Наши звукоулавливатели

А теперь попробуйте воспринять эту книгу ушами, с помощью своего слухового аппарата. О ее габаритах и весе можно в какой-то мере узнать по тому, какой звук она издает, если ее плашмя бросить на стол с некоторой высоты. При этом вы можете определить, в твердом она переплете или в мягкой обложке. По шелесту страниц можно составить некоторое представление о ее толщине, а значит, и объеме; если ваш слух натренирован, то и о качестве бумаги, ее плотности, гладкости и глянцевитости.

Если кто-либо возьмет эту книгу со стола и будет шелестеть ее страницами, вы это тоже узнаете; если при этом человек будет удаляться, вы узнаете, в каком направлении и как далеко от вас теперь он и эта книга. Даже если он завернет за угол или выйдет в другую комнату, на улицу, вы это тоже узнаете. При этом вы даже не коснетесь книги. Слух тоже дистантное чувство.

В то же самое время ваш слуховой аппарат будет реагировать на другие звуковые колебания. И вы будете не просто улавливать десятки других звуков, но и отделять их друг от друга и связывать с источниками звучания.

Вы будете слышать шаги людей, их разговор, звуки музыки из радиоприемника, тиканье часов, плеск воды в раковине, плач ребенка, а за окном шум городского транспорта, гул самолетов в небе, громовые раскаты и десятки других звуков, которыми наполнен наш мир.

В этом смысле наши уши имеют определенные преимущества перед другими органами чувств, потому что звук имеет свои преимущества перед светом. Он свободно огибает препятствия и может нам рассказать о том, чего мы не можем увидеть.

Слушая одновременный разговор друг с другом десятков людей, мы по желанию можем выделить любой из голосов и не слышать другие голоса, как не слышим тикающие в комнате часы, когда заняты каким-то делом, а стоит нам вспомнить о них, и мы тотчас же услышим это тиканье. Слушая хоровое пение или игру оркестра, мы можем среди сотен певцов услышать поющего фальшиво или среди сотен музыкантов взявшего неверную ноту.

Благодаря нашему умению улавливать любую, большую, чем 0,0001 секунды, разницу во времени между приходом звука к одному, а потом к другому уху, мы обладаем способностью точно узнавать, с какой стороны доносится до нас этот звук. Именно эти 0,0001 секунды нужны для того, чтобы звук, коснувшись барабанной перепонки ближнего к источнику звучания уха, "обогнул" голову и попал в другое ухо.

Рассказывая об органах чувств, Аристотель писал, что "проходы всех органов чувств направляются к сердцу, а начало слуха лежит на дыхательной части". Причину высокой чувствительности уха ученый видел в том, что "...органы чувствующей части имеют самую тонкую кожу".

Если говорить о далеком прошлом органа слуха, то он, по мнению Э. Геккеля, в процессе эволюции преобразовался из рецепторов прикосновения, которые, в свою очередь, дали начало волосковым клеткам, играющим основную роль в органе слуха. До появления этих клеток живые существа обходились вибрационной чувствительностью, которую сейчас считают ближайшей родственницей слуха. Она и поныне заменяет слух некоторым низшим животным, например земляным червям. Обитатели первобытного океана обладали лучшей восприимчивостью звуков низкой частоты, потому что водная среда более приспособлена к передаче колебаний именно этой части спектра. Когда же животные стали осваивать сушу, им пришлось осваивать и область высоких частот, в результате чего образовалась улитка внутреннего уха (о ней речь впереди).

В древности звук уподобляли запаху, исходящему от пахучих веществ, цветов, трав и деревьев, сравнивали его с испарениями, которые распространяются вокруг. Но это предположение не увязывалось с проникновением звука через глухие стены и другие преграды. И тогда стали искать другое объяснение звука.

Говоря о природе звука, Эйлер писал в 1768 году: "В чем, собственно, состоит звук! Может ли он быть, например, сравним с запахом, то есть исходит ли он от звучащего тела, как исходит аромат от цветка, наполняющего воздух своими нежными испарениями и таким образом раздражающего наш орган обоняния! Подобное представление о звуке действительно существовало в древности; но в настоящее время мы совершенно убеждены, что если производится удар по колокольчику, то из этого последнего ничего не уходит такого, что могло бы попадать в наше ухо; другими словами: звучащее тело нисколько не теряет из своего вещества. Стоит только внимательно всмотреться в ударяемый колокольчик или в струну, которая звучит, и тогда можно заметить, что эти звучащие тела находятся в состоянии дрожания, распространяющегося на все их части. Каждое тело, способное приходить в такое дрожательное, колебательное состояние, способно также издавать и звук. На не слишком короткой струне можно даже наблюдать эти колебания. Нужно лишь не упускать из виду, что соседний с звучащим телом воздух приходит и сам в подобное же колебательное состояние, и это состояние распространяется на более отдаленные частички воздуха, пока не достигнет нашего органа слуха. Следовательно, воздух и есть то тело, которое доносит звук до нашего уха".

Попав в ушную раковину, которая является своеобразным звукоуловителем, звуковые волны идут по слуховому проходу, состоящему из узкого изогнутого канала, к барабанной перепонке, раскачивают ее. Конечно, "раскачкой" это можно назвать условно, потому что мы способны воспринимать столь слабые звуковые волны, при которых барабанная перепонка под их давлением перемещается всего лишь на 0,0000000001 миллиметра, т. е. на такое расстояние, которое в тысячу раз меньше диаметра атома водорода. Движение перепонки передается в барабанной полости через специальный аппарат - слуховые косточки (они усиливают толчки воздуха, связанные с колебаниями) к улитке, которая находится во внутреннем ухе и напоминает раковину морской улитки. Спирально закрученные каналы ее заполнены жидкостью. Улитка устроена очень сложно, включает в себя несколько камер и мембран. На одной из мембран (она закручивается по спирали, повторяя извивы полости, и состоит из эластичных резонирующих волокон) расположен специальный рецепторный аппарат из волосковых слуховых клеток. Здесь происходит звуковое восприятие. Звуковые волны вызывают резонанс тех волокон мембраны, собственная частота колебаний которых совпадает с частотой этих волн. Энергия звуковых колебаний с помощью чувствительных клеток перерабатывается в нервный процесс и передается по слуховому нерву в кору головного мозга. Таким образом, как мы видим, прежде чем звук будет воспринят мозгом, этому звуку необходимо из воздуха перейти в кость, из кости - в жидкость, а из жидкости с помощью рецепторных клеток преобразоваться в нервные импульсы.

Из огромного многообразия звуков, которыми наполнена вселенная, живые существа выбрали довольно узкий интервал звуковых частот. Человек может воспринимать звуковые колебания в пределах от 10-20 до 15 000-20 000 колебаний в секунду. Так, видимо, было "удобно" тем первичным молекулам протоплазмы, которые обладали свойством "слышать". Может быть, в этом диапазоне частот молекулы лучше всего воспринимали звуковые колебания, реагировали на звук.

Что же касается чувствительности человека к вибрации, то она, несмотря на хорошо развитый у него слух, осталась и подчас очень выручает человека. А когда человек лишается слуха, она помогает ему получить ту информацию, которую он получал раньше с помощью ушей.

Ученые долгое время не могли определить, где находятся вибрационные рецепторы, считали, что они сосредоточены только в надкостнице, и называли вибрационную чувствительность "костной чувствительностью".

Теперь известно, что вибрационные рецепторы имеются на всех участках тела, а больше всего их в пальцах рук. Профессор Загребского университета П. Губерин (Югославия) считает, что полностью и частично глухие, а также глухонемые при специальной тренировке могут научиться слышать коленями, ладонями, кончиками пальцев, ключицами и другими частями тела, связанными со слуховыми центрами мозга, и предложил так называемый верботональный метод восстановления слуха.

В зубах у человека тоже имеются свободные нервные окончания, которые связаны со слуховыми центрами мозга. Случается видеть, как старые музыканты, у которых барабанная перепонка стала толще и соединение из косточек, которые передают ее колебания к внутреннему уху, оказывает большее сопротивление, вынуждены при настройке скрипки дотрагиваться зубами до вибрирующего музыкального инструмента, и тогда звуковые колебания достигают внутреннего уха через кости черепа, минуя барабанную перепонку и слуховые косточки среднего уха.

Механизм анализа и восприятия человеком звуков еще не изучен до конца.

А сравнительно недавно была обнаружена еще одна способность нашего уха. Оказывается, оно "слышит", что происходит внутри нашего организма, и реагирует на это определенным образом. Когда человек заболевает, на коже ушной раковины можно определить ту или иную "точку" и по ней распознать болезнь (у здоровых людей эти точки не выявляются). Кстати сказать, подобные точки были обнаружены и на радужке глаз.

Французский врач Ножье в 1956 году составил соответствующие схемы, с помощью которых легче найти ту или иную точку.

С помощью электронного прибора - тобиоскопа, сконструированного советскими специалистами доктором медицины М. К. Гейкиным и инженером по электронике В. И. Михалевским, эти таинственные точки на ухе были выявлены. Сейчас их насчитывается больше четырех десятков. Каждая точка получила свое название, связанное с названием того органа или той области тела, которые с этой точкой связаны: "сердце", "печень", "почка", "затылок", "пальцы", "колено" и т. д. Точки на ушной раковине - это как "сигнальные" лампочки на табло, связанном с работой какого-либо сложного аппарата или машины. По этим точкам определяется болезнь. Точки предупреждают врача о надвигающейся опасности тогда, когда никаких других признаков болезни не может быть еще обнаружено.