АКУСТИКЕ И ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
Резонанс используется главным образом
для усиления звучания и формирования
нужного тембра.
Музыкальный энциклопедический словарь
МУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
КАК РЕЗОНАТОРЫ
Духовые музыкальные инструменты яв-
ляются... резонаторами, снабжаемыми...
приспособлениями для изменения их резо-
нирующей способности, по желанию иг-
рающего на них музыканта. Музыкальная
акустика. Под ред. Н.А. Гарбузова
Музыкальные инструменты различных народов и эпох ярко де-
монстрируют нам важнейшую роль резонаторов как усилителей
звука. Эолова арфа, изобретение которой приписывается монаху-
иезуиту Атанасиусу Кирхеру (1601-1680), обладавшая нежным, но
весьма слабым звуком, получила пропуск на сцены музыкальных
театров, лишь приобретя резонатор. Впрочем, прототипом совре-
менной арфы, вероятно, можно считать и более древние струнные
инструменты с резонансными полостями и деками.
Наиболее яркой аналогией голосовому аппарату певца служат
духовые музыкальные инструменты: органы- медные и дере-
вянные. Знакомство с механизмами их звукообразования нам
весьма важно для понимания роли резонаторов и в певческом про-
цессе. Поскольку описание музыкальных инструментов можно
найти в распространенных учебниках по музыкальной акустике,
в частности, в замечательной книге под редакцией Н.А. Гар-
бузова «Музыкальная акустика», я обращаю внимание читате-
лей лишь на некоторые особо важные для нас свойства музы-
кальных инструментов.
Во-первых, все духовые инструменты, их корпуса- это и
есть прежде всего резонаторы, звуковысотными свойствами ко-
торых управляет музыкант путем либо изменения длины резонато-
ра (медные, тростиевые), либо выбора той или иной звучащей тру-
бы-резонатора, как в органах (рис. 4).
Искусство резонансного пения 35
Рис. 4. Органные трубы. А - закрытая деревянная труба, Б - открытая деревянная тру-
ба, В - открытая металлическая труба, Г - закрытая металлическая труба, Д - язычко-
вая труба (по: Модр, 1959).
36 В. П. Морозов
Во-вторых, возбудитель тона в духовых, как в язычковом орга-
не, или в медных трубах (губы трубача) и, тем более, в деревянных
(гобой, фагот), находится в сильной зависимости от корпуса-
резонатора данного инструмента. Так, в гобое и фаготе язычок-
возбудитель сам по себе может издавать практически лишь один
высокий тон. Однако под действием резонатора инструмента (на-
страиваемого музыкантом на разные тоны в процессе игры пу-
тем изменения его длины нажатием клавиш) язычок издает разные
тоны, высота которых продиктована резонатором-инструментом.
Это очень важное свидетельство сильнейших обратных
в л и я н и й р е зо н а т о р а н а к о л е б а н и я в и б р а т о р а, ч т о н е -
сомненно имеет место в определенной мере и в голосовом аппарате
человека (см. § 3.5.).
«Командная роль» резонатора как генератора музыкального
тона ярко проявляется в лабиальных органных трубах (рис. 4 А,
Б, В, Г). Как известно, возбудителем трубы-резонатора является
шум, образующийся в результате рассечения струи воздуха ще-
лью (лабиумом), т.е. звук (шум), не имеющий ничего общего с
музыкальным. Тем не менее, труба-резонатор органа «конст-
руирует» из этого абсолютно негармоничного шума прекрасно
звучащий музыкальный тон, соответствующий по длине волны
удвоенной длине органной трубы (для открытых труб) и учетве-
ренной (для закрытых).
Таким образом, органная труба с полным основанием может
быть названа не только резонатором, но и генератором звука и
его источником, ибо не назовешь же музыкальным тоном шум
воздушной струи, рассекаемой лабиальной щелью. Шум этот не
более, чем возбудитель истинного источника и генератора му-
зыкального тона, которым является органная труба-резонатор. Это
еще одно замечательное свойство органных труб-резонаторов, ко-
торое позволяет нам провести определенные аналогии их с ролью
надставной трубы (т.е. верхних резонаторов) голосового аппарата
певца, образующих в функциональной взаимосвязи с голосовыми
связками (а также и с нижним резонатором!) единый генератор
певческого звука (см. § 3.2.).
Длина волны, генерируемая открытой органной трубой, теорети-
чески равная удвоенной длине трубы, на самом деле оказывается не-
сколько длиннее этой величины. Удлинение ее вызвано тем, что,
выходя из открытого конца трубы, резонирующая звуковая волна
встречает слабое сопротивление окружающего воздуха (импеданс) и
по этому как бы выпячивается из выходного отверстия трубы наружу на
величину около 5-10%. При этом, чем больше диаметр тру-
Искусство резонансного пения 37
бы, тем больше удлиняется волна. Но удлинение волны означает по-
нижение звука. Поэтому длина органных труб и других духовых все-
гда несколько короче теоретически вычисленной для каждого инстру-
мента. Различные музыкальные мастера на основе своего опыта дела-
ли поправки к длине резонаторов инструментов. Так, известный
французский органный мастер Кавайе-Колль (Cawaille-Coll) дал такую
формулу для открытых цилиндрических труб-резонаторов:
L=L0 -1,67·D (3)
где L - фактическая длина трубы; Lo - длина полуволны издавае-
мого ею звука (½.); D - диаметр трубы.
Я привожу эти данные, чтобы пояснить, что голосовой аппарат
певца как «духовой музыкальный инструмент» (такая аналогия при-
знается всеми исследователями) также подчиняется данной законо-
мерности и ее необходимо учитывать даже при весьма приблизитель-
ных расчетах длины волны низкой певческой форманты (см. § 3.2.2.),
а также при объяснении некоторых специфических певческих ощуще-
ний (см. гл. 5).
Корпуса-резонаторы духовых музыкальных инструментов по-
мимо того, что они командуют звуковысотным строем каждого
инструмента, придают им и специфические тембры за счет гене-
рирования обертонов разной частоты и амплитуды.
В струнных музыкальных инструментах роль резонаторов
как усилителей звука и генераторов тембра также весьма велика,
но не распространяется на звуковысотные свойства инструментов,
которыми целиком заведуют струны. Высота тона (F 0), издаваемого
струной, пропорциональна ее натяжению и жесткости (Г) и об-
ратно пропорциональна длине (L) и толщине, т.е. колеблющейся
массе (М)1.
Именно поэтому струны рояля (гитары, арфы и др.) для низких
звуков более длинные и толстые, а для высоких звуков - тонкие,
короткие и сильней натянуты.
Корпуса струнных, в отличие от духовых, усиливающих опре-
деленные тоны, являются множественными резонаторами,
усиливающими звуки всего звуковысотного диапазона, свойственно-
го каждому, например смычковому инструменту (скрипка, альт, вио-
лончель, контрабас и др.), с характерным преимущественным усиле-
нием тонов, специфических для тембра каждого типа инструмента:
для скрипки - si-do1, для альтов - 1а, для виолончели Fa-Sol.
38 В. П. Морозов
Рис. 5. Схема образования звука в открытой
(слева и справа) и в закрытой (в центре) ор-
ганных трубах.
Струя воздуха через канал А и камеру В под давле-
нием вытекает через узкую щель С и при этом рас-
секается острым краем губы D образуя шум, из ко-
торого труба-резонатор формирует чистый тон. Вы-
сота тона зависит от длины трубы: открытая труба
дает звук, длина волны которого в два раза больше
длины трубы, а длина волны звука закрытой трубы
в четыре раза больше ее длины. У открытых частей
трубы всегда создается пучность Е (максимальная
амплитуда звуковых колебаний), а у закрытых -
узел С (минимум амплитуды). Если в середине ор-
ганной трубы проделать даже небольшое отверстие
а (рис. 5, справа), то там также образуется пучность,
и труба будет звучать на октаву выше. На этом ос-
нован механизм регулирования высоты звука флей-
ты. Помимо основного тона органные трубы-
резонаторы, также как и все духовые инструменты,
генерируют гармонические обертоны.
Резонансные свойства корпуса смычковых зависят от его разме-
ров (объема), толщины стенок и конструктивных особенностей (не
вполне разгаданных, как у знаменитых скрипок Страдивари). Недав-
ние исследования вибрации корпусов скрипок известных кремон-
ских мастеров с помощью лазерной техники показали, что спектр их
излучения имеет формантные частоты, близкие к женскому певче-
скому голосу. Это, естественно, повышает эмоционально-эстети-
ческое воздействие тембра данных скрипок на слушателей.
Рис. 6. Тембр лучших скрипок напоминает тембр певческого голоса и это подтверждают
акустические исследования. В спектре звука этих скрипок имеются максимумы, соответст-
вующие области низкой певческой форманты (0,4-0,6 кГц) и высокой певческой форманты
(2-3 кГц). На левом рисунке спектры 11 скрипок итальянских мастеров, на правом - 10 со-
временных хороших скрипок (по: A. Runnemalm et al., 1998).
Искусство резонансного пения 39
О ГОЛОСОВЫХ РЕЗОНАТОРАХ
БРАТЬЕВ НАШИХ МЕНЬШИХ
На истинных поклонников и ценителей
прекрасного соловьиное пение производит
глубокое впечатление и заставляет их не-
редко проливать слезы умиления.
А. Брэм
Если в конструкции музыкальных инструментов проявляется
вековой опыт человека, то в строении голосовых аппаратов жи-
вотных, равно как и нашего голосового органа, - опыт природы и
мудрость Создателя.
Между звуками музыкальных инструментов и голосами живот-
ных, несмотря на их очевидные различия, есть и существенное
сходство: и те и другие должны быть слышны на достаточно
большом расстоянии - одни со сцены для удовольствия слушате-
лей в зале, а другие - для оповещения сородичей о весьма важных
жизненных событиях. Так, песня соловья, имеет смысл призывной
любовной серенады, а заодно и предупреждения соперникам, что
этот участок леса уже занят для гнездования. Но о пернатых пев-
цах попозже, а сначала о других.
Кто не слышал многоголосый хор весенних лягушек, собрав-
шихся в болоте на свадебные церемонии?! Голоса их слышны
чуть-ли не за сотню метров. Подойдите незаметно, чтобы не спуг-
нуть, присмотритесь: у квакушек по бокам рта выросли пузыри-
резонаторы! И конечно же для того, чтобы солистов было
слышно издалека: мало ли какая лягушка где-то далеко в соседнем
болоте на концерт опаздывает.
Но что там лягушки. Даже подводные обитатели - рыбы и те
умудряются использовать воздушные резонаторы! Давайте
опустим в воду гидрофон (подводный микрофон) в пору икроме-
тания горбылевых, и мы услышим... барабанный бой. Эти звуки
издаются рыбами в результате ритмических мышечных сокраще-
ний их плавательного пузыря, наполненного воздухом. Барабаны,
как известно, широко используются человеком в различных риту-
альных музыкальных действах. Но рыбы придумали их раньше.
Ну а у крупногабаритных братьев наших резонаторы помощ-
ней. Трубный глас оленя («Всех, любовию сгорая, всех зову на
смертный б-о-о-о-й») раздается на километры в округе, усиленный
мощным грудным резонатором-трахеей. Грозен бас этот для со-
перников и не менее сладок для олених. И те и другие спешат на
зов рогатого дуэлянта...
40 В.П. Морозов
У обезьян-ревунов (название вполне подходящее) имеются для
усиления голоса огромные горловые мешки-резонаторы - по
несколько литров воздуха! Это уже не просто голосовой аппарат.
Это поистине «дальнобойное акустическое орудие», пробивающее
многие километры лесной чащи! Такова сила резонанса, взятого на
вооружение этими лесными «вокалистами».
А теперь о птицах, чьи мелодические трели милее нашим му-
зыкальным вкусам. Недаром Н.А. Римский-Корсаков делал специ-
ально нотные записи птичьих голосов и вводил их в звучание
большого симфонического оркестра. Так, в опере «Снегурочка»
встречается звучание голоса кукушки, любимого композитором
снегиря и других птиц. Некоторые считают, что Л. Бетховен в
Пасторальной симфонии использовал мелодии пения соловья, пе-
репела, кукушки и песню иволги. Своеобразие пения птиц трудно
передать средствами инструментальной музыки. Поэтому некото-
рые композиторы предпочитают вводить звучание птичьих голо-
сов в музыкальное произведение, так сказать, в натуральном виде.
Итак, птицы - виртуозные музыканты, не только вдохновляющие
композиторов, но и выступающие солистами в сопровождении сим-
фонических оркестров! В чем же тайна птичьей голосистости?
Как, очевидно, предвидит читатель, ответ однозначен: в мак-
с и м а л ь н о м и с п о л ь з о в а н и и р е з о н а т о р о в!
Птицы обладают весьма оригинально устроенным «музыкаль-
ным инструментом». По сравнению с голосовым аппаратом чело-
века он имеет как черты сходства, так и признаки существенных
различий. Сходство в том, что оба эти голосовых аппарата при-
надлежат к типу духовых «музыкальных инструментов», звук в
них образуется за счет движения воздуха, выдыхаемого из легких.
Воздушная струя приводит в колебание упругие перепонки, кото-
рые и рождают звуковую волну. У человека такими перепонками,
или вибраторами (источником звука), являются голосовые связки,
расположенные в гортани. У трубача роль вибратора выполняют
вибрирующие губы, особым образом вставленные в мундштук ду-
хового музыкального инструмента.
Долгое время считали, что голосовой аппарат птиц устроен так
же, как и у человека. Однако оказалось, что у пернатых певцов
не одна гортань, а целых две: верхняя (larings), как у всех
млекопитающих, и, кроме того, нижняя (sirings). Причем главная
роль в образовании звуков принадлежит как раз не верхней, а
именно нижней гортани, устроенной очень сложно.
Искусство резонансного пения 41
Рис 7. Тайна птичьей голосистости в том, что у них имеется вторая (нижняя) певческая гортань и
сложная система резонаторов, роль которых выполняет увеличенная трахея: А - серый гусь; Б -
абиссинский гусь; В- черный кракс; Г- тетерев; Д— птица-трубач (по: В.Д. Ильичев, 1975)
Наличие нижней гортани - это оригинальное эволюционное
приобретение птиц, не встречающееся у других животных. Распо-
лагается нижняя гортань птиц в нижней части трахеи, как раз там,
где трахея разветвляется на два главных бронха.
2-4056
42 В.П. Морозов
Оригинальность ее строения заключается в том, что она имеет
не один вибратор, или источник звука, как у человека и всех дру-
гих млекопитающих, а два или даже четыре (!) вибратора, рабо-
тающих независимо друг от друга. Таким образом, голосовой ап-
парат птицы представляет собой как бы мини-оркестр (дуэт или
квартет), при помощи которого птица и исполняет виртуозные
«музыкальные произведения». Строение нижней «певческой» гор-
тани птиц так сложно и так значительно различается у разных ви-
дов птиц, что у исследователей до сих пор нет единого мнения о
механизмах ее работы.
Образование у птиц второй гортани в нижнем отделе трахеи дало
возможность использовать трахею в качестве сильнейших
резонаторов. У многих птиц трахея сильно разрастается, увели-
чиваясь в длину и в диаметре. Увеличиваются в объеме также и брон-
хи, в каждом из которых у многих птиц находится по независимому
источнику звука (две гортани). Движениями тела и натяжением спе-
циальных мышц птица может в значительной степени изменять фор-
му этой сложной системы резонаторов и таким образом управлять
звуковысотными и тембральными свойствами своего голоса.
Ритмические характеристики звука зависят от работы верхней
гортани, выступающей в роли своеобразного стоп-крана на пути
звукового потока и работающей в рефлекторном содружестве с
нижней гортанью.
Голосовой аппарат птиц по своим размерам занимает значи-
тельную часть тела (гортань вместе с резонаторами). Особенно это
характерно для маленьких певчих птичек. Поэтому в процесс пе-
ния у них вовлекается весь организм. Понаблюдаем хотя бы за
вездесущей певчей птичкой зябликом, когда он, сидя на каком-
либо видном месте, исполняет свою незамысловатую демонстра-
тивную песенку с характерным росчерком в конце. Все тельце
птички трясется от напряжения, шейка вытянута, маленький ротик
широко раскрыт, как воронка, давая простор переполняющим его
грудь звукам, слегка растопыренные крылышки и хвостик трепе-
щут в такт издаваемым трелям. Пение целиком захватывает птицу
эмоционально и физически. Разнообразие в строении голосового
аппарата и способах издавания звука соответствует и разнообра-
зию самих звуков голоса пернатых певцов. Они простираются от
низких басовых криков, характерных для гусей, уток, ворон, резо-
наторы которых имеют большой объем, до высочайших мелодиче-
ских свистов у певчих птиц из семейства воробьиных, имеющих
маленькие резонаторные полости.
Искусство резонансного пения 43
В начале 60-х годов в голосе птиц были обнаружены даже ульт-
развуковые обертоны, не воспринимаемые слухом человека (за-
рянка, просянка, серая славка, зеленушка и др.). Ультразвуковые
обертоны голоса у певчих простираются до 50 000 колебаний в се-
кунду. Встречаются даже некоторые виды птиц, песня которых це-
ликом состоит из ультразвуков. Мы видим, как эта птичка широко
раскрывает рот и вся напрягается, несомненно издавая звуки, но
самих звуков не слышим, так как они находятся выше пределов
нашей слуховой чувствительности, то есть в области ультразвуков.
Столь же недоступны для нашего слуха оказываются и темпо-
ритмические возможности пения многих птиц. По мнению Грин-
волта, разрешающие возможности птичьего голосового аппарата в
этом отношении в 50-100 раз превышают возможности слуха че-
ловека. Таким образом, мы, люди, слышим голоса птиц совсем не
так, как сами птицы, воспринимая звуковой узор, генерируемый
чудо-голосовым аппаратом птицы, лишь частично.
РЕЗОНАТОРЫ
ГОЛОСОВОГО АППАРАТА ПЕВЦА
Заговорив о живых резонаторах, рассмотрим кратко строение
голосового аппарата человека.
Рис. 8. Схема голосообразующего тракта че-
ловека в сагиттальном разрезе (по: Морозов,
1977).
1 - мягкое нёбо, 2 - язык, 3 - задняя стенка
глотки, 4 - контуры шейных позвонков, 5 -
контуры черпаловидных хрящей гортани, 6 -
подсвязочное пространство, 7 - полость трахеи, 8 -
бронхи, 9 -носовая полость, 10 - твердое нёбо, 11 -
зубы, 12 -верхняя губа, 13 - ротовая полость, 14 -
полость глотки, 15 - надгортанник, 16 -
надгортанное пространство, 17- голосовые связки.
44 В.П. Морозов
Голосовой аппарат певца принято делить на три части в со-
ответствии с особым функциональным назначением этих частей.
1. Гортань с голосовыми связками 1 (см. рис. 8, поз. 17).
Этот орган называем вибратором и возбудителем звука. Термин
«голосовой источник» в свете РТИП не предпочтителен, о чем бу-
дет специальный разговор далее (§§ З.1., 3.2.).
2. Дыхательный аппарат- общеупотребительный термин,
синонимов не требует, хотя иногда называем энергетической сис-
темой, так как дыхание - изначальный поставщик энергии голосу.
Включает легкие, трахею, бронхи (рис. 8, поз. 7, 8), дыхательные
мышцы, межреберные, брюшные, диафрагму, а также гладкую
мускулатуру бронхов.
3. Резонаторы, или резонаторная система, поскольку
резонаторов много и они в процессе пения объединяются (или не
объединяются - это у кого как!) в единую взаимосвязанную систе-
му, т.е. единый звучащий комплекс.
Звучащим телом в певческих резонаторах является воздух,
ограниченный стенками дыхательного тракта, а не сами стенки,
как иногда приходится слышать.
Другое дело, что стенки голосового тракта приходят в соколе-
бание с резонирующим в полостях воздухом и певец ощущает эти
колебания, например, в области грудной клетки (в результате ре-
зонанса трахеи) или лицевых тканей в области «маски» (резонанс в
носовой полости или в гайморовых пазухах), или в области твер-
Термин голосовые связки в настоящее время, по рекомендации анатомов, заменен тер-
мином голосовые складки. Тем не менее вокалисты продолжают пользоваться традицион-
ным термином голосовые связки, и этот термин встречается во всех прежних научных и ме-
тодических трудах по вокальному искусству, а также в высказываниях певцов и вокальных
педагогов, которые приводятся в данной книге. Поэтому для избежания путаницы в упот-
реблении этих терминов, я пользуюсь в данной работе традиционным термином - голосо-
вые связки (да простят меня коллеги-ларингологи за это отступление от терминологической
формальности). Тем более, что анатомическая структура гортани включает как голосовые
складки, состоящие из мышечной ткани, так и голосовые с в я з к и, состоящие из особых
эластических волокон, пролегающих по наружным краям голосовых складок. Эти эластиче-
ские тяжи, играющие важнейшую роль в певческом голосообразовании, и обозначаются
термином голосовые струны или голосовые связки (ligamentum vocale) (см., например: В.Н.
Тонков, т. 1, с.356).
Таким образом, в гортани имеются как голосовые складки, так и голосовые связки. И
звук образуется именно в результате вибрации голосовых связок (хотя, конечно, голосовые
складки, также как и щито-черпаловидные мышцы и др., играют при этом важную роль).
Учитывая все сказанное, у нас имеется основание употреблять и традиционный термин -
голосовые связки, - подразумевая под этим голосовые связки с голосовыми складками как
единый анатомо-функциональный комплекс. Это, повторяю, позволяет избежать путаницы
в терминологии, поскольку термин голосовые связки встречается в цитируемой мною лите-
ратуре сотни раз и у меня нет права изменять тексты цитируемых авторов.
Искусство резонансного пения 45
дого нёба в «точке Морана» (резонанс в ротовой полости) и т.п.
Эти ощущения безусловно можно назвать «ощущениями активно-
сти резонаторов», но помнить при этом, что резонируют (т.е.
сильно увеличивают амплитуду своих колебаний) объемы воз-
дух а в полостях-резонаторах и колебания свои передают стенкам
голосового тракта. Ощущаются они певцом с помощью виброчув-
ствительности, благодаря наличию во всех живых тканях чувстви-
тельных нервных окончаний (виброрецепторов), воспринимающих
вибрацию и вызывающих специфические певческие резонансные
(т.е. вибрационные) ощущения (см. об этом гл. 3, § 3.6. Индикаторная
функция резонаторов и 3.7. Активизирующая функция).
Классификацию певческих резонаторов по традиции произ-
водим по топографическому, а также функциональному признакам,
т.е. по месту их расположения и назначению. Так, различаем верхние
резонаторы - все, что выше гортани, и нижние - трахея с крупными
бронхами (рис. 8, поз. 6, 7, 8). Верхние резонаторы нередко называют
надставной трубой (слово «трубка», иногда употребляемое для столь
важной части голосового тракта, звучит как-то пренебрежительно),
поскольку они как бы надставлены сверху над гортанью.
Среди верхних резонаторов важнейшую роль в пении (и речи
также) имеет ротовая полость, поскольку это наиболее подвижный
из всех резонаторов, благодаря участию языка, челюсти, губ, силь-
но изменяющих объем и форму ротового резонатора, что и обеспе-
чивает артикуляцию гласных, как певческих, так и речевых.
Важнейший резонатор - глотка (рис. 8, поз. 14), также весьма
подвижная, изменчивая по объему и форме полость.
Особо важную роль в пении играет небольшая по объему над-
гортанная полость (рис. 8, поз. 18), образующаяся у хороших пев-
цов путем сужения входа в гортань (см. гл. 3).
Наконец, к резонаторам относятся носовая полость и так назы-
ваемые придаточные пазухи носа. Это - гайморовы полости (по бо-
кам носовой полости), основная полость, решетчатый лабиринт (в
основании черепа) и лобные пазухи (в надбровных частях лобной
кости). Они соединены с носовой полостью узкими проходами.
Функциональную роль в пении всех названных резонаторов мы
подробно рассмотрим в последующих разделах.
46 В.П. Морозов
