(634)主観倍音と主観結合音

 耳は便宜上、外耳・中耳・内耳の3つに分けられる。目に見える耳と耳の穴、つまり耳翼から鼓膜までの外聴道が外耳である。外聴道内の空気の周期的な圧力変化が鼓膜の前後振動を起こし、それが音として認識される。鼓膜の内側の中耳にはつち骨・きぬた骨・あぶみ骨という3つの小骨がある。人間の鼓膜面での音圧はこの骨を通って内耳に送り出す時、面積による昇圧50/3≒17で17倍に増強されて伝えられる。この音はさらに耳小骨連鎖で回転軸から入出力端までの距離比に応じたテコの原理によって昇圧比約1.3倍が加算され、その結果約22倍の昇圧が得られるのだ。

 内耳は主に三半規管と蝸牛殻からなる。前者はその3軸直交の幾何学的配置と形態からも明白なように平衡感覚を司り、また後者は聴覚器官の主要な部分である。蝸牛殻はその名前の通りカタツムリの殻のような形をしている。ところでこのカタツムリの巻きはほぼ2+(3/4)、つまり約2.75だが、これを2.73の近似値と捉えればここにも273の10進法ホロンがあると見ることができる。

 目は電磁波の約50オクターブという莫大な範囲の波長帯域の中のわずか1オクターブほどの波長しか感じないが、耳もまた比較的狭い範囲に限られた一定の波長と振動数の音しか感じ取ることができない。振動数にして20〜25000Hz、つまりせいぜい10オクターブほどである。しかし人間の聴覚能力はむしろほんのわずかな音高の変化に対しての敏感さにその特質がある。音楽的に一般的な音高領域(500〜4000Hz)において約40〜60フォンの大きさだと、人間は半音の1/30以下の音高差を判別できるということが知られている。

 ある振動数の音が鳴っている時、実際には多くの倍音列の振動数がそこには存在し、人間の耳はこの倍音を個別に認識できる「倍音分析器」的な能力を有していることはすでに述べた。しかしそれだけではなく、私たちの耳は充分な強さの純音が鳴っている時、その音をその調和部分音を含んだ音色のよい音として感じている。これは「主観倍音」と呼ばれている。また2つの非対称な振動系の音から耳の中で結合音が作られ、それに主観倍音が合わさって耳の外では存在していない「主観結合音」が作られている。それらによって人間は聴き損ねた基本音を耳で補充したり、弱い基本音を補強したりしているのだ。ウェーゲルとレインは科学的検出法によって人間の「主観結合音」の存在を証明した。すなわち振動数が700と1200(f
=700、f=1200)の純音を用いて、次のような振動数を検出したのである。

(a)振動数700の倍音 700、1400、2100、2800 (f1、2f1、3f1、4f1)
(b)振動数1200の倍音 1200,2400,3600 (f2、2f2、3f2)
(c)第1次差音 500 (f2−f1)
(d)第1次加音 1900 (f1+f2)
(e)第2次差音 200,1700 {f1−(f2−f1)}、{2f2−(f2−f1)}
(f)第2次加音 3100、2600 {f2+(f2+f1)}、{3f1+(f2−f1)}
(g)第3次以上の差音及び加音 4300,3800,3300,2900,1000,900  (3f1+f2)、(2f1+2f2)、(f1+3f2)
(3f1−f2)、(2f2−2f1)、(3f2−f1)

 またフレッチャーは振動数が100を最初にして200,300、400…と10番目までの調和倍音列を構成する10台の発信器を用いて次のような実験をした。それらの音が全部鳴り響いている時、振動数100の音が聞こえた。そこで振動数100の発信器を取り除いてみたが変化はほとんど認められず、音を聞いた印象はやはり振動数100相当の音高だったのである。さらに第1倍音(100)から第7倍音(700)までの倍音列をすべて取り除き、800、900,1000の振動数の音だけを鳴らした時も、やはり振動数100の音が聞こえたのだ。これはいったいどういうことだろう。音高の差音が基本音を強調している結果だと結論づけられている。低音域の不足は耳自体が差音を作り出すことによって補われているのである。