# Происхождение музыки

Г Варяжский

Предлагается информационное объяснение феномена музыки

Музыка сопровождает человечество тысячи лет, но до сих пор нет ясного ответа на простой вопрос: почему последовательность звуков вызывает у людей столь сильные эмоции?

Попытаемся ответить.


Предупреждён - значит вооружён


Правильно прогнозировать будущие события - насущная необходимость для любого живого существа. Решает эту задачу мозг, но мы не будем рассматривать физиологические стороны его работы, а сосредоточимся лишь на этой конкретной задаче - на прогнозировании. Как это возможно? Наиболее естественный подход таков: нужно запоминать поток информации, поступающий от органов чувств как некоторую последовательность происходящих событий. Если новый поток до настоящего времени в каком-то смысле был похож на другой, уже хранящийся в памяти, то резонно ожидать, что последовательности событий этих двух потоков будут также похожи и в недалеком будущем. Например, вы обратили внимание, что в нескольких случаях, когда ласточки летали низко, вскоре начинался дождь. Вы запомнили это и в дальнейшем, как оказалось, успешно пользовались этой приметой для предсказания дождя.

Примерно так же решает задачу и мозг, но в гораздо большем масштабе, ведь поток информации, поступающий от органов чувств, колоссален. Понятно, что не всю эту информацию мозг может переработать, а при ограниченном объеме памяти, и сохранить. Выход из положения напрашивается сам собой: необходимо обрабатывать и сохранять только ограниченное число часто повторяющихся последовательностей и регулярностей - закономерностей построения последовательностей, а прочее считать шумом и забывать; затем новая порция информации сравнивается с данными в памяти для выявления схожести. Так мы приходим к идее поиска повторяемостей и закономерностей в потоке. Конечно, мозг это делает на подсознательном уровне, а мы, получая лишь готовые прогнозы, называем это интуицией, предчувствием и т. п.

Заметим также, что в потоке информации, помимо собственно событий, есть еще одна важная компонента - время. Точнее, интервалы между событиями. Так что две последовательности, идентичные по составу, могут сильно отличаться по интервалам между событиями и считаться совершенно различными ситуациями. Очевидно, что мозг учитывает при обработке эту дополнительную информацию, а стало быть, обладает встроенными часами или таймером. Наверно, можно считать эту способность еще одним чувством.

Итак, мозг непрерывно строит из поступающей информации событийно-интервальные последовательности и сравнивает их с хранящимися в памяти (будем называть последние шаблонами). При "похожести" новой последовательности на один из шаблонов ситуация считается распознанной и делается прогноз. Понятно, что набор шаблонов может меняться: часто повторяющиеся последовательности и регулярности становятся шаблонами, а шаблоны, редко теперь получающие отклик, стираются из памяти. Так происходит адаптация к новым условиям и обучение.

Назад к музыке


Выше мы схематично разобрали, как мозг преобразует входные сигналы от чувств в прогноз. На минуту представим, сколь трудна задача, которую ему приходится решать. События могут иметь самую разнообразную природу, а интервалы могут меняться от миллисекунд до лет. Нужно хранить огромный объем информации в виде шаблонов, а также уметь перерабатывать входной поток в реальном времени. Собственно и сами события нужно как-то распознавать и классифицировать. Не позавидуешь!

Однако легко представить игру мозга, когда он использует данную технологию обработки информационного потока в некотором идеальном, сильно упрощенном случае. Ограничим поток лишь звуковой составляющей и сократим количество возможных событий и интервалов. Пусть событием является высота (частота) звука, а интервалом - его длительность. Не принципиально, какие частоты мы изберем, лишь бы обеспечить их повторяемость и некоторое упорядочивание, с тем, чтобы мозг мог их отличать. То же самое относительно интервала. В этом месте читатель, знакомый с азами нотной грамоты, конечно же сразу поймет, что мы говорим уже о музыке.

Музыка, по построению, представляет очень интересную игру для мозга. С одной стороны, она очень упорядочена, регуляризована, а с другой - позволяет создавать неограниченное количество шаблонов неограниченной сложности. И параметры подобраны так, что по желанию можно варьировать плотность информационного потока. Попутно выскажем наше убеждение, что эта плотность и создает эмоции: если поток мал, то мозгу скучно, если слишком велик, - мозг захлебывается. Наибольшее удовольствие достигается где-то в середине, когда процесс прогнозирования идет успешно, но угадывание не 100-процентное. Рассмотрим некоторые следствия из описанного механизма воздействия музыки на мозг.

Не всякий мозг способен на подобную переработку слуховой информации. Для таких людей музыка - просто шум. А неспособность эта называется амузией. Например, Зигмунд Фрейд не понимал музыку, пытался найти объяснение феномену, но не преуспел. Поскольку во всех прочих отношениях, включая способность предсказывать, эти люди не отличаются от остальных, можно предположить, что для выживания музыкальные способности не столь важны. В этом случае мозг отказывается отвлекаться на игру. И напротив, замечено, что слепые одарены выше среднего в музыкальном отношении. Логично предположить, что при этом мозг, свободный от необходимости обрабатывать зрительную информацию, направляет дополнительные мощности на обработку слуховой и способен уловить более тонкие регулярности.

Важной составляющей музыки является ритм - повторяющаяся последовательность интервалов. Это простейший случай регулярности, и, видимо, история музыки начиналась с него. А равно и начинается музыкальное развитие отдельной личности. Человек вряд ли рождается с врожденными интервалами или частотами. А первые шаблоны, которые он приобретает, видимо, есть простые последовательности громких звуков через равные интервалы. Отличаются же шаблоны длиной интервала или темпом: медленный, средний, быстрый. Но постепенно мозг обнаруживает, что есть еще тон, что интервалы делятся на более короткие доли, что бывают паузы, аккорды и т. д. Мозг обзаводится все большим числом шаблонов, а сами шаблоны становятся всё сложней. Т.е. даже для одной личности в разные времена комфортная величина информационного потока будет разной. Нужно еще учесть жанровые различия: набор шаблонов для музыки барокко и джаза будут сильно отличаться. Учтем также индивидуальные способности и опыт. И становится ясно, почему разным людям нравится разная музыка. А стало быть, объективной оценки музыки не существует. Есть только субъективная.

А где же октавы, строи, гаммы, кратные двойке длительности нот - все эти привычные атрибуты музыки, спросит кто-то? Но это необязательные параметры, музыка могла бы строиться и на других последовательностях высот звуков и их длительностей. Главное, чтобы события (ноты) были отличимы человеком на слух и их было достаточное количество, чтобы сконструировать достаточно сложные шаблоны. Например, общепризнанный сейчас лад РТС-12 (равномерно темперированный строй, т. е. строй, в котором октава делится на 12 равных по логарифмической шкале частот интервалов), есть неформальный компромисс физиологических возможностей человека различать разные частоты, простоты изготовления музыкальных инструментов и совместимости с историческими строями.


О шаблонах

Может показаться, что концепция шаблонов чисто умозрительна. Приведем в защиту практически наблюдаемые эффекты.

Представим, что вы вошли в комнату, где громко тикают часы. То бишь издают строго регулярные звуки. Какое-то время вы будете часы слышать, но потом они как бы исчезнут, и вы услышите их, только если они собьются или замолчат. Что происходит? А это мозг создал шаблон тиканья-таканья и автоматически вычитает его из общего звукового потока. Так вы сможете извлечь больше информации из прочих звуков. Попутно заметим, что построение такого шаблона потребует очень точного замера интервала.

Представим, что вы слушаете не слишком качественную запись с концерта. Сначала вас раздражают шумы, плохой баланс инструментов, огрехи интонирования, неразборчивый текст. Но после нескольких прослушиваний звук как будто становится чище, а текст - разборчивее. Что происходит? А это мозг создал шаблон и во время очередного прослушивания подсказывает вам, что будет дальше.

Представим, что вы впервые услышали, а затем несколько раз прослушали запись исполнения незнакомой песни. Далее вы услышали эту же песню, но в исполнении, скажем, другого певца. Скорее всего, вам второй вариант не понравится. Что происходит? Мозг, имея шаблон, созданный из первого варианта, все отклонения второго варианта принимает за ошибки, несоответствия эталону. И потребуются дополнительные усилия, чтобы шаблон изменить.

Понятно, что в целях экономии памяти и скорости применения, шаблон не является точной копией оригинальной последовательности, а идеализированной: убираются шумы, исправляются мелкие интервальные огрехи и т. п. А элементарные события классифицируются относительно имеющегося набора классов и записываются в память не сами, а как указатель на соответствующий класс. Другими словами, помимо шаблонов, существует библиотека рангом ниже, содержащая набор элементарных событий. И весь этот процесс можно описать по аналогии с музыкальной нотацией: элементарному событию соответствует нота, а шаблон представляет собой последовательность нот. Второй вид шаблона - регулярность - не является собственно последовательностью, а является правилом или традицией построения последовательностей и есть характеристика данного вида музыки. В теории музыки регулярностями занимается гармония.

До сих пор мы не говорили о природе событий, но предыдущие рассуждения с очевидностью наводят на мысль, что музыка удивительным образом подходит для применения рассмотренного технологического процесса предсказаний. И становится ясно, что процесс обработки информации в мозге первичен, а музыка есть искусственный идеализированный случай регулярного информационного потока, параметры которого подобраны опытным путем.


Почему звук?

Если коротко: удачное совпадение физиологии человека и физики окружающей среды.

Во-первых, человек обладает речью. Мы не будем рассматривать историю и причины возникновения этого феномена, для нас важно лишь, что развитие речи существенно продвинуло способности человека в части обработки звуковой информации. К тому же речь избыточна и регулярна: вы можете восстановить фразу по ее отрывку или началу, так что предсказательная функция мозга здесь весьма желательна. Возьмем для примера поэзию: вы зачастую заранее, еще до произнесения, угадываете окончание строки, исходя из контекста, ритма, рифмы и т. д.

Во-вторых, построить устройства, позволяющие затем организовать такого рода информационный поток, оказалось не так уж сложно. Речь о музыкальных инструментах. Дудочки и струны послужили легким началом, способом создать стройные системы звуков. Постепенно и параллельно музыка, музыкальные инструменты и музыкальные возможности развивались.

Почему же нет аналогов музыки по каналам других чувств? Скажем, очевидно, что зрение обладает шаблонами. Всем хорошо известен эффект, когда в случайном переплетении ветвей дерева или узора на ковре вы вдруг видите лицо. Но ничего аналогичного музыке мы здесь не знаем. Причина в том, что природа не снабдила нас простыми инструментами, которыми бы можно было сымитировать этот огромный информационный поток. До некоторой степени можно лишь указать на искусство орнамента.

Быть может, что-то вроде музыки можно создать для тактильного канала дельфинов или средней линии рыб?


В чем удовольствие?

Выше уже высказывалось убеждение, что музыка есть не что иное как игра для мозга, в которой мозг пытается предсказывать будущее. Поскольку музыка регулярна (вероятность всякого следующего звука зависит от нескольких предыдущих) цель игры - предсказать продолжение. Как и во всякой игре, задача не должна быть слишком простой или слишком сложной. Простая музыка быстро выучивается, в ней уже нечего предсказывать и она надоедает. Сложная музыка представляется какофонией, и мало у кого хватает терпения слушать ее достаточно долго с тем, чтобы освоиться в ней.

Но в некотором диапазоне, когда предсказание идет успешно, но не составляет 100%, мозг испытывает удовольствие. В типичном случае удовольствие возрастает, достигает максимума и начинает падать по мере того, как вы "вычерпываете" информацию, т. е. заучиваете произведение. Естественно, что через какое-то время после того, как вы перестаете повторять произведение, образ его в вашей памяти тускнеет: вы забываете детали, а значит, можете снова получить удовольствие от прослушивания, но на этот раз меньшее и более короткое, поскольку на "ремонт" шаблона потребуется меньше усилий и времени, чем на построение.

В начале знакомства с новым произведением основную роль в предсказании играют шаблоны второго типа - регулярности. Но после нескольких прослушиваний важнее уже память. Искусство композиции состоит в том, чтобы найти для целевой аудитории правильный баланс: регулярности должны быть, но последовательности не должны быть легко предсказуемы.

Бытует мнение, что профессиональные музыканты, работающие в одном жанре, например, в классической музыке, теряют остроту ощущений, и относятся к своей работе по большей части как к рутине. Резонно предположить, что возникает желание сочинять музыку более сложную, авангардную. И такие попытки предпринимаются, но здесь экономика ставит свои ограничения: круг почитателей такой музыки будет узок. Однако именно так происходит развитие музыки.


Вне музыки

Предсказательные свойства мозга проявляются, конечно, не только в музыке. Мы уже говорили, что природа событий может быть самой разной. Лишь бы имелась некоторая упорядоченность или повторяемость. Выше упоминалась поэзия, которая схожа в регулярности с музыкой по ритму, не имеет тона, но имеет прочие атрибуты, например, рифму. Наша речь во многом состоит из шаблонов. В целом наше мышление склонно нарабатывать и использовать шаблоны: и в действиях, и в логике. На этом, например, основан юмор, когда построенное в воображении шаблонное окончание истории оказывается совершенно иным. Однако здесь мы сосредоточились на музыке.


Выводы

Одна из важнейших функций мозга - предсказывать будущее путем выявления повторяющихся мест, закономерностей в потоке информации. Эту способность можно вовлечь в игру, если специальным образом построить поток так, чтобы легко различались его элементы, но сами закономерности не поддавались полной расшифровке. Удачное сочетание физиологии человека и простота изготовления соответствующих инструментов позволило создать необходимые условия для имитации такого рода потока по слуховому каналу. Мы называем эту удивительную игру с ожиданиями и закономерностями музыкой. Она зародилась, развивалась и достигла в настоящий момент такого уровня, что первопричина потерялась.