, ею издаваемый. Звук подобной щепки как правило содержит в себе среди «неправильных» обертонов всё-таки отчётливый ряд гармоник — видимо, именно они и доставляют медведям удовольствие. 
Но человеку такого музыкального времяпрепровождения оказывается мало — хотя известный с древности музыкальный инструмент варган по сути мало отличается от медвежьей щепки. 
Смеем предположить, что основной причиной, вызвавшей когда-то первые попытки осуществить музыкальное движение, является факт наличия в спектре музыкального звука диссонирующей 7-й гармоники.
Действительно, каждый музыкальный звук содержит в себе наряду с фундаментальной частотой 2-ю гармонику — октава, 3-ю — квинта через октаву, 4-ю — две октавы… Все эти гармоники сливаются в приятное малоразличимое созвучие. Слияние двух звуков, частоты которых отличаются ровно вдвое — вообще фундаментальное явление, и само понятие октавы имеет чисто физическую природу. 5-я гармоника усложняет звуковую картину, составляя с 4-й гармоникой интервал большой терции, однако же звучит приятно для слуха. 6-я гармоника — это повторение 3-й, на октаву выше, опять же приятное для слуха. Интервал между 5-й и 6-й гармониками — малая терция, воспринимается слухом благожелательно. И особенно приятно сочетание 4-й, 5-й и 6-й гармоник, являющееся мажорным трезвучием. И вдруг на этом радостном фоне бессознательное восприятие встречается с 7-й гармоникой. Это первая из гармоник, составляющая с другими гармониками диссонирующие интервалы — большую секунду с 6-й, уменьшенную квинту (тритон) с 5-й, малую септиму с 4-й… В целом 4, 5, 6 и 7 гармоники составляют неустойчивый аккорд — доминантсептаккорд. Какое-то время человек терпит создавшийся дискомфорт, но дискомфорт остаётся и требует какого-либо действия. И человек находит выход: начинается музыкальное движение — доминантсепаккорд разрешается в «устойчивый» звук (а вернее, в трезвучие) на кварту выше фундаментальной частоты.
Рассмотрим, для примера, 5-ю струну шестиструнной гитары, имеющую фундаментальную частоту 110 Гц, нота Ля. Гармоники 4, 5 и 6 составляют Ля мажорное трезвучие Ля—До диез—Ми, 7-я гармоника — Соль — превращает созвучие в Ля доминантсептаккорд. Хорошим выходом, вызывающим чувство облегчения, становится переход к ноте Ре (4-я открытая струна), а точнее к Ре мажорному трезвучию: 
A →D
C#→D
E→D
G →F#
Правда, облегчение длится недолго, т.к. новый звук, точно так же как и предыдущий, содержит в себе гармоники, в том числе 4-5-6-7, в данном случае Ре доминантсептаккорд, который стремится разрешиться в звук Соль (3-я открытая струна), облегчение от перехода длится недолго и движение приходится продолжить.
Расположенные выше 7-й гармоники, в частности 9-я, 11-я, 13-я…, тоже образуют диссонансы с гармониками 1 — 6, но амплитуды их колебаний меньше, слышны они менее явственно и влияние их поэтому меньше. Впрочем, устойчивости звуку они не добавляют. 
Самое трудное — начать движение. А уж раз оно началось, то варианты движения возникают самые разнообразные.
Можно утверждать, что подавляющая масса населения не слышит в звуке гармоники, и с этим трудно не согласиться: да, подавляющая масса совершенно не осознаёт, что именно она слышит. Но повторим Лейбница: «…бессознательное упражнение души в арифметике» — а бессознательное потому так и называется, что проходит мимо сознания. На бессознательном уровне гармоники слышны всем.
Уместно привести схему из учебника (Годфруа Ж. Что такое психология. М.:1992, т.1, с.197):

 

Факт существования зазора между физиологической реакцией рецепторов и сознательным опознанием полученного сигнала зачастую недооценивается и игнорируется обыденным сознанием. Однако бессознательное обмануть, видимо, невозможно.