Что такое ощущение гармонии с точки зрения физики?

Раздел: Публикации
03-11-2017

Случилось у меня довольно приятное событие: опубликовали статью в Physical Review Letters (Yu. V. Ushakov, A. A. Dubkov, and B. Spagnolo “Regularity of Spike Trains and Harmony Perception in a Model of the Auditory System” // Phys. Rev. Lett. 107, 108103 (2011) ). Кто не знает, это весьма рейтинговый научный журнал. Сюда добавилась ещё одна приятность: статья показалась интересной редакторам, и они её выделили в класс “highlighted papers”. Кроме того, даже среди highlighted papers статью выдвинули в класс “focus “. Говорят, это круто. Что же, пусть будет так.

Неужели, действительно, что-то интересное и даже понятное для обывателя?

В этой работе намешаны методы анализа немарковских случайных процессов, методы теории информации, а также связь с одним широко известным в узких кругах психоакустическим эффектом. В определённом смысле, это квинтэссенция моей кандидатской диссертации, которую удалось дважды успешно защитить (у нас и в Италии).

Так вот, мотивирующий вопрос звучит довольно просто: “Что такое ощущение гармонии?” Гармония — это когда приятно, легко, светло, тепло и т.д. А что при этом происходит в мозгу? Мы же теперь все продвинутые: знаем, что мозг состоит из нервных клеток, которые общаются с помощью электрических импульсов. Значит можно измерять частоту следования этих импульсов, переносимую энергию и ещё целую кучу замысловатых характеристик. Какая же из этих характеристик связана с ощущением гармонии? И сразу второй вопрос: В каком месте мозга её измерять?

Для разговора была выбрана слуховая система. Кто когда-либо слышал музыку, знает, что она может звучать приятно (гармония) или же неприятно (дисгармония, диссонанс). Упрощая музыку, обнаружим, что звучание всего лишь двух нот (две струны или две клавиши) тоже способно быть как приятным, так и неприятным.

Оказывается, что любое млекопитающее, грызун, птица, возможно, и другие живые существа, — все ощущают разницу между гармоничным и диссонансным созвучием. То есть причина где-то в основе устройства слухового анализатора.

Потом выясняется, что ключевую роль играет устройство именно его нейронной части, потому что на механическом уровне колебаний мембраны слуховой улитки ничего толком объяснить не удаётся. Добрались таки до мозга. Дальше начинаем строить математическую модель, писать, считать и т.д.

Вывод, кстати, довольно простой и понятный: если созвучие вызывает в мозгу регулярные, ритмичные последовательности импульсов, то оно нам приятно. Действительно, если в картине есть ясная структура, то она нам нравится. Если в музыке различима несложная мелодия, то, в общем, мы довольны. Тут замешаны какие-то инстинктивные понятия, связанные, возможно, с безопасностью индивида: полная тишина, тьма, отсутствие запахов и касаний тревожат не меньше, чем непонятный шум, неразличимые контуры и т.д. Человек, как и животное, чувствует себя хорошо, когда в него идут сигналы, и сигналы эти понятны, привычны, несут довольно мало информации (в том смысле, что уже известная информация информацией с математической точки зрения не является).

Хорошим результатом работы можно считать примерно указанное место в мозге, где следует проверять приведённые выводы путём физических измерений, а также, собственно, график, который следует проверить экспериментально.



Добавить комментарий:
Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - решите пример: