Как может воспринимаемая высота звука громкого звука отличаться от его предсказанного значения только по его частоте?

Раздел, который вы выделили, касается психоакустики , раздела психофизики . Таким образом, проблема не связана с амплитудой, вызывающей изменение частоты волны. Он включает в себя амплитуду, вызывающую изменение восприятия высоты звука нашим разумом (обычно мы воспринимаем более низкие частоты).

Обратите внимание, что это изменение совсем небольшое! В 5-м издании Введения в психологию слуха Брайана С. Дж. Мура он делает обзор существующей литературы, чтобы предположить, что это изменение в восприятии высоты тона для тонов между 1 кГц и 2 кГц составляет менее 1% (т. е. 10–20 Гц).

Рассмотрим это с точки зрения вашего оперного певца: пение C на частоте 1047 Гц. Даже при уменьшении до 1037 Гц она все еще была бы довольно далека от си ниже ее на 987,8 Гц, и ей, вероятно, было бы трудно сказать, что многое изменилось.

В целом он заключает, что «в настоящее время нет общепринятого объяснения изменения высоты тона в зависимости от уровня». Обе отвергнутые теории связаны с волосковыми клетками улитки. Более многообещающее связано со слуховой усталостью из-за воздействия громкого звука, который может вызвать сдвиг возбуждения крошечных волосков улитки в сторону более низкой (базальной) стороны органа. Эти базальные волоски вибрируют с более низкими входящими частотами. Таким образом, предлагается механизм воспринимаемого изменения высоты тона.

Интересно, может ли это быть результатом логической ошибки (подтверждающей антецедент), происходящей в вашем мозгу на уровне инстинкта. Спутав причину со следствием -

Мое предположение: мы знаем, что «Контур громкости» — это реальная вещь для стереоусилителей «Hi-Fi», где они усиливают низкие и высокие частоты, когда вы хотите слушать музыку на тихом уровне громкости, чтобы вы не просто слышали средний диапазон. Вероятно, потому что ваши уши (а не мозг) менее чувствительны к высоким и низким частотам.

Что, если ваш мозг автоматически знает об этой потере воспринимаемой громкости высоких и низких частот, возможно, узнавая об этом, когда вы приближаетесь и отдаляете от динамиков, когда вы перемещаетесь по комнате или дому, слушая музыку полного спектра на протяжении многих лет, и пытается это компенсировать?

Так что теперь, когда вы слышите, как какая-то музыка становится тише, ваш мозг пытается «повысить» ваше восприятие высоких и низких частот, чтобы вы не упустили то, что слушаете. На самом деле ваш мозг всегда ищет отличия от того, что он ожидает услышать, поэтому он корректирует ожидания так, чтобы неожиданные изменения могли выделиться.

Но что, если ваш мозг путается в причинах и следствиях? Давайте сосредоточимся на низких частотах ниже среднего диапазона, скажем, 20-500 Гц. (Более высокие частоты выше среднего диапазона будут иметь эффект, противоположный тому, что я собираюсь сказать.) Правда в том, что при низкой общей громкости низкие частоты имеют более низкую воспринимаемую громкость, чем при нормальном уровне прослушивания (из-за более низкой чувствительности). по физике внутреннего уха). При таких низких уровнях громкости низкая частота вызываетменьшая громкость в некотором смысле. Но ваш мозг может подумать, что в какой-то степени более низкая громкость также вызывает более низкую частоту. Все, что он «знает», это то, что существует корреляция между более низкой частотой и более низкой громкостью. Итак, теперь, когда вы регулируете амплитуду низкой ноты, ваш мозг может ожидать, что частота изменится вместе с ней, а когда она не меняется, как ожидалось, ваш мозг воспринимает «неожиданный» сдвиг частоты, которого на самом деле нет. физика. Таким образом, когда низкая нота поднимается по амплитуде (физика), ваш мозг ожидает, что частота тоже повысится. Когда это не так, это нота, которая неожиданно «плоская», что вы (по крайней мере, я) слышу — нота смещается в бемольную по мере увеличения громкости.

Такая интересная тема. У меня больше вопросов, чем ответов. Но то, что я здесь написал, можно просто проверить: пусть испытуемый прослушает разные ноты и сам отрегулирует громкость, чтобы сделать их одинаковой громкости. Затем попросите его сделать то же самое, что и вы, изменяя громкость одной ноты: пусть он отрегулирует высоту звука так, чтобы она была для него одинаковой. Затем попытайтесь научить его мозг противоположной компенсации громкости: проигрывайте музыку полного спектра тише и громче, чрезмерно компенсируя высокие и низкие частоты, а затем снова запустите тесты, чтобы увидеть, влияет ли это на результаты. Это доказывает, что это приобретенный эффект, а не физика, происходящая с вибрирующими волосками во внутреннем ухе.

Между прочим, в этих волосках происходит экзотическая физика: волоски в воде должны сильно смачиваться, а звенят, как колокольчики. Это потому, что они имеют положительную обратную связь со встроенными мышечными молекулами, которые компенсируют демпфирование воды и кератина, поэтому они вибрируют больше, как сталь в воздухе, чем волосы в воде. Фримен Дайсон рассказывает об исследовании, которое он когда-то проводил с Томми Голдом. Найдите «Слушание Фримена Дайсона» и посмотрите статью Edge Dot org.

Что касается переобучения вашего музыкального восприятия, то я смог повторно изучить гармонические отношения, слушая музыку, которую я сдвинул (не масштабировал) по частоте, которая сначала звучит как стук в мусорные баки, но со временем (несколько минут) снова начинает звучать музыкально, гармонически. Затем прослушивание оригинальной музыки сначала снова звучит как мусорные баки, но постепенно возвращается к естественному восприятию звука. Так что, если наша аномалия громкости и высоты звука является приобретенным поведением, мы можем изменить ее форму и показать, что это может быть по крайней мере одной из причин того, почему некоторые люди слышат частотный сдвиг с изменением амплитуды.