8. Лингвофизика. Акустические характеристики речевых звуков

Предметом лингвофизики является язык, рассматриваемый со стороны его физических (акустических) характеристик. Эти характеристики однотипны с теми, что имеются и у неречевых звуков. Вот почему звуки речи в лингвофизике исследуются на фоне других звуков. Звуки вообще изучаются акустикой – одним из разделов физики. Лингвофизика занимает смежное положение между этим разделом и лингвистикой. Ее можно также назвать лингвоакустикой, фонетической акустикой и т.д.

Исследование акустических свойств звуков стало первоначально осуществляться в фонетических лабораториях. В России такие лаборатории были впервые созданы при Казанском и Петроградском университетах на рубеже XIX—XX вв. Результаты исследований, проведенных в этих лабораториях, представлены в книгах В. А. Богородицкого «Заметки по экспериментальной фонетике» (1 – 7 вып. – Казань; СПб., 1896 – 1907) и Л. В. Щербы «Русские гласные в качественном и количественном отношении» (1 изд. – 1912, переиздана в Ленинграде в 1983 г.). Позднее в области лингвофизики работали С. Н. Ржевкина, М. А. Сапожкова, Г. И. Цемель и др. Результаты современных лингвофизических исследований отражены в книгах Л. В. Бондарко «Звуковой строй современного русского языка» (М., 1977. – С. 16—21) и Л. Р. Зиндера «Общая фонетика» (М., 1979.— С. 97—103).

Любой звук представляет собою результат колебательных движений определенного тела. Звуки речи образуются в результате тех движений, которые совершаются говорящим с помощью органов артикуляции. Акустические характеристики этих звуков зависят от четырех факторов – частоты колебательных движений, их амплитуды, продолжительности и спектра.

Частота колебаний зависит от скорости, с которою движется источник звука. Она измеряется в герцах. Когда говорят, что частота того или иного звука равна, например, 300 Гц, имеют в виду, что источник этого звука совершает 300 колебаний в секунду. Субъ­ективное восприятие частоты колебаний связано с высотой звука: звуки с малой частотой воспринимаются как низкие, а звуки с большой частотой – как высокие.

От амплитуды (размаха) колебаний зависит интенсивность (сила) звука. Она воспринимается органами слуха как его громкость. Интенсивность звука измеряется в децибелах. За нулевой уровень при этом принимается звуковое давление в 20 паскалей. Паскалями измеряют давление воздуха, возникающее в процессе колебаний источника звука. При частоте звука в 1000 Гц нулевой уровень силы звука приблизительно соответствует порогу слышимости этого звука. Громкость звука, таким образом, зависит не только от его интенсивности, но и от соотношения интенсивности звука с его частотой.

Продолжительность звука зависит от времени его существования. Продолжительность звуков речи измеряется в тысячных долях секунды – миллисекундах (мс). Для распознания того или иного звука речи человеку требуется 30—50 мс. Продолжительность звука в речи зависит от ее темпа. При среднем темпе речи звук «а» в слове «сад» длится приблизительно 250—300 мс, а в слове «садовод» – лишь 50—70 мс.

Голосовые связки человека подобны колеблющимся струнам. Амплитуда колебаний, совершаемых разными частями голосовых связок, не является одинаковой. Звук речи представляет собою результат целого ряда колебательных движений. Мы можем изобразить тот или иной звук в виде частотного спектра. Этот спектр у однотипных звуков, производимых разными людьми, своеобразен, что объясняется индивидуальной природой органов артикуляции у каждого человека. Он выступает тем самым в качестве объективной основы для индивидуальной окраски звучащей речи, производимой определенным говорящим. В субъективном восприятии он расценивается слушающим как тембр речи.

Сделаем вывод: к акустическим характеристикам звуков речи относятся их частота, амплитуда, продолжительность и спектр. Каждая из этих характеристик особым образом воспринимается слушающим. От частоты звука зависит его высота, от амплитуды – громкость, от продолжительности – длительность и от спектра – тембр.