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L’apparato uditivo è uno strumento sofisticato ma con dei limiti sia fisici che percettivi. Il limite fisico più evidente è l’impossibilità da parte dell’orecchio di percepire suoni con frequenza inferiore ai 20Hz e superiore ai 20KHz, nonostante queste frequenze esistano in natura (altri apparati uditivi non possono udire frequenze che noi percepiamo normalmente ma ne possono udire altre, che a noi sono precluse, come ad esempio gli ultrasuoni udibili dai pipistrelli o gli infrasuoni udibili dalle balene). In questo senso, si può tracciare un’analogia diretta tra orecchio e occhio, ossia tra visione e ascolto. Infatti, anche l’occhio non può vedere frequenze al di là delle sue possibilità (la luce è un’onda elettromagnetica la cui frequenza definisce il colore da noi percepito), come i raggi infrarossi (a cui possiamo associare gli infrasuoni, che si trovano al di sotto della frequenza minima percepibile dall’orecchio) e i raggi ultravioletti (a cui possiamo associare gli ultrasuoni, che si trovano al di sopra della frequenza massima percepibile dall’orecchio). Come accennato all’inizio, oltre ai limiti fisici di tali apparati, esistono anche limiti percettivi. L’occhio per esempio può facilmente essere ingannato dalle cosiddette illusioni ottiche.
Per esempio nella figura seguente, l’illusione consiste nel fatto che le righe orizzontali sembrano tutte incurvate, mentre in realtà sono perfettamente orizzontali (per gli scettici: prendete un righello e seguitele con quello):
Illusione Ottica
Al pari dell’occhio, anche l’orecchio può essere ingannato sfruttando i suoi limiti percettivi: parliamo in questo caso di illusioni acustiche. Queste sfruttano i limiti dei meccanismi percettivi del suono, come le illusioni ottiche sfruttano i meccanismi percettivi della luce. La conoscenza di questi limiti apre nuove porte alla sperimentazione e all'investigazione del suono.
Un’interessante illusione acustica è la cosiddetta Scala di Shepard (dal nome del suo autore) che consiste in una scala musicale ascendente (o discendente) che non finisce mai. Questa illusione può essere associata a livello visivo alla scala infinita di Penrose , visualizzata nella figura seguente, in cui si ha l’illusione che la scala sia sempre in salita (o in discesa) creando un paradosso ottico.
Di seguito abbiamo un suono che percorre la scala di Shepard . Suonando di nuovo l’esempio (che naturalmente è sempre lo stesso) abbiamo l’impressione che la scala evolva continuamente verso l’alto:
Si può avere la stessa illusione anche con un suono continuo, l’esempio sonoro seguente ne è una dimostrazione:
Il “trucco” di questa illusione sta nel generare ogni suono della scala con più note distanziate da un’ottava. Man mano che si sale di nota, il volume delle note alte scende mentre quello delle note basse sale. Il cervello non si accorge che la frequenza più alta che sta seguendo è rimpiazzata piano piano da quella ad un’ottava inferiore e quando il giro finisce l’ottava più alta è stata completamente rimpiazzata da quella più bassa, senza che ci si sia accorti di nulla (in realtà, per una buona riuscita dell’inganno psicoacustico, sono necessarie almeno quattro scale posizionate su quattro ottave diverse e i volumi di ognuna opportunamente configurati). Questa illusione acustica è stata sfruttata nel pezzo musicale chiamato “La scala del diavolo”, opera del compositore György Ligeti (1923-2006):
L’illusione dell’ottava è un fenomeno psicoacustico che si verifica alternando rapidamente due suoni distanti un’ottava. Quando un orecchio ascolta questa variazione (nota bassa -> nota alta -> nota bassa ecc) e l’altro ascolta la variazione inversa (nota alta -> nota bassa -> nota alta ecc), il cervello viene ingannato percependo da una parte un tono alto e dall’altra un tono basso. L’aspetto singolare di questa illusione è che i mancini hanno l’illusione opposta. Il suono seguente è un esempio di illusione dell’ottava. Per una buona riuscita di questa illusione, l’ascolto va effettuato rigorosamente in cuffia. Durante l’ascolto si provi a invertire la posizione della cuffia: nonostante l’inversione, il suono acuto verrà identificato dallo stesso lato di prima.
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