Наша слуховая система использует натуральный звукоряд для группировки звуков. Мозг человека эволюционировал в мире, где многие звуки, с которыми имел дело наш вид на протяжении десятков тысяч лет эволюционной истории, обладали общими акустическими свойствами, включая натуральный звукоряд, как мы его теперь понимаем. Благодаря этому процессу «бессознательного умозаключения» (как назвал его Гельмгольц) наш мозг предполагает крайне малую вероятность того, что мы слышим несколько различных источников звука, производящих последовательные компоненты натурального звукоряда. Гораздо правдоподобнее, с точки зрения нашего мозга, то, что эти компоненты исходят от одного и того же объекта. Такие бессознательные умозаключения под силу нам всем, даже тем, кто не распознает звук гобоя и не отличает его, скажем, от кларнета, или фагота, или даже скрипки. Как и люди, которые не знают названий нот в гамме, но способны различить, слышат они одинаковые ноты или разные, большинство из нас может определить, когда играют два разных инструмента, даже не зная их названий. То, как мы используем натуральный звукоряд для группировки звуков, во многом объясняет, почему мы слышим трубу, а не отдельные ее обертоны, которые улавливают наши уши, — они группируются, как травинки на газоне. Это также объясняет, как мы отличаем трубу от гобоя, когда они исполняют разные ноты: разные основные частоты создают разные обертоны, а мозг без особых усилий определяет, к какому инструменту какой из них относится, с помощью вычислительного процесса, напоминающего работу компьютера. Однако это не объясняет того, как мы отличаем трубу от гобоя в случае, если они играют одну и ту же ноту, потому что тогда обертоны у них очень близки по частоте (правда, различны по амплитуде, характерной для каждого инструмента). Для этого слуховая система опирается на принцип одновременного начала. Звуки, которые начинаются вместе — в один момент времени, воспринимаются как группа. Еще со времен Вильгельма Вундта, основавшего первую психологическую лабораторию в 1870-х годах, известно, что наша слуховая система чрезвычайно чувствительна к одновременным событиям и способна обнаруживать различия во времени начала тех или иных звуков с точностью до нескольких миллисекунд.

Таким образом, когда труба и гобой одновременно играют одну и ту же ноту, наша слуховая система способна вычислить, что звучат два разных инструмента, потому что весь спектр звуков одного из них стал слышен на несколько тысячных долей секунды раньше, чем звуковой спектр другого. Это как раз и есть процесс группировки, при котором звуки не только объединяются, но и разделяются на разные объекты.

Принцип одновременного начала можно рассматривать в более общем виде как принцип временнóго позиционирования. Мы группируем все звуки, которые оркестр производит в данный момент, отделяя их от тех, которые он произведет завтра вечером. Время тоже является фактором слуховой группировки. Тембр — еще один фактор, и именно из-за него так трудно отличить одну скрипку от нескольких, играющих одновременно. Правда, опытные дирижеры и музыканты этому учатся. Пространственное расположение — также принцип группировки, потому что наши уши склонны группировать звуки, исходящие из одного и того же места в пространстве. Мы не так чувствительны к расположению источника звука на оси, идущей снизу вверх, зато замечательно воспринимаем его расположение по оси, идущей слева направо, и примерно понимаем, насколько он далеко от нас. Наша слуховая система предполагает, что звуки, исходящие из одного места в пространстве, скорее всего, относятся к одному объекту. Это объясняет, почему мы можем относительно легко следить за разговором в комнате, полной народу: наш мозг использует сигналы пространственного расположения человека, с которым мы беседуем, чтобы отсеять чужие голоса. Помогает и то, что у этого человека свой уникальный тембр голоса, который также служит сигналом для группировки.

На группировку влияет и амплитуда. Звуки одной и той же громкости группируются, и благодаря этому мы можем слышать разные мелодии в дивертисментах Моцарта для деревянных духовых инструментов. Все тембры очень похожи, но некоторые играют громче других, создавая в нашем восприятии различные потоки, — словно мы взяли фильтр или сито и разделили звучание ансамбля на части по принципу того, в какой части шкалы громкости они играют.

Частота, или высота, звука — важный фундаментальный фактор в группировке. Если вы слышали какую-нибудь партиту Баха для флейты, то знаете, что иногда можно уловить моменты, когда некоторые флейты как бы «выпрыгивают» и отделяются друг от друга, особенно если флейтист исполняет быстрый пассаж, — это такой слуховой эквивалент картинок-головоломок из серии «Где Уолли?». Бах знал, что при большой разнице в частоте звуки отделяются друг от друга — они блокируют или подавляют процесс группировки, осуществляемый мозгом, — и включал в произведения скачки на большие интервалы, на чистую квинту или даже больше. Чередование высоких нот с последовательностью низких формирует отдельный поток и создает у аудитории иллюзию, что играют две флейты, когда в действительности звучит только одна. То же самое мы слышим во многих скрипичных сонатах Локателли. Исполнителям йодля удается достичь того же эффекта собственным голосом при помощи высоты звука и тембра. Когда мужчина, исполняющий йодль, переключается на фальцет, он создает сразу и отчетливо новый тембр, и большой скачок в высоте звука, из-за чего высокие ноты выделяются в отдельный поток в восприятии слушателя, создавая иллюзию того, что высокую и низкую партии исполняют два разных вокалиста.

Теперь мы знаем, что нейробиологические подсистемы для восприятия различных характеристик звука, которые я описал, разделяются еще на ранней стадии, на низких уровнях мозга. А значит, группировку осуществляют базовые механизмы, работающие довольно независимо друг от друга. Но также ясно и то, что эти характеристики работают друг на друга или, наоборот, друг против друга, сочетаясь по-разному. А еще мы знаем, что наш опыт и внимание влияют на группировку, а значит, какие-то части процесса группировки находятся под сознательным когнитивным контролем. Способы взаимодействия сознательных и бессознательных процессов, а также механизмы мозга, лежащие в их основе, по-прежнему не до конца изучены, однако за последние десять лет мы существенно приблизились к их пониманию. Мы наконец-то выяснили, какие именно области мозга участвуют в тех или иных процессах обработки музыки. Похоже, мы даже знаем, какая его часть определяет, на что мы обратим внимание.

Как формируются мысли? Хранятся ли воспоминания в какой-то конкретной части мозга? Почему некоторые песни иногда подолгу не выходят из головы? Получает ли наш мозг нездоровое наслаждение от того, что медленно сводит нас с ума бессмысленными рекламными джинглами? Эти и другие вопросы я рассмотрю в следующих главах.