{"id":4917,"date":"2015-12-18T21:08:12","date_gmt":"2015-12-18T20:08:12","guid":{"rendered":"http:\/\/naukowy.blog.polityka.pl\/?p=4917"},"modified":"2015-12-19T01:20:38","modified_gmt":"2015-12-19T00:20:38","slug":"spiewajciez-aniolowie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2015\/12\/18\/spiewajciez-aniolowie\/","title":{"rendered":"\u015apiewajcie\u017c anio\u0142owie"},"content":{"rendered":"

\"formanty\"<\/a>Nadchodzi czas \u015bpiewania kol\u0119d. Co prawda nie znam nikogo, kto by to robi\u0142 ch\u0119tnie i bez za\u017cenowania. No dobra, pewnie znam, ale wypar\u0142em to ze \u015bwiadomo\u015bci. Ja w ka\u017cdym razie raczej \u015bpiewa\u0142 nie b\u0119d\u0119.
\n
\nJak powstaje \u015bpiew? W zasadzie tak samo jak mowa. Ludzkie drogi oddechowe s\u0105 rur\u0105, w kt\u00f3rej powstaje fala akustyczna. R\u00f3\u017cnego rodzaju mruki, mlaski i cmoki powstaj\u0105 przez przepychanie powietrza przez r\u00f3\u017cne bariery w tych drogach, ale wi\u0119kszo\u015b\u0107 tego, co okre\u015blamy jako d\u017awi\u0119ki, powstaje dzi\u0119ki drganiom strun g\u0142osowych w krtani.<\/p>\n

Ot\u00f3\u017c wcale nie strun – to, co drga w krtani, to nie \u017cadne napr\u0119\u017cone w\u0142\u00f3kna wisz\u0105ce w poprzek \u015bwiat\u0142a przewodu oddechowego. Tak naprawd\u0119 s\u0105 to fa\u0142dy g\u0142osowe. Mi\u0119dzy fa\u0142dami g\u0142osowymi znajduje si\u0119 szpara g\u0142o\u015bni, a w krtani poza g\u0142o\u015bni\u0105 (obejmuj\u0105c\u0105 fa\u0142dy g\u0142osowe i szpar\u0119) znajduj\u0105 si\u0119 te\u017c inne fa\u0142dy, niebior\u0105ce bezpo\u015brednio udzia\u0142u w tworzeniu g\u0142osu, ale izoluj\u0105ce przew\u00f3d oddechowy.<\/p>\n

Fa\u0142dy g\u0142osowe zreszt\u0105 te\u017c to robi\u0105 i wydaje si\u0119, \u017ce to jest ich pierwotna funkcja, natomiast ich istnienie u naszych przodk\u00f3w sta\u0142o si\u0119 ewolucyjn\u0105 preadaptacj\u0105 (egzaptacj\u0105) umo\u017cliwiaj\u0105c\u0105 wydawanie g\u0142osu. Krta\u0144 przechodzi w gard\u0142o, kt\u00f3rego jama w zasadzie bez wyra\u017anej granicy przechodzi w jam\u0119 ustn\u0105, a przegrod\u0105 mi\u0119dzy tymi dwiema jamami a jam\u0105 nosow\u0105 jest podniebienie – twarde (nieruchome) i mi\u0119kkie (ruchome). Na ko\u0144cu tego uk\u0142adu s\u0105 usta i nozdrza.<\/p>\n

Na ko\u0144cu, patrz\u0105c z perspektywy p\u0142uc, kt\u00f3re wypychaj\u0105c powietrze na zewn\u0105trz, nadaj\u0105 dynamik\u0119 ca\u0142emu procesowi. To wypchni\u0119te (chwilowo zapomnijmy o g\u0142oskach ingresywnych) powietrze wpada mi\u0119dzy fa\u0142dy. Fa\u0142dy g\u0142osowe s\u0105 oscylatorem powstaj\u0105cych zag\u0119szcze\u0144 powietrza, a wi\u0119c fali, a ca\u0142y przew\u00f3d g\u0142osowy, od krtani po usta, jest rezonatorem.<\/p>\n

Powietrze, napieraj\u0105c na zwarte fa\u0142dy, rozwiera je, one z powrotem si\u0119 zwieraj\u0105 i tak dalej. Cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 tych drga\u0144 decyduje o cz\u0119stotliwo\u015bci drga\u0144 powietrza, a wi\u0119c ostatecznie o cz\u0119stotliwo\u015bci fali akustycznej. Fal powstaje mn\u00f3stwo. Ta, kt\u00f3ra powstaje bezpo\u015brednio dzi\u0119ki drganiom fa\u0142d\u00f3w g\u0142osowych, ma cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 podstawow\u0105, czyli ton podstawowy. Opr\u00f3cz niej powstaj\u0105 tony dodatkowe. Te, kt\u00f3rych cz\u0119stotliwo\u015bci s\u0105 odpowiednim zwielokrotnieniem tonu podstawowego, rezonuj\u0105 i staj\u0105 si\u0119 bardziej s\u0142yszalne ni\u017c reszta.<\/p>\n

W mowie zwykle daje si\u0119 wyr\u00f3\u017cni\u0107 kilka cz\u0119stotliwo\u015bci rezonansowych, nazywanych formantami. Na widmach akustycznych s\u0105 one zauwa\u017calne jako zag\u0119szczenia tworz\u0105ce paski. Mnie ten obraz nieco przypomina paski elektroforetyczne na \u017celu. Formant zwany zerowym m\u00f3wi o og\u00f3lnym tonie d\u017awi\u0119ku, podczas gdy rozk\u0142ad kolejnych formant\u00f3w odpowiada za barw\u0119 d\u017awi\u0119ku. R\u00f3\u017cne g\u0142oski (zw\u0142aszcza samog\u0142oski) maj\u0105 sw\u00f3j charakterystyczny uk\u0142ad formant\u00f3w, zw\u0142aszcza pierwszego i drugiego, podczas gdy kolejne s\u0105 zwykle coraz bardziej podobne dla r\u00f3\u017cnych g\u0142osek.<\/p>\n

Gdyby przew\u00f3d g\u0142osowy by\u0142 po prostu rur\u0105 o sta\u0142ej \u015brednicy i rozmiarach takich, jak u przeci\u0119tnego m\u0119\u017cczyzny, o 17,5 cm d\u0142ugo\u015bci, kolejne formanty mia\u0142yby cz\u0119stotliwo\u015bci blisko 500 (co odpowiada 1\/4 d\u0142ugo\u015bci fali stoj\u0105cej tworz\u0105cej si\u0119 w takiej rurze), 1500, 2500 i 3500 Hz. Ale nie jest. Powietrze w przewodzie g\u0142osowym obija si\u0119 o r\u00f3\u017cne struktury z j\u0119zykiem na czele. Gdy j\u0119zyk czubkiem dotyka dzi\u0105se\u0142 (g\u00f3rnych), mo\u017ce powsta\u0107 sycz\u0105ce [s] lub [z], gdy si\u0119 nieco uniesie, dotykaj\u0105c twardego podniebienia, syk ten przechodzi w szmer [sz] lub [\u017c], a dalej w [\u015b] lub [\u017a]. Gdy w tym czasie przew\u00f3d g\u0142osowy rozszerzy si\u0119 o jam\u0119 nosow\u0105 (przez opuszczenie mi\u0119kkiego podniebienia), powstaj\u0105 g\u0142oski nosowe, jak [n] czy [\u0144]. <\/p>\n

Z kolei brzmienie samog\u0142osek w\u0142a\u015bciwie nie zale\u017cy od j\u0119zyka, a od rozwarcia ust i \u017cuchwy (znaczenie mo\u017ce mie\u0107 te\u017c uk\u0142ad warg). Od tego zale\u017cy cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 formant\u00f3w. Dwa pierwsze formanty angielskiej samog\u0142oski [a] czy [o] s\u0105 do\u015b\u0107 sobie bliskie (r\u00f3\u017cnica 300-400 Hz), a samog\u0142oski [i] do\u015b\u0107 odleg\u0142e (ponad 2000 Hz). Nie podaj\u0119 konkretnych liczb bezwzgl\u0119dnych, bo wbrew pozorom jest do\u015b\u0107 du\u017cy rozrzut. A\u00a0mo\u017ce w\u0142a\u015bnie nie wbrew pozorom – ludzkie g\u0142osy r\u00f3\u017cni\u0105 si\u0119 mi\u0119dzy sob\u0105.<\/p>\n

Jak napisa\u0142em wy\u017cej, za rozr\u00f3\u017cnianie samog\u0142osek odpowiadaj\u0105 g\u0142\u00f3wnie formanty F1 i F2. Formant trzeci w wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w niezbyt odbiega od 2500 Hz u m\u0119\u017cczyzn i 3000 Hz u kobiet. Natomiast Johan Sundberg odkry\u0142, \u017ce \u015bpiewacy operowi maj\u0105 zauwa\u017calny jeszcze czwarty formant. Badaj\u0105c ich rentgenologicznie, stwierdzi\u0142, \u017ce uzyskuj\u0105 go, obni\u017caj\u0105c krta\u0144. Ten dodatkowy formant akurat wybija si\u0119 ponad cz\u0119stotliwo\u015bci generowane przez orkiestr\u0119, dzi\u0119ki czemu \u015bpiewak mo\u017ce j\u0105 przekrzycze\u0107, nie \u015bpiewaj\u0105c wcale g\u0142o\u015bniej, tj. z wi\u0119kszym wysi\u0142kiem. Skutkiem ubocznym jest obni\u017cenie pozosta\u0142ych formant\u00f3w, co – jak ju\u017c wiadomo z tego, co pisa\u0142em – skutkuje zniekszta\u0142ceniem samog\u0142osek, np. [i] zaczyna przypomina\u0107 raczej [\u00fc].<\/p>\n

Domowe \u015bpiewanie kol\u0119d raczej nie b\u0119dzie mia\u0142o takiego efektu. W og\u00f3le w \u015bpiewaniu popularnym, tak\u017ce profesjonalnym, raczej nie stosuje si\u0119 takich technik – od wyeksponowania g\u0142osu ponad instrumenty jest sprz\u0119t nag\u0142a\u015bniaj\u0105cy. Wielu s\u0142uchaczy muzyki rockowej czy popowej mniej ceni wirtuozeri\u0119, a bardziej autentyzm przekazu, wi\u0119c piosenkarz, chc\u0105c trafi\u0107 do takiego odbiorcy, raczej nie b\u0119dzie zbytnio modyfikowa\u0142 g\u0142osu.<\/p>\n

Dlaczego przywo\u0142uj\u0119 artyku\u0142 Sundberga sprzed 40 lat? Ot\u00f3\u017c niedawno opublikowano wyniki rentgenologicznego badania \u015bpiewaj\u0105cych ptak\u00f3w. Ptaki maj\u0105 zupe\u0142nie inaczej zbudowan\u0105 krta\u0144. W szczeg\u00f3lno\u015bci, co jest do\u015b\u0107 makabryczne, mog\u0105 wydawa\u0107 g\u0142os po odci\u0119ciu g\u0142owy. Ich analog krtani, tzw. krta\u0144 dolna, jest po\u0142o\u017cony du\u017co bli\u017cej p\u0142uc. Ptasia szyja jest zwykle relatywnie d\u0142uga. Ptasi przew\u00f3d g\u0142osowy nazywany dudami jest r\u00f3wnie\u017c d\u0142ugi, a poniewa\u017c krta\u0144 dolna le\u017cy bardziej w g\u0142\u0119bi cia\u0142a, dot\u0105d tak naprawd\u0119 nie znano mechanizmu wydawania g\u0142osu przez ptaki. <\/p>\n

Najnowsze badania wskazuj\u0105, \u017ce mimo r\u00f3\u017cnic anatomicznych mi\u0119dzy ptakami a lud\u017ami biofizyczny mechanizm jest w zasadzie taki sam. Zatem mo\u017cna powiedzie\u0107, \u017ce ptaki \u015bpiewaj\u0105 ludzkim g\u0142osem nie tylko w wigili\u0119.<\/p>\n

Piotr Panek<\/strong>
\nryc. Ish ishwar<\/a> (z wykorzystaniem oprogramowania Praat), licencja CC-BY 2.0<\/a>
\n<\/em><\/p>\n

\"ResearchBlogging.org\"<\/a><\/span><\/p>\n

Sundberg, J. (1977). The Acoustics of the Singing Voice Scientific American, 236<\/span> (3), 82-91 DOI: 10.1038\/scientificamerican0377-82<\/a><\/span>
\nElemans CP, Rasmussen JH, Herbst CT, D\u00fcring DN, Zollinger SA, Brumm H, Srivastava K, Svane N, Ding M, Larsen ON, Sober SJ, & \u0160vec JG (2015). Universal mechanisms of sound production and control in birds and mammals. Nature communications, 6<\/span> PMID: 26612008<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nadchodzi czas \u015bpiewania kol\u0119d. Co prawda nie znam nikogo, kto by to robi\u0142 ch\u0119tnie i bez za\u017cenowania. No dobra, pewnie znam, ale wypar\u0142em to ze \u015bwiadomo\u015bci. Ja w ka\u017cdym razie raczej \u015bpiewa\u0142 nie b\u0119d\u0119.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[58,55,6,65],"tags":[203,177,76],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4917"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4917"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4917\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4927,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4917\/revisions\/4927"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4917"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4917"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4917"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}