ЗВУК И СЛУХ
При описании человеческого слуха мы не встречаемся с большими концептуальными трудностями. Наши уши чувствительны к регулярным воздушным волнам сжатия в пределах примерно от 40 до 20 000 Гц (колебаний в секунду). Но собака воспринимает и более высокие частоты, совершенно неслышимые для людей, — до 30 000 или 40 000 Гц. Летучие мыши воспринимают даже частоты до 100 000 Гц, и мы продолжаем считать это слухом. Для этого есть две основательные причины. Одна из них заключается в том, что уши у собак и летучих мышей очень сходны с нашими. Другая причина — то, что диапазон воспринимаемых частот непрерывен; просто наше ухо устроено так, что оно нечувствительно к очень высоким частотам, которые слышат многие другие животные.
С другой стороны, мы знаем, что волны сжатия при частотах ниже тех, которые мы воспринимаем как звук, часто могут восприниматься как вибрация (т. е. мы все еще чувствительны к частотам ниже тех, которые мы считаем звуком).
Когда рыба «слышит» шаги на берегу, действительно ли это слух? Вибрация от шагов передается через почву и воду, и эти низкочастотные колебания, вероятно, воспринимаются сенсорными органами боковой линии, а не уха. Как в этом случае нужно говорить— что рыба «слышит» или что она «чувствует» приближающиеся шаги? Вообще мы обычно говорим о слухе, когда животные обладают специально развитыми органами, чувствительными к тому, что мы считаем звуком, но очевидно, что это не лучший способ определять понятие «слух».
Определение слуха становится гораздо труднее применительно к беспозвоночным животным, у которых органы, воспринимающие вибрации, весьма отличны от уха позвоночных и во многих случаях вообще пока не идентифицированы.
Какого рода информацию можно извлечь из звуковых волн? Человек может воспринимать звуковые волны и их изменения во времени (ритмы и т. п.), определять их интенсивность, различать разные частоты (высоту тона) и производить очень сложный частотный анализ. Он также способен определять направление, откуда приходит звук. Кроме того, некоторые животные пользуются звуками, которые они сами издают, для получения подробной информации о физической структуре окружающей среды.
Сложность частотного анализа, к которому способен человек, поразительна, если принять во внимание, что то, что он слышит, — это, собственно говоря, не что иное, как микроскопические перемещения барабанной перепонки внутрь и наружу. Несмотря на такую простоту физической основы слуха, среднее музыкальное ухо различает отдельные инструменты в оркестре, где множество их звучит одновременно.
Насекомые издают и воспринимают весьма разнообразные звуки, широко используя их для общения, часто с особями другого пола. Органы слуха у насекомых различны по своему строению и находятся в разных частях тела. По-видимому, слуховые органы насекомых нечувствительны к высоте тона так, как чувствительно наше ухо; вместо этого информация передается главным образом в виде изменений интенсивности звука, его длительности и временной структуры (ритма).
Записи звуков, производимых самцами насекомых для привлечения самок, можно проигрывать с такими искажениями частот, что они станут неузнаваемы для человеческого уха и тем не менее ¦будут привлекать самку. Смысл сообщения передается, по-видимо- му, не высотой и качеством звука, а формой или ритмом (паттерном) звуковых импульсов. Звуковой паттерн у насекомых относительно фиксирован и весьма видоспецифичен. Человеческое ухо по своим врожденным свойствам непригодно для восприятия важных особенностей звуковых сигналов насекомых, но с тех пор, как появилась электронная, аппаратура для регистрации и анализа звуков, стало возможным транскрибировать «песни» насекомых в видимые фигуры, которые мы лучше понимаем и можем оценивать более осмысленно.