Морозов_Искусство резонансного пения

_________________ Искусство резонансного пения____________ 141

3.5.3. Третий защитный механизм

Это прямой механизм защиты голосовых связок. Он состоит в сильнейшем обратном воздействии резонаторов на колеблющиеся голосовые связки, что при определенных условиях приводит к значительному облегчению колебательного процесса связок. И условия эти, как мы увидим ниже, связаныужесформированиемнетолькоВПФ, ноиНПФ.

3.5.3.1. Импеданс? Нет, лучше резонанс!

Механизм обратного воздействия резонаторов голосового тракта - малоизученное явление в теории речеобразования (Сорокин, 1985, 1992) и практически не изучено в теории образования певческого голоса. Попытка Р. Юссона использовать математическую теорию рупора Рокара для объяснения акустических явлений в голосовом тракте певца не является удачной для вокалистовпрактиков. Введенное Юссоном понятие импеданса - информативное в научном плане, но также абсолютно непонятное и бесполезное для вокалистов, если не сказать - дезориентирующее. Почему? Да потому что импеданс означает сопротивление, т.е. препятствие, а певцу психологически не понятно, зачем нужно создавать голосу какое-то препятствие, когда все опытные педагоги и певцы говорят о свободе, непринужденности голосообразования, необходимости устранения каких-либо препятствий для голосового потока, излучения, выведения звука в окружающее пространство. Тем более, что слово «сопротивление» всегда связано с неким мышечным напряжением, что ведет к зажатию дыхания, гортани и артикуляционных органов.

В этом смысле термин «резонанс», традиционно используемый вокалистами, психологически более адекватен пониманию сущности певческого голосообразования, поскольку резонанс голосового тракта создает весьма благоприятное реактивное сопротивление, облегчающее работу голосовых связок. В формулу же импеданса, как упоминалось, помимо реактивной составляющей входит и активное сопротивление, т.е. потери на трение звуковой волны, поглощение ее и т.п., что ни в психологическом, ни в физическом плане не является благоприятным для певца.

С термином «импеданс» связано еще одно недоразумение. У хороших певцов, как уже говорилось, образуется небольшая надгортанная полость, отделяемая от вышележащих резонансных полостей голосового тракта четко выраженным сужением. Полость эта, напоминаю, была обнаружена у певцов под рентгеном

142	В. П. Морозов

Л.Б. Дмитриевым, а акустическая ее роль как локального резонатора, усиливающего высокую певческую форманту, впервые экспериментально доказана мною с использованиемданныхтеорииречеобразованияВ.Н. Сорокина(см. § 3.2.1.)

Как мне довелось слышать и даже читать, многие вокалисты считают, что образование надгортанного сужения благоприятно потому, что создает якобы сопротивление подсвязочному давлению воздуха, т.е. импеданс в их понимании предохраняет голосовые связки от излишнего напора воздуха из трахеи. Это явное заблуждение, связанное с непониманием сути резонанса как составной части импеданса голосового тракта.

Резонанс, как известно из теории, создает акустическое сопротивление звуковой волне, но никакого отношения к сопротивлению дыханию, т.е. воздушному потоку, звуковой резонанс не имеет. Природа резонанса акустическая, а не пневматическая. Поэтому-то термин «импеданс» и не предпочтителен в вокально-педагогическом обиходе, поскольку создает (провоцирует) у многих вокалистов неверное представление о работе голосового аппарата певца.

Таким образом, еще раз хочу подчеркнуть: я не против термина «импеданс» - это важное и нужное в науке понятие, но в вокальнопедагогической практике лучше пользоваться традиционным, также научным, но более понятным для певцов термином «резонанс», тем более что резонанс отражает работу резонаторов и любой певец может ощутить резонанс в любой точке своего тела как вибрацию (см. § 3.6). А как ощутить импеданс?! Тем более если не знаешь, что это такое. Если мы будем так неосмотрительно засорять вокальную терминологию сложными научными терминами, то воздвигнем «китайскую стену» между наукой и певческой практикой. А ведь роль науки не в том, чтобы усложнять, а в том, чтобы упрощать понимание певцом и без того достаточносложнойзадачипоовладениюрезонанснойтехникойпения.

3.5.3.2.О воздействии резонаторов на голосовые связки

Втрадиционных теориях певческого голосообразования гортань с голосовыми связками рассматривается как независимый источник звуковых колебаний, а резонаторы лишь как преобразователи спектра, порождаемого гортанью. На самом же деле гортань с голосовыми связками испытывает мощнейшее влияние со стороны резонаторов, подчиняясь характеру резонансных явлений в окружающих гортань полостях-резонаторах - как верх-

Искусстворезонансногопения

143

них, так и нижних. Прекрасной иллюстрацией такого рода явления может служить механизм звукообразования в духовых музыкальных инструментах - наиболее близкая модель работы голосового аппарата певца (Музехольд, 1925; Белявский, 1925; Fuks, 1999). Так, в фаготе возбудитель звука - полоска тростника (аналог голосовых связок) - сам по себе способен издавать лишь один очень высокий звук. Однако под действием резонанса звуковых волн в корпусе инструмента, эта полоска тростника (возбудитель колебаний) сама начинает колебаться не с собственной высокой частотой, а с более низкими частотами, навязанными ей резонансом звуковых волн в корпусе инструмента, перестраиваемого музыкантом на разные тоны в процессе игры на нем. Таким образом, вибратор в фаготе рабски подчинен резонансу звуковых волн. Это наблюдается также и в медных духовых, где роль вибратора выполняют губы трубача (весьма близкая аналогия голосовым связкам певца). «Ни в одной из существующих групп музыкальных инструментов, - пишет доктор искусствоведения, профессор В.А. Леонов, - резонатор не оказывает столь огромного влияния на амплитудно-частотные характеристики звука, нигде части инструмента (имеются ввиду: возбудитель звука, резонатор, дыхание музыканта. - В.М.) не имеют такой ярко выраженной системнойсвязи, каквгруппедуховых» (Леонов, 1993).

И что для нас здесь самое важное: собственные резонансные частоты фагота в большинстве звуков диапазона инструмента соответствуют не основной частоте издаваемого фаготом звука, а одному из его гармонических обертонов. Таким образом, резонатор фагота, поддерживая (усиливая) обертон, создает благоприятные условия и для колебания вибратора с частотой основного тона, соответствующего данному обертону.

Этоположениеимеетдлянаспринципиальноважноезначение, поскольку в голосовом аппарате певца сильный резонанс в области НПФ, расположенный значительно выше частоты основного тона басов, баритонов и большинства звуков тенорового диапазона (ниже laβ1), может поддержать и более низкую частоту колебаний голосовых связок путем не прямого усиления частоты основного тона, а усиления какого-либо из ближайших обертонов.

Так, у баса НПФ (380-540 Гц), соответствующая примерно sol1- do2, при пении певцом do (130,82 Гц) поддержит эту ноту усилением третьей или четвертой гармоники от частоты данного тона, т.е. do2

144	В.П. Морозов

(523,26 Гц), а при пении do1 (261,63 Гц) этот же резонанс НПФ do2 (523,26 Гц) будет соответствовать уже второй гармонике от do1. Совершенно понятно, что если основной тон певческого голоса переходит в частотную зону НПФ, соответствующую данному типу, например верхнее теноровое do2 (523,26 Гц), то НПФ оказывает уже прямую поддержкуосновномутонуколебанийголосовых связокпевца1.

Голосовые связки певца по сравнению с возбудителем звука в фаготе - пластинкой тростника - более массивны и, кроме того, обладают собственным механизмом настройки на любой тон диапазона певческого голоса. Профессор В.Н. Сорокин называет эту перестраиваемую гортанью частоту голосовых связок их резонансной частотой. Тем не менее голосовые связки также значительно подвержены обратному влиянию резонанса в полостях голосового тракта, которое может быть как положительным в случае их оптимальной настройки, т.е. соответствия частоте колебания голосовых связок ( ЧОТ), так и отрицательным в случае несоответствия ЧОТ голосовых связок и переменной силы звукового давления в резонаторах. Сила же эта, как показывают даже приблизительные расчеты, весьма велика. Так, при пении forte звуковое давление достигает 100 дБ и более на расстоянии 1 м от певца; а в самом голосовом тракте, по данным Фанта, как минимум на 30-40 дБ больше, т.е. 140 дБ, что равно 200 ньютон/м2 и соответствует 0,209 г/см2. При более мощных звуках певческого голоса, которые могут достигать 120 дБ, переменное звуковое давление на голосовые связки составляет уже 2,09 г/см2, т.е. весьма значительную силу, способную влиять на колебательный процесс голосовых связок. Каким образом? Как уже упоминалось, весьма положительно, если частота резонанса соответствует частоте колебаний голосовые связок, и отрицательно, если такового соответствия нет. В первом случае связки оказываются в переменном звуковом давлении большой силы, которое значительно облегчает их периодическое расхождение и сближение, т.е. уже не столько связки колеблют воздух, сколько резонирующий столб воздуха колеблет голосовые связки. Они как бы опираются на соколеблющийся синхронно с ними столб воздуха в резонаторах.

Это явление можно наблюдать в модельном опыте с усилением звука телефонного наушника, если к нему приблизить хорошо настроенный резонатор, например цилиндр с отрегулированным уровнем воды, обеспечивающим максимальный резонанс (описание опыта см. §3.1.). Если в наушнике высверлить отверстие, чтобы наблюдать за

1 Об особенностях этого механизма в женских голосах см. § 3.5.5.

Искусство резонансного пения

]45

колеблющейся мембраной (для этого опыта лучше взять динамический телефон или наушник типа ТД-6), то можно заметить, как под действием резонатора, который вызывает значительное усиление звука, мембрана телефонного наушника начинает колебаться со значительно большей амплитудой. Происходит это в результате того, что на мембрану телефона начинает действовать сильное переменное давление воздуха с частотой резонирующей в цилиндре звуковой волны. Мембрана в буквальном смысле начинает соколебаться со звуковыми колебаниями воздуха в резонаторе.

Подобное явление происходит с любым возбудителем звука, которому помогает резонатор, например с язычком органа (в опыте Музехольда, см. выше), с губами трубача в мундштуке трубы, пластинкой тростника в фаготе и, наконец, - с голосовыми связками певца. Но в последнем случае - при одном очень важном условии: окружающие голосовые связки резонаторы - верхний (ротоглоточный) и нижний (грудной)- должны быть хорошо настроены, точнее сонастроены друг с другом. А для этого, как мы уже выяснили, вовсе не нужно настраивать их на частоту основного тона, как считали прежде, например Шевилл и Поллард или Розенов и др. (см.: Заседателев, 1935), так как угнаться за быстро изменяющейся в пении высотой звука, да еще в таких широких пределах (двухоктавный диапазон!) совершенно немыслимо1. Поэтому у певца дело обстоит гораздо проще - его резонаторы «не гоняются» за усилением основного тона, а хорошо усиливают тоны в ограниченном диапазоне частот примерно 300-600 Гц (sol1— mil»2), т.е. в области НПФ. А в этой области всегда найдется хотя бы одна или несколько гармоник от основного тона голосовых связок (или сам основной тон), которые и будут усилены. Но усиление гармоник, как мы уже знаем, приводит также к усилению, т.е. поддержке резонатором и частоты колебаний вибратора в целом, облегчению этихколебаний иусилениюзвукавцелом.

Если же в эту область резонанса НПФ «зашел» основной тон голоса нот re1-mi2, т.е. весь верхний диапазон мужских голосов и значительная часть диапазона женских, то будет максимально усилен и основнойтон(чтомыинаблюдаем наспектрах этих высоких звуков).

Образно говоря, содружество голосовых связок с резонаторами проявляется здесь в том, что голосовые связки возбуждают резонатор, который, усиливая во много раз амплитуду заданных голосовыми связками колебаний, отдает часть этой усиленной звуковой энергии обратно голосовым связкам, по-

'Например, для усиления низких басовых нот (Mi) ротоглоточный резонатор (см.

§3.2.2.) должен был бы иметь длину, ровную половине длины волны (X) от частоты 82,41 Гц (что соответствует Mi), т.е.

Отсюда ½λ=ок. 2-х метров!, а грудной резонатор равен ¼λ=ок. 1 метра! Поскольку же ротоглоточный резонатор существенно короче (≈18-22 см), то и усиливает он соответственно более высокие звуки, т.е. НПФ (см. § 3.2.2.)

146 ____________________В. П. Морозов______________________

могая им совершить колебательные движения. На точном научном языке такое содружество вибратора и резонатора называется автоколебательной системой и является важнейшей основой устройства и работы всех духовых музыкальных инструментов (Багадуров, Гарбузов и др., 1954; Леонов, 1993) и, как мы теперь выясняем, - голосового аппарата певца тоже.

Но если в духовых инструментах частоты колебаний вибратора и резонатора заранее рассчитываются и согласовываются (как, например, в язычковом органе), или полностью определяются резонатором (как в деревянных тростиевых духовых), то в голосовом аппарате певца такая сонастройка осуществляется в процессе пения, что намного усложняет «игру» певца на своем живом музыкальном инструменте. К тому же голосовые связки находятся под воздействием не одного, а двух резонаторов: верхнего - ротоглоточного и нижнего - трахеобронхиального, усиливающих, как показано в § 3.2.2., низкую певческую форманту (НПФ).

Вышеописанные сложности резонансных процессов в голосовом аппарате певца являются причиной трудностей для молодых вокалистов на пути овладения ими резонансной техникой пения. Но трудности эти вполне преодолимы, как убеждает нас в этом опыт выдающихся мастеров вокального искусства и их яркие образные высказывания, помогающие нам понять истинные механизмы резонансного пения. Рассмотрение психофизиологических и вокально-педагогических аспектов этих механизмов мы продолжим в главе 4.

Важно отметить, что взаимодействие верхних и нижнего резонаторов - это главная основа профессионального певческого голоса, обеспечивающая его силу, красоту тембра и легкость звукообразования, неутомимость и сценическое долголетие певца.

Искусство резонансного пения

147

3.5.4. Грудной резонатор - объективная реальность и его защитная роль

Нижний резонатор (трахея, бронхи) должен, конечно, играть важную роль в определении характера функционирования связок, так как... факторы, определяющие первичный тон связок, зависят не только от структуры и натяжения самих связок, но и от реакции переменного воздушного давления в подсвязочном пространстве. Вопрос о резонансе нижних полостей приобретает важную роль в объяснении явлений постановки певческого голоса.

С.Н. Ржевкин

Грудной резонатор признают большинство певцов и вокальных педагогов, так как на практике они чувствуют его воздействие на голос. Однако встречаются вокалисты (и методисты), отрицающие реальность грудного резонатора. По их мнению, трахеобронхиальная полость не может служить резонатором, так как: 1) паренхима легких сильно поглощает звук, что делает резонанс невозможным; 2) трахеобронхиальная полость не может изменять свой объем и форму и, следовательно, настройку; 3) она не имеет выхода в окружающее пространство и т.п.

Эти основные аргументы противников грудного резонатора не состоятельны по причинам, излагаемым ниже.

3.5.4.1. Прямые исследования резонанса трахеи

Прямые исследования резонанса трахеи, проведенные крупнейшим шведским ученым, автором акустической теории речеобразования Г. Фантом совместно с И. Сундбергом и другими (Fant et al., 1972), а также более ранние исследования О. Фуджимуры и И. Линдквиста (Fujimura, Lindgvist,1964) с помощью опускания в трахеобронхиальную полость человека1 миниатюрного излучателя звука и микрофона (через трахеотомическое отверстие, проделанное ниже уровня гортани по медицинским показаниям) показали наличие ясно выраженных резонансов трахеобронхиальной полости: 640 Гц, что соответствует низкой певческой форманте, а также 1400 Гц и 2850 Гц, что примерно соответствует средней (речевой)

ивысокой певческим формантам. Исследования доктора физико-

1В качестве испытуемых были обследованы трахетомированные люди, т.е. имеющие по медицинским показаниям трахетомическое дыхательное отверстие, ведущее непосредственно в трахею.

148 _____________________ В.П. Морозов______________________

математических наук В.Н. Сорокина показали наличие в трахеобронхиальной полости близких к данным Фанта (Fant et al., 1972) по частоте основных резонансов, а именно: 479 Гц, 1434 Гц, 2391 Гц и даже 3355 Гц (!), а также некоторых промежуточных резонансов. Это говорит о том, что грудной резонатор может усиливать не только низкую певческую форманту (400-600 Гц), но и более высокочастотные области спектра голоса вплоть до высокой певческой форманты (2400 Гц у мужчин и 3300 Гц у высоких женских голосов).

3.5.4.2.Виброметрические исследования грудного резонанса

Мои ранее проведенные прямые исследования вибрации грудной клетки певцов (Морозов, 1967; 1970; 1977) показали наличие в спектрах вибрации практически тех же резонансных областей с сильным преобладанием первого резонанса (в области ≈400-600 Гц).

Если во время речи или пения приложить руку к груди или гортани, то можно ощутить ясно выраженное мелкое дрожание этих поверхностей. Явление это часто называют «голосовым дрожанием» или «грудным дрожанием», если дело касается дрожания грудной клетки. В старых учебниках физиологии дрожание грудной клетки известно под термином fremitus pectorales. Условимся называть эти дрожательные колебания поверхности голосового аппарата вибрационными колебаниями или просто вибрацией и не будем смешивать этот термин с термином вибрато певческого голоса, обозначающим, какмыужезнаем, совсем другоеявление.

Каковы же происхождение и сила этих вибрационных колебаний? Каковы их особенности в разных участках голосового тракта, и, наконец, чтодаетпевцуощущениеэтихвибрационныхколебанийвовремяпения?

Обычно происхождение вибрационных колебаний вокальные педагоги связывают с явлением резонанса в полостях голосового тракта. Что это соответствует действительности, было показано опять-таки еще Гельмгольцем. Если резонатор резонирует, то стенки его приходят в сотрясение, соколебание с воздушной массой резонатора. Вибрация стенок резонатора по способу, предложенному Гельмгольцем, легко обнаруживается довольно простым способом: маленький сургучный шарик, подвешенный на ниточке и касающийся стенки резонатора, заметно отпрыгивает, как только резонатор начинает резонировать. Поэтому вокальные педагоги, конечно, правы, когда судят о грудном резонансе по силе грудного дрожания, а о резонансе в верхних полостях - по вибрации лицевых частей.

Для исследования вибрационных колебаний резонаторов певца, мы применили специальные виброчувствительные элементы - вибродатчики, изготовленные примерно по такому же принципу, как и головки адаптеров в проигрывателях пластинок или как, например, ларингофоны, употребляемыелетчикамидляпереговоровсземлей(рис. 49).

Искусство резонансного пения

149

Рис. 49. Различные конструкции пьезокристаллических вибродатчиков для исследования вибрации резонаторов в процессе пения.

Рис. 50. Исследование вибрации грудного резонатора с помощью контактного вибродатчика, помещаемого на поверхность грудной клетки в области трахеи. Обследуемый - засл. арт. РСФСР, профессор Ленинградской консерватории С.Н.Шапошников. Справазав. Лабораторией по исследованию певческого голоса ЛГК В.П. Морозов. Слева - ассистент Лаборатории, студент вокального факультета ЛГК В. Попов (по: Морозов, 1977).

Основой этих датчиков служил кристалл сегнетовой соли, так называемый пьезокристалл, обладающий чудесным свойством генерировать, производить электрические колебания, пропорциональные его сотрясени-

150 _____________________ В.П. Морозов______________________

ям. Будучи приложенык вибрирующей поверхности, например кгрудной клетке певца или к верхним резонаторам, они преобразуют механические вибрационные колебания тела в электрические колебания соответствующей силы и частоты. Важно заметить, что эти вибродатчики сконструированы таким образом, что они практически оказываются «глухими» к окружающим звукам при очень хорошей чувствительности к вибрации. Благодаря этому мы и можем «подслушать», что творится в различных участках голосового тракта певца во время пения, узнать, как работают различные резонаторы. Для этого нам достаточно приложить вибродатчик к резонатору и записать сигналы от него на магнитную ленту. Давайте теперь включим магнитофон и послушаем магнитную запись резонаторов. Слышится легкий, звенящий, очень богатый высокими обертонами звук. Все гласные и согласные отчетливо прослушиваются. Слова арии хорошо разбираются. Это звучат верхние резонаторы певца, которые мы выслушиваем через ткани лицевой поверхности. Недаром же верхние резонаторы часто называют форматорами гласных. В этом мы легко убеждаемся, выслушиваяизолированноезвучаниеверхнихрезонаторов.

А вот глухой, массивный звук, похожий на гудение. Гласные почти невозможно различить, настолько они похожи друг на друга, слова не разобрать. Это мы поместили вибродатчик на поверхность грудной клетки певца, его грудного резонатора, или, как говорят, ренфорсатора, т.е. усилителя звука. Звуки же, «снятые» с области гортани, отличаютсярезкостью исильновыраженным гортаннымтембром.

Для регистрации работы резонаторов вибродатчики можно комбинировать не только с магнитофоном, но и с другими регистрирующими приборами, например с осциллографами, подобными тем, которые применяются для регистрации кардиограммы, или со спектрометром. Засняв спектрограммы, мы убеждаемся, что в вибрационных колебаниях верхнего резонатора содержится большое число высоких обертонов, и больше всего в области ВПФ, в то время как в колебаниях грудного резонатора преобладают низкие частоты, главным образом лежащие в области низкой певческой форманты (рис. 51). Последнее обстоятельство позволяет считать, что низкая певческая форманта связанапосвоемупроисхождениюсгруднымрезонансом.

Мною была показана также значительная зависимость вибрации грудного резонатора от типа певческого дыхания (на опоре или без опоры, с участием грудного резонатора или без участия и т.п.) согласно инструкциям, даваемым мною певцам. В этих работах было специально установлено, что вибрация грудного резонатора, также как и верхних резонаторов (в области «маски»), не является результатом распространения в эти области вибрационных колебаний голосовых связок по твердым тканям тела, но происходит в результате резонансных явлений в воздухоносных полостяхголосовоготракта певца.