Светомузыка

Источник: журнал «Техника-молодёжи», №10, 1959 год. Автор: К. Леонтьев

Поезд тихо проходил мимо полустанка. Багровые лучи заходящего солнца играли сквозь просветы элеватора. Они то гасли, прикрываемые строениями, то вспыхивали с новой силой, когда ничто не заслоняло горизонта. У окна вагона стоял юноша. Он напряжённо всматривался в закат и в то же время словно к чему-то прислушивался. «Так-так, так-так, так- так...» – мерно стучали колеса на стыках рельсов. Но почему этот звук менялся в зависимости от изменения окраски? Он явственно имел два оттенка: один, когда солнце исчезало за строениями, другой – когда красный луч, торжествуя, вырывался из разрывов между ними.

Неужели восприятия цвета и звука связаны между собой? Неужели зрительные ощущения могут изменять слуховые и человек способен слышать краски или видеть звук?

...Прошло немного лет. И юноша, простой рабочий парень, которого взволновал случайный эпизод в дороге, сделался инженером. Он и сейчас молод: ему всего 29 лет. Но имя его широко известно в кругах специалистов. Он работает в области, которую, в сущности, сам и открыл. Эта область – «светозвук», или, в частном случае, «светомузыка».

Правда, не он догадался первым, что восприятия света и звука тесно связаны между собой. Но он нашёл законы связи между этими двумя явлениями и первый применил их для создания особого аппарата: электронного преобразователя звука в свет. Недавно Экспертный совет Комитета по делам изобретений и открытий обсудил и одобрил работу молодого специалиста – Константина Леонтьевича Леонтьева. Его статью, а также высказывания представителей науки, техники и искусства, участвовавших в обсуждении, мы публикуем в журнале.

НЕОБЫЧНЫЙ КОНЦЕРТ

«С некоторым опозданием приходится дать отчёт о последнем концерте оркестра Большого театра, состоявшемся в субботу, 4 февраля... Имея, однако, в виду, что концерт этот явился своего рода событием в истории русского музыкального искусства, придержусь на этот раз мудрого правила: лучше поздно, чем никогда.

Вся программа концерта была посвящена произведениям Скрябина, причём центральным местом явилось исполнения «Прометея» в полном его виде, то есть воссоединении симфонии звуковой и световой...

В основе определённого сочетания звука и света лежит представления композитора об определённой световой окраске тех или иных тональностей. Исходя из этого положения, Скрябин вводит в «Прометея» так называемую световую партию, причём задачей световой симфонии является окрашивание сменяющихся созвучий соответствующими им, в представлении композитора различными светами самых разнообразных оттенков, различной интенсивности и скорости последовательной смены. Композитор имел при этом в виду погружение всего зала в цвета, указанные им в световой партии».

Так писал в 1917 году обозреватель «Русской музыкальной газеты» о первом светомузыкальном исполнении симфонической поэмы «Прометей» выдающегося русского композитора Александра Николаевича Скрябина. Исполнение состоялось через два года после смерти композитора и технически было далеко не совершенным. В этой же заметке мы читаем: «Это была первая попытка, и в дальнейшем, надо надеяться, целый ряд уже сейчас выяснившихся недостатков будет устранён, и постепенно в исполнении световой партии будет достигнуто возможное совершенство».

Но странно – техника света, кино за последующие годы действительно добилась невиданных успехов, появилось и цветное телевидение, а случаи исполнения «Прометея» с партией света за эти годы и у нас и за рубежом можно пересчитать по пальцам. Здесь сразу возникает множество вопросов. Почему до сил пор не получила всеобщего признания попытка объединить музыкальные и световые средства в одном художественном произведении? Почему не удались другие многочисленные попытки в этом направлении? Почему в патентном классификаторе многих стран мира имеется специальная подгруппа под названием «цветовая музыка», а самой цветовой музыки пока что не существует? Неужели чувство цвета, о котором Маркс писал как о «популярнейшей форме эстетического чувства вообще», не может помогать восприятию музыки и обогащать его?

Поиски ответов не все эти вопросы неизбежно должны привести нас в область физиологии и психологии. В работах по психологии восприятия уже давно выделилось целое направление, изучающее большой комплекс вопросов, связанных с проблемой взаимодействия органов чувств. Именно здесь надо искать ответы на интересующие нас вопросы.

В ПОИСКАХ ОТВЕТОВ НА «ПОЧЕМУ?»

В любом виде деятельности человека все его органы чувств работают объединённо. Эта закономерная взаимосвязь между ними выработалась в ходе «многовековой эволюции человеческого организма, под влиянием совместного действия звуков, света, запахов и т. д. В результате существования этой глубокой взаимосвязи между органами чувств человека воздействие, например, на слух, безусловно, должно приводить к изменению восприимчивости зрения.

Следовательно, воздействуя на один орган чувств, возможно заметно перестраивать воспринимающие способности другого органа чувств, улучшая или ухудшая их. Из этой особенности работы органов чувств вытекает очень важный вывод: если мы стремимся совмещать в восприятии цвет и музыку, то необходимо иметь в виду, что светоцветовые изменения будут влиять на свойства слуха и, в свою очередь, музыка будет определённым образом перестраивать остроту зрения, цветовую чувствительность глаза.

Это подтверждено исследованиями многих советских физиологов н психологов. Интересные результаты были получены членом-корреспондентом Академии наук СССР, заслуженным деятелем науки С. В. Кравковым. В течение многих лет, проводя опыты по изучению влияния слуховых раздражений на цветовое зрение, С. В. Кравков показал, что чувствительность глаза к зелёно-голубым тонам под влиянием монотонных звуков заметно повышается, а к тонам оранжевато-красным снижается.

Было исследовано также влияние звуков различной громкости на чувствительность глаза. Оказалось, что чувствительность глаза к зелёному цвету с нарастанием громкости увеличивается, а к оранжевому – уменьшается. Имеются данные и о перестройке восприимчивости слуха под влиянием различных световых воздействий.

Перестройка восприимчивости происходит благодаря вполне определённым связям между зрительным и слуховым аппаратами человека, которые осуществляются в низших отделах головного мозга. Эти связи свойственны любому человеку с нормальным слухом и зрением и вовсе не являются привилегией немногих людей, обладающих цветным слухом, то есть способностью ощущать определённые цвета при звучании тонов различной высоты. Цветной слух – это лишь своеобразное отклонение от обычной формы, которой осуществляются связи между слухом и зрением.

Теперь становится понятно, почему попытки создания светомузыкальных произведений до сих пор не имели успеха. Виной тому была не плохая техника света; настоящая причина заключалась в том, что при создании светомузыки не учитывались объективные закономерности, объединяющие работу зрения и слуха. Можно с уверенностью сказать: если в основе сочетания звука и света будут лежать лишь «представления композитора об определённой световой окраске тех или иных тональностей», то такое сочетание, будучи произвольным, не будет соответствовать законам связи между слухом и зрением.

Чтобы создать световую партию музыкального произведения, которая обогащала бы восприимчивость слуха, нет необходимости писать её специально, ставя в соответствие звукам различной высоты определённые цветовые оттенки. Надо лишь преобразовать звук в свет и цвет по законам связи между слухом и зрением, не забывая того, что цвет и звук одинаково должны служить созданию художественных образов.

Можно, однако, преобразовывать звук в цвет с таким условием, чтобы воздействие на глаз через каналы взаимосвязи ухудшали бы восприимчивость уха – в результате свет будет мешать восприятию звука, будет ослаблять и отвлекать внимание. И, наоборот, согласованное воздействие света и звука на человека приведёт к улучшению работы его органов чувств, усилению внимания, восприятие будет происходить при непрерывном сравнении и обогащении слуховых и зрительных ощущений. Работа звукоцветового преобразователя будет опираться не одно важное свойство слухового и зрительного каналов. Это свойство – неодинаковая «пропускная способность» этих каналов. Пользуясь термином кибернетики, можно сказать, что количества зрительной и слуховой информации, объёма сведений, получаемых человеком за одно и то же время, резко отличаются друг от друга. Отношение этих количеств информации примерно определяется отношением площадей зрительной и слуховой областей мозга, которое равно 100:1. Поэтому, если слуховую информацию перевести в зрительную, то глаз сможет распознать все звуковые оттенки, используя лишь 1% своих способностей. Сохранность зрения при этом практически останется прежней.

Каким же должно быть устройство для преобразования звука в свет? Ответ на этот вопрос даёт анализ работы слухового аппарата человека.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗВУКА В СВЕТ

Известно, что любое сложное звуковое колебание можно разложить на ряд простых синусоидальных колебаний, имеющих различные частоты и амплитуды. Произведя разложение, мы получим так называемый спектр звукового колебания. Определение спектра колебания с известной точностью можно осуществить с помощью специальных приборов – спектроанализаторов.

Если сравнивать работу слухового аппарата человека с работой спектроанализатора, то оказывается, что слуховой аппарат работает гораздо «активнее». Спектроанализатор только определяет спектр исходного звукового колебания, а слуховой аппарат сильно изменяет его. Эти изменения происходят на всём протяжении слуховых путей – от барабанной перепонки до слухового центра мозга. Изучение изменений спектра ставит нас перед удивительным фактом: мы ощущаем такие составляющие звуковых колебаний, каких в исходном звуке не было.

Так, в слуховом аппарате человека возникают суммовые и разностные тоны, частота колебаний которых равна сумма и разности частот исходных колебаний. Они замечаются особенно сильно тогда, когда звучат два близких по частоте звука. В это время можно ощущать дополнительный неприятный тон а виде биений. Таким образом, появление новых составляющих резко изменяет исходный спектр звуковых колебаний. Это осложняется ещё и тем, что в слуховом аппарате человека одни звуки могут ослаблять или совсем подавлять другие при их одновременном восприятии. В акустике это явление называется маскированием звуков. Кроме того, составляющие различной высоты, имеющие одинаковую силу звучания, слышатся с разной громкостью. Если учесть, наконец, что характер этих преобразований для разных звуков неодинаков, а изменяется под влияниям силы звука, частоты колебания и его состава, то станет ясно, насколько велик объём всех возможных изменений спектра звука в слуховом аппарате человека. Эти изменения нельзя считать искажениями, наоборот, они являются необходимыми и полезными преобразованиями, без которых нормальная работа слухового аппарата невозможна.

Анализ работы слухового аппарата показывает, что не все характеристики исходного звукового колебания являются существенными при восприятии как музыки, так и речи. Характеристики, наиболее важные для восприятия, можно назвать «управляющими», потому что с их помощью осуществляется управление светом и цветом. Знание законов, по которым происходит выделение «управляющих» характеристик, важно на только для правильного конструирования устройства, преобразующего звуки в светоцветовую картину. Без них нельзя обойтись при создании машин для перевода речи с одного языка на другой, пишущих машинок, печатающих текст под диктовку, систем управления техникой прямо с «голоса» и т. д.

С помощью современных средств радиоэлектроники оказывается уже возможным искусственно воспроизвести происходящие в слуховом аппарате процессы, создав электронную модель уха. Такая модель может служить основой устройства, преобразующего звуки в свет.

В чём будет заключаться работа такого устройства? Что мы сможем услышать и увидеть на концерте светомузыки? Общая схема работы звукосветового преобразователя такова. Звуки музыки, написанной композитором, как обычно, без какого-либо светового сопровождения, воспринимаются слушателями и одновременно микрофонами, преобразующими их в электрические сигналы. Эти сигналы направляются в электронную модель уха, где производится анализ спектра звукового колебания с учётом всех тех преобразований, которые совершаются в слуховом аппарате человека. Далее эти сигналы должны быть подвергнуты обработке, в процессе которой выделяются сигналы, управляющие техникой света и цвета, его яркостью, насыщенностью, мерцанием, подвижностью. Выделенные сигналы должны управлять техникой света в строгом соответствии с теми связями, которые существуют между слуховым и зрительным аппаратами человека. Только тогда светоцветовая картина будет единственно правильным «переложением» прослушиваемой музыки, обогащающим её художественные образы.

Блок обработки сигналов может быть изготовлен таким, что он будет иметь достаточно гибкие настроечные характеристики. Это даст возможность специалистам – физиологам, психологам и искусствоведам – в определённых пределах регулировать работу звукосветового преобразователя, добиваясь наиболее слитного и впечатляющего восприятия светомузыки.

Воспроизведение изменяющейся световой картины можно получить, например, с помощью трёхцветных проекционных аппаратов с управляемыми диафрагмами. Пробы и эксперименты позволят найти наиболее удачное решение этого вопроса. В ходе этих опытов определятся и те конкретные формы, которые будет иметь светоцветовая картина – светящимся экран, часть пространства, меняющая свою окраску, или весь концертный зал, залитый причудливо переливающимися цветами всех оттенков.

Вполне понятно, что светомузыка не имеет ничего общего с так называемым абстрактным «искусством». Произведения художников-абстракционистов, по своему произволу в беспорядке перемешивающих краски на полотнах, ссылаясь при этом на своё «высшее чувство цвета», и гармония цветов, позволяющая нам полнее воспринимать музыку, совершенно противоположны. Они противоположны потому, что авторы абстрактных картин не считаются с нормальным человеческим восприятием и его объективными законами, а светомузыка опирается на эти законы.

Оценка светомузыкальных произведений с точки зрения искусства – дело слушателей-зрителей и специалистов. Рассказывая о физиологических и технических основах светомузыки, мы хотели обратить внимание на скрытые в них возможности обогащения искусства.

ЭТО ВАЖНО ДЛЯ АВТОМАТИКИ

Устройство для преобразования звука в свет может найти немало применений в автоматике. Одно из таких применений – контроль за работой станков и агрегатов на автоматизированном производстве. В настоящее время такой контроль проводится по системе непрерывного опроса. Чтобы быть уверенным в том, что завод-автомат в целом работает нормально, необходимо непрерывно справляться о здоровье каждого агрегата. Такая система контроля сложна.

Электронное ухо, «слушая» рабочие шумы всего предприятия, будет анализировать все изменения их ритма и громкости, вызванные появлением неисправности в той или другой машине. Изменение цветовой картины на выходе электронного преобразователя звука в свет, наблюдаемое диспетчером, позволит немедленно определить место и характер неисправности и принять меры к её исправлению.

А. Малый, инженер

ПОПЫТКИ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ВЗАИМОСВЯЗЬ ОРГАНОВ ЧУВСТВ ПОЛЕЗНЫ

Наука прошлого стремилась всё дробить на элементы и из этих омертвелых сущностей строить прекрасное здание жизни. Мы были бы несправедливы, если бы не заметили существенных успехов в науке в этом направлении. Однако советская наука изучает явления в живых связях, в их сложном целом. Так случилось и с органами чувств. Хотя каждому ясно, что наше обоняние связано со вкусом, что наш слух взаимодействует со зрением, что боль зависит от температуры и т. д., всё же наука прошлого рассматривала ощущения независимо одно от другого.

Новая советская наука уже не только видит взаимосвязь ощущений, но и пытается ату взаимосвязь использовать в жизни. Насколько же глубже мы будем воспринимать картины, если в залах партийных галерей будет играть соответствующая музыка, насколько прекраснее покажутся симфонии Чайковского, если их слушание будет сопровождаться зрительными восприятиями. Да и для техники будет очень важно повысить зрительную способность человека, воздействуя на его слуховой аппарат, как, разумеется, и обратно.

В. Артёмов, профессор, доктор педагогических наук

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗВУКА В СВЕТ ИНТЕРЕСУЕТ ФИЗИОЛОГОВ

Предлагаемое устройство представляет большой интерес для научных исследований в области физиологии слуха и зрения и должно обеспечить новые возможности для изучения взаимодействия этих органов чувств. Самостоятельное значение имеет схема для преобразования и анализа музыкальных звуков.

При соответствующих изменениях эта схема может быть использована для анализа звуков речи. Создание звуковых анализаторов речи, имитирующих свойство слуховой системы, имеет чрезвычайно большое значение для решения ряда вопросов, связанных с изучением физических характеристик речи и с преобразованием речи.

Л. Чистович и В. Глезер, сотрудники института физиологии имени И. П. Павлова АН СССР

ЭЛЕКТРОННОЕ УХО ПОМОЖЕТ РАЗВИТИЮ МУЗЫКАЛЬНОГО СЛУХА

В процессе осуществления предложения автор натолкнётся на интересные явления в области слуха и зрения и, изучая эти явления, даст нашей науке немаловажные данные. Но в отношении своей прямой задачи осуществление предложения обещает интересные результаты, которые возможно будет применить также в области музыкальной педагогики, в курсах развития слуха.

С. Скребков, профессор, заведующий кафедрой теории музыки Московской государственной консерватории им. П. И. Чайковского

ЭТУ ИДЕЮ НАДО СКОРЕЕ ОСУЩЕСТВИТЬ

Слушая, видеть музыку – это удивительное новое открытие нашей науки и техники. Цвета, гармонирующие с музыкальным звучанием, раскрывающие музыкальное содержание, цвета, движущиеся в ритме музыки в пространстве концертного зала, явятся новым художественным выразительным средством и дадут возможность полнее воздействовать на слушателей, становящихся ещё и зрителями. Необходимо осуществить идею К. Л. Леонтьева.

М. А. Скрябина