Резонансную природу образования речевых гласных доказал
еще Г. Гельмгольц (Helmholtz, 1913, 1-ое изд. 1862 г.). С этой це-
лью он установил сначала, что каждый из гласных звуков характе-
ризуется наличием одного или двух значительно усиленных обер-
тонов, которые он назвал характеристическими тонами
гласных (рис. 19). Благодаря тому, что эти тоны разные для раз-
ных гласных, мы и различаем их по слуху. Примечательно, что для
выделения характеристических тонов гласных Гельмгольц - гени-
альный изобретатель - воспользовался, так сказать, услугами ре-
зонанса: изготовил стеклянные шары-резонаторы разных
размеров (см. рис. 1), которые резонировали на разные по высоте
звуки. Узким концом шар вставлялся в ухо и, если он резонировал
(т.е. слышался какой-либо тон), то это означало, что в данном
гласном звуке имеется этот усиленный обертон.
Рис. 19. «Характеристи-
ческие тоны» гласных
немецкой речи в нотном
обозначении, выделен-
ные Гельмгольцем из
речевых звуков при по-
мощи шаров-резонато-
ров разного размера (по:
Helmholtz, 1913).
Резонансная теория образования речи Гельмгольца основана на
доказательстве резонансного происхождения характеристических
70 ______________________ В.П. Морозов_____________________
тонов гласных в ротоглоточной полости. Согласно теории Гельм-
гольца, голосовые связки дают лишь звуковую основу гласных -
основной тон, определяющий высоту звука с обертонами. В рото-
вой же полости образуется один или два резонатора, усиливающих
характерные для каждой гласной обертоны, т.е. формируются ха-
рактеристические тоны гласных. Два резонатора в ротоглоточной
полости образуются, по Гельмгольцу, путем ее частичного разде-
ления языком на большую и меньшую части, связанные между со-
бой сужением, образуемым языком. Важно отметить, что разделе-
ние ротоглоточной полости на две акустически сообщающиеся
между собой части не мешает ротоглоточному каналу резониро-
вать в целом и образовывать НПФ, как было показано в § 3.2.2.
Каждый из этих сдвоенных резонаторов Гельмгольц рассматривал
как резонатор, который усиливает обертоны в зависимости от сво-
их размеров и формы (см. рис. 1, 3).
Свою резонансную теорию Гельмгольц подкрепил методом мо-
делирования: в 1860 г. создал «говорящую машину», представ-
ляющую собой набор резонаторов разных объемов, т.е. резони-
рующих на разные тоны и возбуждаемых звуком электрического
зуммера (типа электрокамертона). Включая резонаторы, соответ-
ствующие характеристическим тонам гласных, Гельмгольц и за-
ставил свою говорящую машину «говорить», т.е. образовывать
звуки разных гласных1 (рис. 20).
Теория сдвоенного резонатора Гельмгольца, несмотря на свой
солидный возраст, 136 лет, не утратила своего значения и в наши
дни, хотя претерпела существенные дополнения и видоизменения.
Так, найденные Гельмгольцем характеристические тоны гласных
были названы формантами. Показано также, что в каждом
гласном их не 1-2, а больше - до 4-5, из которых первостепенное
1 Тем не менее в интересах справедливости следует заметить, что попытки создания го-
ворящей машины существовали задолго до изобретения Гельмгольца. В частности, в Рос-
сии говорящая машина была создана чуть ли не на целое столетие раньше гельмгольцев-
ской. В 1779 г. Петербургская академия наук объявила конкурс на создание аппарата для
искусственного воспроизведения гласных звуков. Вскоре такой аппарат был представлен в
Академию наук, а автор его, Х.А. Краценштейн, был награжден премией (Мясников, 1949).
Как же была устроена говорящая машина Х.А. Краценштейна?
Основу аппарата составляла искусственная гортань с искусственными голосовыми
связками, т.е. эластическими язычками, колеблющимися под действием тока воздуха, на-
гнетаемого мехами (чем не подтверждение миоэластической теории!). Высота основного
тона «голосовых связок» регулировалась специальным зажимом. «Говорить» же, т. е. вос-
производить различные гласные звуки, машина эта могла только благодаря приставляемым
к ней резонаторам различного объема и формы. Резонаторы эти в виде при-
чудливых банок и ваз надевались на искусственную гортань сверху. В зависимости от того,
какой из резонаторов на нее надет, гортань могла «произносить» различные гласные звуки.
Искусство резонансного пения 71
значение имеют первые три форманты, обозначаемые обычно сим-
волами F1, F2, F3 и т.д. (см. табл. 3.).
Рис. 20. «Говорящая машина» Гельмгольца состояла из набора резонаторов в виде
пустотелых цилиндров разной величины (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), имеющих крышки с ру-
коятками, закрывающими «горла» резонаторов. Возбуждались резонаторы с помощью
зуммеров (a1-a8), дающих звук наподобие электрического звонка (аналог звука горта-
ни), работающих от электрической батареи (е1- е2) и системы, преобразующей посто-
янный ток в переменный с помощью электрокамертона (b, f). Реостат (d) регулировал
силу тока и, следовательно, громкость звука. Включая с помощью ручек (ml-m8) те
или иные резонаторы, усиливающие разные по частоте обертоны звука зуммера (со-
гласно рис. 19), Гельмгольц и заставлял машину «говорить», т.е. издавать гласнопо-
добные звуки (Helmholtz, 1913).
Одним из наиболее известных трудов по теории образования речи
является работа шведского акустика Г. Фанта (Фант, 1964; Fant, 1960,
2-nd edition 1970). В нашей стране наиболее обстоятельные исследо-
вания по теории речеобразования проведены доктором физико-
математических наук В.Н. Сорокиным (Сорокин, 1985, 1992).
72 В. П. Морозов
Рис. 21. Традиционная схема, поясняющая роль резонаторов речевого тракта в преоб-
разовании спектра голосовых связок в спектр гласных. Импульсы голосовых связок
(вверху слева) имеют спектр гармоник S(f), постепенно уменьшающейся амплитуды
(внизу слева). Резонаторы речевого тракта настроены в каждый определенный момент
звукопроизношения на усиление определенных частот спектра и ослабление других
частот (Т(f) внизу в середине). В результате некоторые гармоники спектра голосовых
связок усиливаются, а другие ослабляются, т.е. образуется спектр, отражающий свой-
ства как голосового источника, так и резонаторов {S(f)+T(f), внизу справа). Вверху
справа - схематическое изображение звуковой волны гласного звука (по: Фант, 1964).
Таблица 3
Средние значения формантных частот
русских гласных (по: Фант, 1964)
Частота речевых формант, Гц Гласные
1-я форманта 2-я форманта 3-я форманта
У 300 625 2500
О 535 780 2500
А 700 1080 2600
Е 440 1800 2550
И 240 2250 3200
Ы 300 1480 2230
Важным дополнением теории Гельмгольца является то обстоя-
тельство, что форманты гласных не являются строго постоянными,
но существенно изменяют свое частотное положение у разных лю-
дей даже на одних и тех же гласных. Так, в женском голосе они
выше по частоте на 17%, а в детском- на 25%, что вызвано осо-
бенностями строения и формы речевых резонаторов у разных лю-
дей. Зависит также частота речевых формант и от высоты основно-
го тона голоса даже у одного и того же человека. Опознавание же
Искусство резонансного пения 73
гласных при наличии такого рода изменений частоты формант ос-
новано, как сейчас установлено, не столько на абсолютных значе-
ниях частоты формант, сколько на относительных, т.е. на соот-
ношении частот, подобно тому, как интервал квинта воспри-
нимается на слух как квинта в любом звуковысотной диапазоне.
Имеют большое значение также и амплитуды формант, а также
динамика их частотно-амплитудного значения в процессе звуко-
произношения, вследствие изменения объемов и формы речевых
резонаторов при переходе от одних звуков к другим (Златоустова,
Потапова, Трунин-Донской, 1986) и др.
Частотные значения речевых формант в пении сущест-
венно иные (Sundberg, 1987) вследствие того, что голосовой аппа-
рат певца должен обеспечить прежде всего специфические качест-
ва певческого тембра- высокую и низкую певческие форманты
(см. § 3.2.). Поэтому встречающиеся в руководствах по пению ука-
зания частот речевых формант в пении со ссылками на исследо-
вания речи не являются точными; вокальная фонетика - это особая
область науки и практики.
Фонетические особенности
Вокальных гласных
Фонетическая функция певческих резонаторов проявляется
прежде всего в сглаживании фонетической разнокачественно-
сти гласных, звучащих в обычной разговорной речи достаточно
«пестро». Если в обычной речи это нормальное явление, равно как
и в народном пении, то в академическом жанре - недопустимо. На
пестроту гласных в сценической речи сетовал К.С. Станиславский:
«Как неприятны эти пестрые голоса, - писал он, - в которых звук
А вылетает из живота, звук Е из голосовой щели, И протискивается
из сдавленного горла, звук О гудит, точно в бочке, а У, Ы, Ю по-
падают в такие места, из которых их никак и не вытащишь» (Ста-
ниславский, 1955, с. 67). Исследования показали, что «пестрота»
речевых гласных, в том числе и плохих вокальных, выражается в
значительных спектральных различиях между гласными, прежде
всего по уровням ВПФ и НПФ, а также средней певческой фор-
манты и их частотным положениям, в то время как хорошие во-
кальные гласные отличаются значительной стабилизацией этих
формант по уровню и частотному положению (см. рис. 9А, Б.). Это
соответственно обусловлено, как показали рентгенологические ис-
следования Л.Б.Дмитриева (1968), стабильностью резонаторной
3-4056
74 ______________________ В.П. Морозов____________________
системы хороших певцов, значительно меньшими изменениями
размеров и формы резонаторов в пении по сравнению с речью.
Недавно нами были проведены исследования гласных Ф.И. Ша-
ляпина, выделенных из исполняемых им произведений, имеющих ку-
плетное строение- «Дубинушка», «Легенда о 12 разбойниках» и др.
Гласные Шаляпина оказались удивительно схожими по спектру, не-
смотря на очень четкую дикцию и отсутствие искажения (§ 3.4.8.).
