Фонема – это единица звукового строя языка, представленная рядом позиционно чередующихся звуков, служащая для опознавания и различения значимых единиц языка(слов, морфем). Поэтому фонему иногда определяют как ряд позиционно чередующихся звуков.
Фонемы способны различать значимые единицы языка благодаря тому, что они материально выражены, обладают известными акустическими и артикуляционными свойствами, воспринимаются органами слуха человека.
В речи реализация фонем происходит через звуки. Позиция – это условие реализации фонемы в речи, ее положение в слове по отношению к ударению, другой фонеме, структуре слова в целом.
Сильная позиция – это позиция различения фонем, т.е. позиция, в которой различается наибольшее количество единиц. Фонема выступает здесь в своем основном облике, что позволяет ей наилучшем образом выполнять свои функции. Для гласных русского языка это позиция под ударением. Для глухих, звонких согласных позиция перед всеми гласными. Для твердых, мягких это позиция конца слова.
Слабая позиция – это позиция неразличения фонем, т.е. позиция, в которой различается меньшее, чем в сильной позиции, количество единиц, поскольку фонемы имеют ограниченные возможности для выполнения своей различительной функции. В этой позиции происходит совпадение двух или более фонем в одном звуке, т.е. их фонологическое противопоставление нейтрализуется. Нейтрализация – это устранение различий между фонемами в определенных позиционных условиях.
Фонемы, как и другие языковые единицы(знаковые и незнаковые), выполняют в языке определенные функции. Обычно различают две основные функции фонем: функция образования других(более сложных) единиц языка, или строевая фукция, и функция различения значимых единиц языка(морфем, слов), или различительная функция.
В речи фонемы могут видоизменяться, т.е. употребляться в виде разных звуков. Видоизменение фонемы в речи называется ее варьированием, а конкретные звуки, представляющие ту или иную фонему в речевом потоке, - вариантами фонемы.
Звук – важнейшая единица фонетического уровня языка. Понятие звука речи можно объяснить опираясь на ближайшее родовое понятие – на звук как акустическое явление.
Звук речи – это элемент произносимой речи, образуемый речевыми органами. При фонетическом членении речи звук - это часть слога, кратчайшая, далее неделимая звуковая единица, произнесенная за одну артикуляцию. Гласный звук. Согласный звук.
Звук речи можно определить как звук, создаваемый с помощью речевых органов человека, служащий средством общения людей, лишенный языкового значения.
Каждая фонема представляет собой звук речи, но не каждый звук речи, является фонемой. Фонемами считаются такие звуки речи, которые не только образуют более сложные единицы языка, но и способны различать эти единицы, противопоставлять их друг другу.
Звуки речи, как и все другие звуки, характеризуются рядом акустических признаков: 1)наличием тона или шума 2)силой, громкостью 3)высотой тона 4)долготой, длительностью 5)тембром
Наличие тона или шума зависит от характера колебания упругого тела, образующего звук(например, голосовых связок). По этому признаку среди звуков различаются тоны и шумы. Тон образуется тогда, когда колебание носит упорядоченный, ритмический характер, т.е. является равномерно периодическим. К тонам относится, например, звуки, производимые муз.инструментом. Шум возникает при условии, если ритмичность, периодичность в колебаниях отсутствует. Шумами являются звуки, возникающие при движении колеса автомобиля.
Сила звука различается в зависимости от размаха, амплитуды колебаний упругого тел, в том числе голосовых связок человека. Амплитуда колебаний тела, в свою очередь, зависит от величины колеблющегося тела и силы воздействия на него.
Высота звука определяется частотой колебания физического тела, которая зависит от размеров упругости, эластичности колеблющегося тела.
Длительность звука определяется продолжительностью колебания физического тела, количеством времени, которое затрачивается на образование данного звука.
Долгота или краткость звука нередко зависит от фонетических условий его употребления. В частности, длительность гласного может зависеть от места словесного ударения, от положения звука по отношению к началу или концу слова, от структуры слога, от колич-ва звуков в нем, от типа слога.
Тембр звука, т.е. специфическая окраска, различающая звуки одинаковой силы, высоты и длительности, создается в рез-те сочетания основного тона с добавочными тонами.
Акустические свой-ва звуков речи определяются их артикуляционными особенностями, т.е. зависят от работы органов речи. Речевым аппаратом
называется совокупность органов речи. Органами
речи являются части организма человека, которые наряду с той или иной физиологической функцией выполняют определенную социальную функцию, прямо или косвенно участвуя в образовании звуков речи. Органы артикуляции делятся на активные и пассивные. Активные органы выполняют движения, необходимые для произнесения звука, а пассивные органы - точки опоры для активного органа.
Активные органы
- это голосовые связки, язык, губы, мягкое небо, язычок, задняя спинка зева и нижняя челюсть. Пассивные органы
- это зубы, альвеолы, твердое небо, верхняя челюсть.
Артикуляция звука речи представляет собой явление сложное. В артикуляции различается три фазы: приступ, выдержка и отступ. Приступ (экскурсия ) – это начальная фаза артикуляции звука речи, при которой органы речи приводятся в положении, необходимое для произнесения данного звука. Выдержка – главная фаза артикуляции звука речи – заключается в прекращении движения органов речи. В этот момент произнесения звука струя выдыхаемого воздуха преодолевает преграду, образуемую произносительными органами, в рез-те чего и возникает звук. Отступ – это последняя фаза артикуляции звука речи. В данный момент образования звука органы речи приводятся в исходное положение или же принимают положение, необходимое для произнесения следующего звука.
Акустика звуков речи
Звуки речи – это колебания воздушной среды, вызванные органами речи. Звуки делятся на тоны (музыкальные звуки) и шумы (немузыкальные звуки). Тон – это периодические (ритмичные) колебания голосовых связок.
Шум – это непериодические (неритмичные) колебания звучащего тела, например, губ.
Звуки речи различаются по высоте, силе и длительности.
Высота звука – это число колебаний в секунду (герц). Она зависит от длины и натянутости голосовых связок. Более высокие звуки имеют более короткую волну. Человек может воспринимать частоту колебаний, т.е. высоту звука в диапазоне от 16 до 20 000 Гц.
Сила звука (громкость) зависит от длины волны, т.е. от амплитуды колебаний (величины отклонения от первоначального положения). Амплитуду колебаний создают напор воздушной струи и поверхность звучащего тела. Сила звука измеряется в ДБ. Шепот определяется в 20 – 30 дБ, обычная речь от 40 до 60 дБ, громкость крика доходит до 80 – 90 дБ.
Длительность звука , т.е. время колебания измеряется в миллисекундах.
Звук имеет сложный состав. Он состоит из основного тона и обертонов (резонаторных тонов). Основной тон – это тон, порожденный колебаниями всего физического тела. Обертон – частичный тон, порожденный колебаниями частей (половины, четверти, восьмой и т.д.) этого тела. Обертон («верхний тон») всегда выше основного тона в кратное число раз, отсюда и его название. Он вызывается резонансом , т.е. звучанием тела при восприятии звуковой волны, имеющей частоту одинаковую с частотой колебаний этого тела. Обертоны обычно слабы, но усиливаются резонаторами. Интонация речи создается изменением частоты основного тона, а тембр – изменением частоты обертонов .
Тембр – это своеобразная окраска звука, создаваемая обертонами. Он зависит от соотношения основного тона и обертонов. Тембр позволяет отличать один звук от другого, различать звуки различных лиц, мужскую или женскую речь. Тембр у каждого человека строго индивидуален и уникален как отпечаток пальцев. Форманта – это обертоны, усиленные резонаторами, которые характеризуют данный звук. В отличие от голосового тона форманта образуется не в гортани, а в резонирующей полости. Поэтому она сохраняется и при шепоте.
В качестве значимой минимальной единицы звукового строя языка рассматривается фонема (др.-греч. φώνημα - «звук»). Фонема не имеет самостоятельного лексического или грамматического значения, но служит для различения и отождествления значимых единиц языка. Фонема:
· с учетом физического аспекта – класс фонетически сходных звуков или звукотипов;
· с учетом функционального аспекта – т.н. сегментная единица – смыслоразличитель, обладающая дифференциальными признаками (артикуляционными и акустическими).
По характеристике Н.И. Жинкина, фонема не обладает никаким значением, но помогает человеку различать, опознавать слова . Фонемы представлены в языке в виде противопоставлений акустических и артикуляторных признаков, которые служат для опознавания и различения значимых единиц языка – морфем, а через них – опознавания и различения слов. Таким образом, фонема со смыслоразличением связана косвенно.
Сильная позиция фонемы – это положения, где фонемы отчетливо выявляют свои свойства. Слабая позиция это позиция нейтрализации фонем, где фонемы не выполняют различительных функций.
Фонетика – раздел языкознания, в котором изучается звуковой строй языка, т.е. звуки речи, слоги, ударения, интонацию. Имеются три стороны звуков речи, и им соответствуют три раздела фонетики:
- Акустика речи изучает физические признаки речи.
- Антропофоника или физиология речи изучает биологические признаки речи, т.е. работу, производимую человеком при произнесении (артикуляции) или восприятии звуков речи.
- Фонология изучает звуки речи как средство общения, т.е. функцию или роль звуков, используемых в языке.
Фонологию нередко выделяют как отдельную от фонетики дисциплину. В таких случаях два первых раздела фонетики (в широком смысле) – акустика речи и физиология речи объединяются в фонетику (в узком смысле), которая противопоставляется фонологии. Фонология изучает общественную, функциональную сторону звуков речи. Звуки рассматриваются не как физическое (акустика), не как биологическое (артикуляция) явление, а как средство общения и как элемент системы языка.
Звуковые единицы языка могут быть сегментными (линейными ) и суперсегментными . Сегментные единицы – это звуки (фонемы), слоги, слова и т.д. Более длинные языковые единицы делятся на более короткие сегменты.
Структурная организация сегментных единиц (фонем) осуществляется супрасигментными единицами (или просодической системой языка). С.Н. Цейтлин под просодической системой понимает совокупность интонации и ударения.
Компоненты интонации (Е.Н. Российская, Л.А. Гаранина по данным Н.В. Черемисиной-Ениколоповой):
| Компонент интонации | Характеристика |
| Ударение | Языковое явление, в основе которого лежит интенсивность, сила звука. Для интонирования речи значимы словесное ударение (силовая и тональная вершина слова) и ударения смысловые: синтагматическое, фразовое, логическое. |
| Мелодика речи | Тональный контур речи – модуляции высоты (повышение и понижение) основного тона голоса при произнесении высказывания. |
| Темп речи | Скорость произношения речи, относительное ускорение или замедление отдельных ее отрезков (звуков, слогов, слов, предложений и т.д.). Зависит от стиля произношения, смысла речи, эмоционального состояния говорящего, эмоционального содержания высказывания. |
| Тембр | Дополнительная окраска звучания, сообщающая речи различные эмоционально-экспрессивные оттенки голоса. |
| Пауза | Интонационное средство, которое по акустическому выражению может быть действительным или мнимым (нулевым). Действительная пауза – это остановка, перерыв в звучании. |
Интонация (от лат. intono – громко произношу) – это совокупность звуковых средств языка, которые.
Из всех звуков окружающего мира наибольшее значение для человека имеют звуки речи. С акустической точки зрения речь представляет собой поток различных звуков, прерывающийся паузами разной длительности. Особенности звуков речи определяются различием их акустических свойств: высоты, силы, тембра и длительности. Разнообразное сочетание этих свойств звуков речи является той материальной основой, которая служит для выражения мысли.
Звуки речи делятся на две основные группы - гласные и согласные. Гласные являются тоновыми звуками, согласные - преимущественно шумовыми.
Гласные звуки. Различие между отдельными гласными определяется характерными для каждого гласного формантами. Форманты представляют собой отдельные усиленные области частот, составляющих сложный спектр звуков речи. Так, например, гласный звук а независимо от своего основного тона, т. е. независимо от того, на какой высоте голоса он произнесен, имеет характерную для этого звука форманту, охватывающую область от 1000 до 1400 Гц.
Таблица 2.
Из приведенной таблицы 2 видно, что гласные у, ы, о характеризуются низкими формантами (от 200 до 800), а гласные э, и - высокими (от 1500 до 4200), для гласного же а характерны форманты средней частоты (от 1000 до 1400), так что звуки у, ы, о можно условно считать «низкими», в то время как и, э являются «высокими» звуками.
Из этой же таблицы видно, что гласные ы, э имеют, кроме основных формант, добавочные формантные области, отличающиеся от основных меньшей интенсивностью.
Согласные звуки также обладают определенными акустическими характеристиками, но значительно более сложными. Звуковой анализ звонких согласных, например б, в, з, ж и др., показывает наряду с периодическими колебаниями, соответствующими тону голосовых связок, наличие в составе этих звуков непериодических колебаний высокой частоты, не гармоничных по отношению к основному тону. Что касается глухих согласных, например п, ш, ц и др., то в их состав входят только непериодические колебания разной частоты. Согласные л, м, н обладают почти правильной периодичностью. Для р характерны биения звука с частотой около 20 колебаний в секунду (соответственно частоте вибраций языка) и форманта в области от 200 то 1500 Гц. Согласный ш имеет высокую форманту в области от 1200 до 6300 Гц, а согласный с - еще более высокую характеристическую область - от 4200 до 8600 Гц. Нужно отметить, что звуковой спектр согласных настолько сложен, что вопрос о физической природе этих звуков не может считаться окончательно разрешенным.
Если в силу каких-либо причин устраняются или ослабляются форманты, характеризующие речевые звуки, то речь становится неразборчивой, даже если она обладает достаточной громкостью. Такое устранение и ослабление формант служит причиной неразборчивости речи при несовершенной радиопередаче и при пользовании низкокачественной звукоусиливающей аппаратурой.
Снижение разборчивости речи за счет устранения высоких формант отмечается также при некоторых формах тугоухости, когда нарушается восприятие высоких тонов.
Фонетика как раздел языкознания
Гипотеза спонтанного скачка
Трудовые гипотезы
Жестовая теория
Гипотеза общественного (социального) договора.
Биологическая гипотеза
Язык - естественный организм, возникает самопроизвольно, имеет определенный срок жизни и умирает как организм.
Выдвинул гипотезу немецкий лингвист Август Шлейхер (1821-1868) под влиянием дарвинизма.
Эту гипотезу поддерживал английский философ Томас Гоббс (1588-1679): чтобы выжить, людям пришлось объединиться в государство, заключив между собой договор. Для этого потребовалось изобрести язык, который возник по установлению.
Выдвигали эту теорию Этьен Кондильяк (1715 – 1780), Жан Жак Руссо и немецкий психолог и философ Вильгельм Вундт (1832-1920):
Язык образуется произвольно и бессознательно. Но сначала у человека преобладали физические действия (пантомима). Эти «мимические движения» были трех видов: рефлекторные, указательные и изобразительные.
а) Коллективистская гипотеза (теория трудовых выкриков)
Язык появился в ходе коллективной работы из ритмичных трудовых выкриков.
Выдвинул гипотезу Людвиг Нуаре (1827-1897), немецкий ученый второй половины XIX века.
б) Трудовая гипотеза Энгельса
Труд создал человека, а одновременно с этим возник и язык.
Теорию выдвинул немецкий философ Фридрих Энгельс (1820-1895)
По этой гипотезе язык возник скачком, сразу же с богатым словарем и языковой системой.
Высказывал гипотезу немецкий лингвист Вильгельм фон Гумбольдт (1767-1835)
Тема № 4 Фонетика
1. Фонетика как раздел языкознания
2. Понятие звука речи
3. Физический аспект фонетики: сведения из акустики
4. Физиологический аспект фонетики: Анатомия речевого аппарата и физиология органов речи
5. Классификация звуков речи
6. Фонетическое членение речи
Фонетика – это раздел языкознания, изучающий звуковую сторону языка (звуковые средства языка): звуки и их комбинации, ударение, интонацию.
В зависимости от объема материала различаются:
1. общая фонетика - исследует закономерности, характерные для звуковой стороны любого языка.
2. сопоставительная фонетика - занимается выявлением общего и особенного в звуковой стороне двух или нескольких сопоставляемых или сравниваемых языков.
3. частная фонетика отдельных языков - изучает особенности звуковой стороны отдельного языка в возможно более полном объеме.
В фонетике отдельных языков различаются:
Ø историческая фонетика – изучает историю звуковых средств данного языка в той мере, в какой она отражена в памятниках письменности на этом языке, диалектной речи и т. д.
Ø описательная фонетика – изучает звуковые средства отдельного языка в определенный период его истории или в современном состоянии.
Звуковой строй – это особый ярус в структуре языка.
Звук речи – это акустический феномен, создаваемый в результате эффекта колебательных движений выдыхаемой воздушной струи по мере ее прохождения через систему органов речи.
Звуки как материальные знаки языка – выполняют две функции:
а) перцептивную – функцию доведения речи до восприятия
б) сигнификативную – функцию различения значимых единиц языка морфем и слов.
Звуки речи - это минимальные, далее неразложимые фонетические единицы.
Они могут быть описаны в трех аспектах:
Ø с акустической,
Ø с артикуляционной
Ø с функциональной (смыслоразличительной) стороны.
3. Физический аспект фонетики: сведения из акустики
Акустика – раздел физики, который занимается общей теорией звука.
С точки зрения акустики, звук – это результат колебательных движений какого-либо тела в какой-либо среде, осуществляемый действием какой-либо движущей силы и доступный для слухового восприятия.
Звуки делятся на Тоны (музыкальные звуки) и Шумы (немузыкальные звуки).
Тон - это периодические (ритмичные) колебания голосовых связок.
Шум - это непериодические (неритмичные) колебания звучащего тела, например, губ.
Согласные из шума (или шума и тона), т. е. с участием преграды.
Акустика различает в звуке следующие признаки:
1. Высоту , что зависит от частоты колебаний. Чем выше частота колебаний, тем выше звук.
2. Силу , что зависит от амплитуды (размаха) колебаний, т. е. от расстояния высшей точки подъема и низшей точки падения звуковой волны; чем больше амплитуда колебания, тем сильнее звук.
3. Длительность или долготу , т. е. продолжительность данного звука с его количеством колебаний во времени; для языка важна главным образом соотносительная длительность звуков.
4. Тембр звука, т. е. индивидуальное качество его акустических признаков.
Для образования звуков, и в частности звуков речи, очень важную роль играет резонанс . Резонанс возникает в замкнутой воздушной среде.
Роль стенок резонатора основана на известном физическом законе: гладкая поверхность отражает, а рыхлая поглощает.
Поэтому напряженная мускулатура языка содействует излучению резонаторных тонов, рыхлая же поверхность ненапряженного языка впитывает тоны и смазывает характерные резонаторные тоны.
4. Физиологический аспект фонетики: Анатомия речевого аппарата и физиология органов речи
Речевой аппарат (артикуляционный аппарат) - совокупность органов человеческого организма, приспособленная для производства и восприятия речи.
Речевой аппарат в широком смысле охватывает:
1. центральную нервную систему,
2. органы слуха и зрения,
3. органы речи.
Центральная нервная система
представлена головным мозгом,
который через моторный центр речи (зона Брока́)
посылает определенные импульсы
через нервную систему
к органам произнесения (артикуляции) речи.
К органам речи, или речевому аппарату в узком смысле, относят:
Ø дыхательный аппарат (легкие, бронхи, трахея, диафрагма и грудная клетка), который создает воздушную струю, обеспечивающую образование звуковых колебаний, необходимых для артикуляции;
Ø органы произнесения (артикуляции) речи, которые обычно называют также органами речи (в узком смысле).
Речевые центры мозга
Зона Ве́рнике (1). Зона Брока́ (2) – отвечают за речевую деятельность.
Зона Брока́ - это двигательный центр речи, зона речедвигательных органов - моторики речи, отвечает за воспроизведение речи.
Управляет мышцами лица, языка, глотки, челюстей и находится в нижней лобной доле головного мозга, в задней части нижней лобной извилины вблизи от лицевого представительства двигательной коры. При его поражении нарушается артикуляция.
Центр речи Ве́рнике , отвечающий за понимание речи , - слуховой центр речи (вторичное слуховое поле).
Это крупная область в верхне-заднем участке височной доли, в задней части верхней височной извилины недалеко (сзади) от первичной слуховой коры. Основная его функция - преобразование слуховых сигналов в нейронные коды слов, которые активируют соответствующие образы или понятия
Дугообразный пучок соединяет зону Брока и зону Вернике, образуя систему, отвечающую за речь
Повреждение центра Вернике вызывает сенсорную афазию , когда больной с трудом воспринимает услышанную речь или написанный текст, но способен говорить.
Афазия - гр. aphasia - полное или частичное нарушение речи. Диагноз афазии ставят при центральных нарушениях любых сторон речи - называния предметов, поиска слов, грамматического строя речи, понимания речи.
Т.о. весь речевой аппарат с точки зрения образования звуков речи, можно разделить на три части:
1) Все, что ниже гортани – нижний этаж речевого аппарата
Состоит из:
двух легких,
двух бронхов,
диафрагмы
Нагнетает струю выдыхаемого воздуха напряжением мускулов диафрагмы.
Образовать звуки речи в нижнем этаже речевого аппарата нельзя.
2) Гортань – средний этаж речевого аппарата.
Состоит из двух больших хрящей. Выступ одного из них (щитовидного хряща) в просторечии называется «адамовым яблоком» или «кадыком»). Эти хрящи образующих остов гортани, внутри которого наклонно натянуты мускулистые пленки в виде занавеса . Центральные края занавеса из мускулистой пленки – голосовые связки.
2. выдох и при произношении глухих согласных и глухих гласных (топот, локоть)
3. человек запыхался и тяжело дышит или гортанный шуршащий звук, придыхание
4. щелчок в гортани, или, иначе, гортанный взрыв
6. колебание напряженных связок - очень высокие звуки – это фальцет
7. колебание напряженных связок - образование голоса
3) Все выше гортани – верхний этаж речевого аппарата – резонатор , источник образования звуков речи.
Подразделяется на две полости: ротовую и носовую
полость глотки (фаринкс), где расположен хрящ надгортанника
Носовая полость – неизменяемый по объему и форме резонатор, придающий звучанию носовой (назальный) тембр
Ротовая полость может менять свою форму и свой объем благодаря наличию подвижных органов: губ, языка, маленького язычка, мягкого неба и в некоторых случаях надгортанника.
Нёбо разделяет ротовую и носовую полости: передняя часть – твёрдое нёбо ; задняя часть – мягкое нёбо (нёбная занавеска), заканчивающаяся маленьким язычком .
Язык – самый подвижный из органов речевого аппарата. Состоит из: корня (основание, которым язык прикреплен к подъязычной кости); спинки (задняя, средняя и передняя части); особо можно выделить кончик языка.
Акустический аспект фонетики – это изучение звуков речи с точки зрения их физических характеристик. Звук – это волновое колебание воздушной среды, возникающее в результате движения какого-либо физического тела. При производстве звуков речи в роли движущихся тел выступают различные органы речи: эластичные мышцы в гортани – голосовые связки, а также язык, губы и т.д.
Речевой сигнал представляет собой сложные звуковые колебания, распространяющиеся в воздушной среде. Звук речи – это минимальная единица речевой цепи, возникающая в результате артикуляции человека и характеризующаяся определенными акустическими свойствами.
Источниками возникновения речевых звуков в артикуляторном тракте являются:
Шумовой (вихревой) – сужение произносительного тракта;
Взрывной – резкое раскрытие смычки, изменение давления воздуха.
Акустика различает в звуке следующие основные признаки: высоту, силу, длительность и тембр.
Высота звука зависит от частоты колебаний, т.е. от числа полных колебаний в единицу времени. Чем больше колебаний приходится на единицу времени, тем выше звук. Человеческое ухо может воспринимать колебания в пределах от 16 герц до 20 000 герц, т.е. различает высоту звука в этом диапазоне. Звуки ниже 16 гц – инфразвуки и звуки выше 20 000 гц – ультразвуки человеческое ухо не воспринимает. Голосовые связки могут производить колебания от 40 гц до 1700 гц. Фактически же диапазон человеческого голоса находится в пределах от 80 гц (бас) до 1300 гц (сопрано). В речи средний диапазон мужского голоса равен 80-200 гц, женского – 160-400 гц [см. об этом Гируцкий 2001].
Сила звука зависит от амплитуды колебания. Чем больше амплитуда колебания, тем сильнее звук. Сила звука измеряется в децибелах. Звуки человеческого голоса находятся в пределах от 20 дБ (шепот) до 80 дБ (крик). Человеческое ухо способно воспринять силу звука до 130 дБ. От более сильных звуков человек может оглохнуть.
С точки зрения восприятия 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.
Длительность звука (долгота) – продолжительность звука во времени. Для языка важна относительная долгота звука. Например, ударные гласные в большинстве языков длительнее безударных. Длительность звуков речи – от 20 до 220 милисекунд.
Колебательные движения могут быть ритмичными, упорядоченными и аритмичными, неупорядоченными. Ритмичные колебания производят звуки определенной, устойчивой частоты – тоны. Аритмичные колебания производят звуки неопределенной, неустойчивой частоты – шумы. Равномерные колебания – это колебания голосовых связок. В результате такого колебания получается тон (голос). Неравномерные колебания – это колебания других частей речевого аппарата, в частности, колебания произносительных органов в ротовой полости в момент преодоления воздушной струей той или иной преграды. Такой звук называется шумом.
В звуках речи часто тон и шум объединяются в один смешанный тоно-шумовой звук. По соотношению тона и шума звуки речи можно разделить на следующие типы:
Тон Тон + Шум Шум + Тон Шум
Гласные Сонорные Звонкие согласные Глухие согласные
С точки зрения акустики различие между тонами и шумами состоит в следующем. Воздушная частица одновременно может осуществлять несколько периодических колебаний, имеющих разную частоту (разное количество колебаний за единицу времени). Если одновременно осуществляются простые колебания, частоты которых соотносятся кратно (в виде правильных дробей), то они складываются в сложное колебание, которое тоже оказывается периодическим (т.е. повторяющимся одинаковым образом через равные промежутки времени). Всякие сложные периодические колебания называются тонами (гармонические звуки).
Негармонические звуки (шумы) являются результатом сложения таких простых колебаний, частоты которых имеют некратное соотношение (в виде бесконечных непериодических дробей). Такие сложные звуки не могут быть периодическими (нельзя найти равные временные промежутки, в течение которых одинаковым образом повторялось бы сложное колебание) [см. об этом: Широков 1985].
Тоновые звуки речи (гласные, сонорные, звонкие согласные) возникают при гармонической вибрации напряженных голосовых связок. Шумные звуки речи (глухие и звонкие согласные) возникают при преодолении выдыхаемым воздушным потоком разного рода препятствий, создаваемых на его пути произносительными органами.
Для образования звуков речи важную роль играет резонанс. Резонанс возникает в замкнутой воздушной среде (например, в ротовой или носовой полости). Явление резонанса состоит в том, что колебание звучащего тела вызывает ответные колебания другого тела или воздуха, находящегося в полом сосуде, в замкнутом пространстве. Резонатор резонирует на определенную частоту колебаний и усиливает их. Резонанс – это возрастание амплитуды колебания под воздействием других колебаний той же частоты. Например, собственные звуковые колебания голосовых связок могут усиливаться различными резонаторами полости рта, носа или глотки. При этом необходимо, чтобы колебания резонатора совпадали по частоте с колебаниями голосовых связок.
Колебания физического тела, создающего звук, обычно происходят в целом и в отдельных его частях. Тон, создаваемый колебанием всего тела, называется основным. Основной тон, как правило, самый высокий в звуке. Тоны, порождаемые колебаниями частей тела, называются частичными, или обертонами. Обертоны имеют большую частоту, чем основной тон. Они придают звукам ту качественную характеристику, которую называют тембром. Тембр отличает один звук от другого, а также произношение одного и того же звука разными лицами.
Благодаря движениям органов речи форма и объем резонатора меняются, что ведет к появлению различных резонаторных тонов.
Звук речи – не простое колебание воздушной струи, а сложение нескольких одновременных колебаний. На основной тон (это самая низкая по частоте составляющая звука) накладываются обертоны. Количество и соотношение друг с другом этих колебаний могут быть самыми разными. Большое знчение имеет соотношение амплитуд разных тонов, из которых складывается данный звук. Например, если основной тон звука имеет частоту в 30 гц, а обертоны имеют частоты в 60, 120, 240 и т.д. герц (кратные частоте основного тона), то возможны различные соотношения амплитуд частот основного тона и обертонов. Тембр звука зависит не только от числа и частот амплитуд обертонов, наслоившихся на основной тон, но и от соотношения амплитуд всех тонов, образующих звук.
Все эти составляющие фиксируются точными физическими приборами, в частности, спектрографом, который переводит воздушные колебания в электромагнитные, а электромагнитные – изображает в виде особого рисунка с зачерченной частью спектра – спектрограммы.
Сложный звук с помощью электроакустических приборов раскладывается на составляющие его тоны и представляется в виде спектра звука. Спектр – частотный состав звука. Спектр – это графический «портрет» звука, показывающий, как именно сочетаются в нем колебания разной силы и частоты. В спектре фиксируются полосы концентрации частот – форманты. Совокупность формант и межформантных областей дает спектр звука. Спектрограмма звука похожа на тонкую штриховку, в которой формантам соответствуют более густые пучки линий (см. рис.5).
Спектрограмма русских звуков [и] [ы]
(См. Норман 2004: 213)
По вертикальной шкале отложена частота колебания в герцах, а по горизонтали показана сила звука. Акустические характеристики этих двух гласных звуков различны.
Для «опознания» и описания звуков речи обычно достаточно двух первых формант. В частности, можно считать, что тембр звука [и] определяется сочетанием колебаний с частотой примерно 500 и 2500 герц, тембр [ы] – 500 и 1500 герц. Для [о] эти величины равны 500 и 1000 герц, для [у] – 300 и 600 герц, [а] – 800 и 1600 герц и т.д. Причем в речи разных людей эти величины могут слегка варьироваться, что зависит от высоты основного тона, обусловленной строением речевого аппарата. Но соотношение их остается постоянным. Например, форманты [и] соотносятся примерно как 1: 5, форманты [о] – как 1: 2, форманты [у] – тоже как 1: 2, но при условии, что и первая, и вторая форманта ниже, чем у [о].
Частота формант определенным образом связана с артикуляционными свойствами гласных. Частота первой форманты зависит от подъема гласного (чем более открытый гласный, т.е. чем ниже его подъем, тем выше частота первой форманты, например, у [а] и, наоборот, чем более закрытый гласный, т.е. чем выше его подъем, тем частота ниже, например, [и], [ы], [у]). Частота второй форманты зависит от ряда гласного (чем более передний гласный, тем выше частота второй форманты, например, [и]). Лабиализованность гласных понижает частоту обеих формант. В соответствии с этим гласные верхнего подъема [и, ы, у] имеют наиболее низкую по частоте первую форманту, а гласный нижнего подъема [а] имеет наиболее высокую первую форманту. Наиболее высокую вторую форманту имеет нелабиализованный гласный переднего ряда [и], а наиболее низкую – лабиализованный гласный заднего ряда [у].
Формантная характеристика согласных звуков, как правило, более сложная. В экспериментальной фонетике получены точные данные о тоновом и формантном составе различных звуков разных языков.
Важнейшим акустическим признаком согласных является характер нарастания шума в начале их звучания. По этому признаку различаются взрывные и щелевые согласные. Учитывается также спад шума в конце звучания. По этому признаку выделяются глоттализованные (смычно-гортанные согласные), при образовании которых происходит гортанная смычка в конечной фазе артикуляции, и неглоттализованные. Существуют и другие акустические признаки согласных.
Применение физической аппаратуры позволило фонетистам выделить и обобщить признаки, пригодные для описания звукового строя любого языка. Стремление описать все многообразие звуков человеческой речи на единых классификационных основаниях способствовало разработке универсальных классификаций, построенных по дихотомическому признаку. Каждый звук при таком подходе может быть охарактеризован через набор акустических параметров типа «вокальный – невокальный», «прерванный – непрерванный», «высокий – низкий», «диффузный – компактный» и т.д.
Экспериментальная (инструментальная) фонетика занимается не только отдельными звуками речи и их классификацией, она исследует также целые фрагменты связной речи – слова и высказывания. Звук в потоке речи соседствует с другими звуками, и это влияет на его акустические свойства. Звук «набирается» тех или иных качеств от своих соседей, вплоть до того, что бывает очень нелегко вычленить отдельный компонент из звучащего потока.
Для изучения звукового материала языка экспериментальная фонетика использует специальные приборы, позволяющие объективно регистрировать многие существенные физические свойства звуков. В числе этих приборов – кимографы, механически записывающие на особых лентах звуковые колебания воздуха, создаваемые произнесением отдельных звуков; осциллографы, переводящие звуковые колебания воздуха в колебания электрического тока и записывающие эти колебания; магнитофоны, записывающие и воспроизводящие звуки с той скоростью и последовательностью, которая нужна экспериментатору-фонетисту. Самыми сложными приборами являются электрические спектрографы, позволяющие записывать и анализировать «акустический состав» звука, «видеть» его фонетическое строение. При помощи электрических спектрографов получены точные данные, позволяющие вычислить тоновый и формантный состав различных звуков разных языков.
В настоящее время физические свойства звуков изучаются не только языковедами, но и психологами, инженерами, математиками, физиками.
Экспериментальная фонетика решает много прикладных, практических задач. В частности, она помогает совершенствовать средства телефонной связи и радиосвязи, звукозаписывающую и воспроизводящую аппаратуру. Электроакустические методы исследования позволяют идентифицировать говорящего по голосу, т.е. устанавливать, в случае необходимости, авторство речи. Актуальной для экспериментальной фонетики остается задача автоматического распознавания звучащей речи (понимания человеческой речи компьютером), а также проблема искусственного синтезирования речи на основе задаваемых машине акустических характеристик. Созданы специальные приборы – синтезаторы речи, которые на практике осуществляют эту задачу.
