Звуки речи и аспекты их изучения

Звуки речи — явление сложное, так как каждый звук речи оказывается одновременно фактом физическим, физиологическим и психическим. Сочетание всех трех факторов делает звук речи фактом языка, то есть фонемой. Отсюда возникают три фонетические дисциплины – акустика речи, физиология речи и фонология. Соответственно звуковые единицы языка изучаются в различных аспектах:

• в акустическом (физическом), т.е. с точки зрения физических свойств воспринимаемого звука,

• в артикуляторном (биологическом), т.е. с точки зрения физиологии образования звука,

• в функциональном (лингвистическом), т.е. с точки зрения использования звуков языка в процессе общения.

Акустический аспект

Как акустическое явление звуки представляют собой волны, распространяемые в воздухе при колебании наших голосовых связок. Аналогичные волны образуются на поверхности воды от

соответствующего механического воздействия на нее: эти волны воспринимаются нашим зрением. Воздух же мы не видим, но его волны мы воспринимаем слухом или с помощью технических средств. Так называемый чистый звук, или тон, получается от равномерного колебания воздуха при воздействии на него, например, камертона. При записи звук камертона имеет вид синусоидальной волны. Более сложные звуки, или шумы, образуются при механическом колебании предметов (деревьев, травы, кустов или наших связок при речи), что приводит к образованию неравномерных волн. Гласные звуки человеческого голоса являются тонами, а согласные – шумами. Голос человека состоит из акустических явлений двух видов – сегментных и просодических (суперсегментных). Сегментами служат сами звуки, их набор, то, что образует отдельные части речи. Просодические явления самостоятельно не существуют, они надстраиваются над сегментами, входят в их состав, выступают в речи в виде надсегментных характеристик звуков – ударения, интонации, мелодики, тона и т. п.

Самыми существенными акустическими параметрами звуковой волны служат высота, сила, тембр и долгота.

1) высота зависит от частоты колебаний, т.е. от количества колебаний в единицу времени. Полное колебание происходит при отклонении физического тела в одну сторону, затем в противоположную и возврате в исходное положение. Чем выше частота колебаний, то есть чем больше колебаний приходится на единицу времени, тем выше звук. И наоборот, чем меньше колебаний приходится на единицу времени, тем ниже звук. Человеческое ухо различает высоту звуков в пределах от 16 до 20 000 герц, где 1 Гц равен одному полному колебанию в секунду. Звуки, высота которых составляет менее 16 Гц, именуются инфразвуками. Колебания с такой частотой имеют, например, волны колебания земной

кары при землетрясении. Подобные волны воспринимаются слухом некоторых животных. Очевидцы свидетельствуют, что перед самым землетрясением в Узбекистане в 1968 г. звери из ташкентского зоопарка подняли необыкновенный вой, визжание, шум, шум, потому что чувствовали наступающее несчастье вследствие колебаний земной кары. Звуки, высота которых более 20000 Гц, именуются ультразвуками. Такие звуки воспринимаются, например, летучими мышами, могущими летать в темноте и не наталкиваться на препятствия благодаря тому, что ориентируются в пространства с помощью ультразвуков, они отражаются от препятствий и воспринимаются слухом летучих мышей. Человеческое ухо инфразвуки и ультразвуки не воспринимает. Голосовые связки могут производить колебания в пределах от 40 до 1700 Гц. Фактически же диапазон человеческого голоса (основной тон) находится в пределах от 80 (самый низкий тон баса) до 1300 Гц (самый высокий тон сопрано). Данное свойство голоса зависит от строения речевого аппарата, в частности от длины, толщины и напряженности голосовых связок. Обычно у мужчин, пожилых людей, голос ниже, а у женщин и детей – выше. У детей и женщин голосовые связки более короткие, тонкие и более натянутые. В речи средний диапазон мужского голоса по разным данным равен 85-200 Гц или 100-250 Гц, женского - 160-340 Гц или 200-400 Гц.

2) сила зависит от амплитуды (размаха) колебаний: чем больше амплитуда, тем сильнее звук. Амплитуда колебаний представляет собой величину отклонения звуковой волны от исходного положения, то есть расстояние от нулевого значения до высшей точки подъема звуковой волны. Сила звука измеряется в децибелах (дБ). Звуки человеческого голоса находятся в пределах от 20 дБ (шепот) до 80 дБ (крик). Человеческое ухо способно воспринимать силу звука приблизительно до 130 дБ.

От более сильных звуков человек глохнет. С точки зрения восприятия слухом сила звука называется громкостью. Громкость зависит не только от силы звука, но и от его высоты: звуки одинаковой силы, но разной высоты воспринимаются как звуки различной громкости. Из сочетания высоты и силы получается громкость звука. Одной громкости будет звук, сила которого составляет 40 дБ, в высота 1000 Гц, и звук силой 80 дБ и высотой 200 Гц, или в виде формулы: 40 дБ + 1000 Гц=80 дБ+200 Гц.

3) тембр является индивидуальной акустической характеристикой голоса, своеобразной его окраской. Тембр образуется из тонов и обертонов (от нем. ober ‘верхний’). Тоны создаются от колебаний голосовых связок и составляют сердцевину звука, а обертоны – это наращивание дополнительных тонов на основной тон. Дополнительные тоны представляют собой эхо звуков основного тона, которое получается от столкновения его с различными препятствиями (небо, язык, зубья и др.) на пути от голосовых связок до губ. Поскольку строение органов речи у каждого человека имеет свои те или иные особенности (различные по величине резонаторные полости, неодинаковой длины и толщины язык, губы, несовпадающие по плотности и размеру зубы и др.), то обертоны не совпадают по своим характеристикам, в результате чего и получается неодинаковая по структуре звуковая волна, или, в данном случае, тембр голоса каждого из нас.. Обертоны имеют большую частоту, чем основной тон, и придают звукам ту качественную характеристику, которую называют тембром. Тембр отличает один звук от другого, произношение одного и того же звука одним лицом от произношения других.

Те тоны звука, которые получают наибольшее усиление под влиянием резонаторов, называются формантами звука. У гласных звуков может быть до семи формант, но исключительное значение имеют первая и вторая, которые и позволяют определять конкретный гласный на слух. Формантная характеристика согласных звуков, как правило, более сложная. В экспериментальной фонетике с помощью приборов получены точные данные о тоновом и формантном составе различных звуков разных языков. Ниже приводятся данные о частотах первых двух формант для некоторых гласных русского и английского языков:

русский английский звуки частоты формант звуки частоты формант

[а] 620 и 1070 [а] 700 и 1100

[и] 230 и 2220 [i] 400 и 2100

[у] 240 и 615 [u] 450 и 1000

[о] 510 и 850 [о] 550 и 900

[э] 420 и 1950 [е] 500 и 1800

В речи различных людей эти величины могут слегка варьироваться; это зависит от высоты основного тона, обусловленного особенностями строения речевого аппарата. Но соотношения их остаются постоянными. Все эти данные фиксируются точными физическими устройствами, в частности спектрографом, переводящим воздушные колебания в электромагнитные, и выражаются в виде спектрограммы – особого рисунка с зачерненной частью спектра. Спектрограмма дает графический “портрет” звука, свидетельствует, как именно соединяются в нем колебания различной силы и частоты.

4) долгота (или длительность) связана с общим временем звучания звука. Для языка важна соотносительная длительность звуков. Например, в русском и белорусском языках ударные гласные длительнее безударных, хотя в ряде языков (немецком, французском, английском и др.) под ударением бывают и долгие, и краткие гласные. Длительность звуков речи невелика – приблизительно от 20 до 220 миллисекунд. С акустической точки зрения звуки речи представляют особый класс звуков. В качестве их источников выступают голос и различные по своему характеру шумы: при произнесении гласных используется только голос, при произнесении глухих взрывных согласных (например, п, ш) – только шум, при произнесении звонких щелевых согласных (например, з, ж) – голос и шум. В русском языке наиболее звучными по степени звучности являются гласные,; (среди которых самый звучный а, менее звучными являются е и о, а наименее звучными – и, у, ы), за ними следуют сонанты (среди) которых наиболее звучными являются л и р), затем – звонкие щелевые согласные (з, ж, в), далее звонкие взрывные (б, д, г), после них – глухие щелевые (ф, с, ш, х) и, наконец, - глухие взрывные (п, т).

Применение физической аппаратуры позволило фонетистам выделить признаки, пригодные для описания звукового строя любого языка. Каждый звук при таком подходе может быть охарактеризован через набор акустических параметров типа “вокальный – невокальный”, “высокий – низкий”, “диффузный – компактный”, “прерванный – непрерванный” и т.д. Соответственно классификацию звуков одного языка можно сравнивать с фонетической системой других языков.