Vom Neandertal in die Philharmonie: Musik hören – Musik entsteht im Kopf
2.1 Musik ist Schall
»Musik ist ein Teil des schwingenden Weltalls.«
Ferrucio Busoni1
Bei nüchterner Betrachtung ist Musik nichts anderes als ein auf Schwingungen beruhendes physikalisches Phänomen. In unserem Seelenleben spricht Musik aber ganz besondere Dimensionen an: Wir werden von einer schönen Melodie tief bewegt, ein ausdrucksvoller Gesang vermag uns zu Tränen zu rühren und die majestätischen Einsätze der Blechbläser in einer Wagner-Oper lassen manchen Zuhörer eine Gänsehaut verspüren. Wir erfreuen uns am Nacheinander und Miteinander der musikalischen Themen und Motive und an der unendlichen Vielfalt all dieser Erscheinungen. Im Folgenden wollen wir die einzelnen Schritte der Musikwahrnehmung genauer untersuchen. Dazu erläutere ich zunächst die Grundzüge des Phänomens Schall. Einige physikalische Fakten sind hier unverzichtbar, doch wir wollen diese etwas trockene Übung auf das Notwendige beschränken. Wer mit Physik absolut auf dem Kriegsfuß steht, kann aber gerne gleich zum Abschn. 2.3 weiterblättern.
Musik ist Schall, und das Medium, in dem Musik stattfindet, ist Luft. Im täglichen Leben versteht man unter Schall periodische Luftdruckschwankungen, die sich wellenförmig ausbreiten und dabei Verdichtungen und Verdünnungen der Luftmoleküle bewirken. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Schallwellen fortpflanzen, hängt von der Dichte des Mediums ab. Auf Meereshöhe am Strand liegt die Schallgeschwindigkeit an einem klaren, trockenen Wintertag mit Temperaturen um den Gefrierpunkt bei 331 Metern pro Sekunde. An einem schwülen Sommerabend mit 25 Grad Celsius Temperatur und 80 % Luftfeuchtigkeit breitet sich der Schall an der gleichen Stelle aufgrund der höheren Dichte des Mediums deutlich schneller, nämlich mit ca. 345 Metern pro Sekunde aus. Die Luftmoleküle bewegen sich bei der Schallausbreitung nicht fort, sondern schwingen um eine mittlere Ruhelage hin und her. Da diese Schwingungen nicht chaotisch und ungeordnet sind, sondern in der Richtung der Schallausbreitung erfolgen, spricht man auch von Longitudinalwellen. Die Häufigkeit oder Frequenz dieser Luftmolekülschwingungen wird in Hertz, abgekürzt Hz, angegeben. Ein Hertz entspricht einer Schwingung pro Sekunde. Schnelle Schallschwingungen mit einer hohen Frequenz werden als hoch empfunden, solche mit einer niedrigen Frequenz als tief. Der Hörbereich zwischen den tiefsten, gerade noch wahrnehmbaren und den höchsten Tönen liegt beim gesunden jugendlichen Hörer zwischen 20 und 20 000 Hz. Schall mit Frequenzen unter 20 Hz wird als Infraschall bezeichnet, mit über 20 000 Hz als Ultraschall. Viele Tiere kommunizieren übrigens in diesen für uns Menschen nicht hörbaren Schallbereichen. So stoßen junge Mäuse in Stress-Situationen bei der Trennung von der Mutter Verzweiflungslaute von 50 000 bis 70 000 Hertz aus; Wale kommunizieren bekanntlich über Entfernungen von Hunderten Kilometern mit Infraschall unter 20 Hz.
In unserer Kultur nimmt bereits ab dem jungen Erwachsenenalter die Wahrnehmungsfähigkeit für hohe Frequenzen ab. Ein 25-Jähriger hört im Allgemeinen die störenden hohen Nebengeräusche eines alten Fernsehers nicht mehr, die bei ca. 15 000 Hz liegen und durch die Zeilenfrequenz des Bildaufbaus bei 50-Hz-Röhrenfernsehern bedingt sind. Die weitverbreitete Hochtonschwerhörigkeit des Alters wird auf die im Laufe des Lebens erfolgte Belastung durch schädliche Schalldruckpegel zurückgeführt und scheint bei Naturvölkern seltener aufzutreten (Intermezzo 2.1). Der Verlust der Wahrnehmung für Frequenzen über 10 000 Hertz wird allerdings meist nicht als störend empfunden. Der höchste Klavierton, das fünfgestrichene c (c00000 oder c5) liegt bei etwa 4 000 Hz. Hört man Frequenzen über 10 000 Hz nicht mehr, kann eine geringe Einbuße von Brillanz im Klang bemerkbar sein. Da sich der kulturell bedingte Hörverlust jedoch schleichend einstellt, wird dies in der Regel »überhört«.
Intermezzo 2.1: Wie laut war es im Neandertal?
Wir kennen die Hörwelt der Urmenschen nicht und werden nie wissen, welchen Lautstärken sie ausgesetzt waren und welche sie produzierten. Synchrones Trommeln mit Klangsteinen, das lautstarke Blasen auf Knochenflöten und das Singen in der Gruppe können sicherlich sehr hohe Schalldruckpegel im Bereich der Schmerzschwelle erreichen. Lautes Brüllen ist nicht nur bei Menschen eine eindrucksvolle Demonstration von Kraft, Macht und Platzanspruch. Aber eine durch Menschen verursachte Dauerbeschallung, wie wir sie als Diskothekenbesucher heute kennen, war in der Steinzeit sicher nicht möglich. Früher war die eindrucksvollste Lautstärkeerfahrung der Menschen der Gewitterdonner. Andere Naturgeräusche, etwa das Grollen eines Erdbebens, das Brausen großer Wasserfälle, das Sturmesrauschen des Meeres und das Heulen des Windes im Gebirge, wurden sicher nur von einem kleinen Teil der Menschheit gehört.
In den späten 1950er-Jahren besuchte der Hals-NasenOhren-Arzt und Völkerkundler Dietrich Plester das Naturvolk der Mabaan im Südosten des Sudans. Umgeben von den Sümpfen des Weißen Nils lebten diese Menschen damals noch isoliert von der modernen Zivilisation. Kulturell befanden sie sich etwa auf der Stufe der ausgehenden Steinzeit. Die Mabaan kannten keine Feuerwaffen und keine Trommeln. Hohe Schalldruckpegel wurden lediglich bei den zweimal jährlich stattfindenden Tanzfesten nach der Aussaat und nach der Ernte gemessen. Sänger und Musikanten erzeugten maximal Lautstärken um 110 dB. Plester untersuchte die Hörschwellen von 540 Angehörigen des Stammes und fand bei den über 60-Jährigen noch exzellente Hörfähigkeiten im Hochtonbereich, die weit über das in Industrieländern in dieser Altersgruppe übliche Hörvermögen hinausgingen.2 Ganz offensichtlich ist der bei uns als normal akzeptierte Hochtonverlust eine Folge des zivilisatorischen Lärms.
Interessanterweise ist Kultur häufig mit der Erzeugung von Lautstärke verbunden. Die synchronen Rufe der Menschen, die in gemeinschaftlicher Anstrengung mit primitiven Werkzeugen einen Baum fällten, ihn aushöhlten, zum Strand schleppten und von Java nach Timor hinüberruderten, sind Begleiterscheinungen einer Kultur, die auf koordinierter Gruppenaktivität beruht – und deren Nachklang wir heute noch in der Marschmusik der Militärkapelle oder in den anfeuernden Fußballfangesängen der Südkurve hören. Die vermutlich unter allen Säugetieren herausstechendste Eigenschaft von Homo sapiens, nämlich ein differenziertes und hoch effizientes Sozialleben, ist auch mit der Möglichkeit verbunden, synchron viel Lärm zu machen: zur Einschüchterung von Gegnern, zum Jagen von Tieren und zum Stärken des Gruppenzusammenhalts (Abschn. 1.5).
Die späteren Kulturen, die Eisen schmiedeten und Steine brachen, erzeugten Lärm. Wie laut es im Altertum wirklich war, wissen wir nicht, aber die Posaunenbläser vor Jericho müssen eindrucksvolle Schalldruckpegel produziert haben – auch wenn es sehr umstritten ist, ob die Mauern von Jericho wirklich zu diesem Zeitpunkt einstürzten. Das Waffenklirren der Kämpfer in der Ilias und das Lärmen des Volkes in römischen Gassen wurden von Dichtern besungen. Ob die akustische Umwelt der Stadtbewohner im Mittelalter weniger lärmbelastet war als unsere Lebenswelt, ist durchaus fraglich. In den engen, mit Pflastersteinen ausgelegten Gassen hallten die Geräusche der beschlagenen Pferde, der von Ochsen gezogenen Karren, die Trommeln der Werber und die Schreie der Marktrufer. Lärmschutzverordnungen sind bereits aus dem Mittelalter überliefert. Auf dem Land dürfte es allerdings deutlich ruhiger zugegangen sein. Musik war nicht wie heute allgegenwärtig, und wenn sie gespielt wurde, dann war die Lautstärke der Umgebung angepasst. Freilandinstrumente wie Dudelsäcke, Posaunen, Trompeten, Jagdhörner und Trommeln erzeugten dabei eine beachtliche, manchen Spieler belastende Klangfülle. In Burgen und Bürgerhäusern erklangen meist die weniger lauten Instrumente, wie Harfen, Lauten, Flöten, Gamben, später Geigen und Cembalo. Sie wurden in kleineren Räumen im intimen Kreis der Familie, der Freunde und der Gäste gespielt.
Aber auch hier gab es Ausnahmen: Die zu Recht als Königin der Instrumente bezeichnete Orgel erzeugte ab dem Frühbarock eine ungekannte Klangfülle. Wir wissen aus zahlreichen Zeugnissen, wie Schall auf die Menschen in früherer Zeit gewirkt hat. So berichtet der Dichter Daniel Schubart Ende des 18. Jahrhunderts über das auch von Mozart geschätzte Mannheimer Orchester des Kurfürsten Carl Theodor: »Sein Forte ist ein Donner, sein Crescendo ein Katarakt, sein Diminuendo – ein in die Ferne hin plätschernder Kristallfluss, sein Piano ein Frühlingshauch.« Heute würde eine durchschnittlich 20 Mann starke Truppe wohl niemand mehr zu derartigen enthusiastischen Äußerungen verleiten
Fest steht allerdings, dass bereits zu dieser Zeit das Streben nach größeren Lautstärken Komponisten und Instrumentenbauer beflügelte. Theobald Boehm, der Erfinder der modernen Querflöte, die ihm zu Ehren auch Boehmflöte heißt, veränderte ab 1831 die Bauweise der Querflöte und setzte als Material Silber ein. Auf diese Weise schuf er ein Instrument mit einem weitaus voluminöseren und flexibleren Klang. Im Vergleich zu den barocken und klassischen Holzflöten bediente Boehm damit ein neues Klangideal: Das große Klangvolumen sollte in den neu gebauten Konzertsälen viele Menschen beeindrucken. Veranstaltungen in Konzerthallen mit Tausenden von Zuhörern führten etwa ab der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts allgemein zu einer Veränderung der Instrumente und der Spielweise: Der »große Ton« wurde ein wichtiges Merkmal des Virtuosen, der sich jetzt im Wettstreit gegen ein Orchester – »concertare« heißt ja »wettstreiten« – durchsetzen musste.
Die Lautstärke hängt von der Auslenkung oder Amplitude der entstehenden Luftdruckschwankungen ab und wird als Schalldruckpegel in Dezibel (dB) angegeben. Die Amplitude ist dabei ein direktes Maß für die Intensität des Schalldrucks. Willkürlich wurde festgelegt, dass der Schalldruck, der von einem gesunden 20-jährigen Hörer in der Tonhöhe von 1000 Hz gerade noch wahrgenommen wird, 0 Dezibel entspricht. Physikalisch bezeichnet das Maß »Pascal« den Schalldruckpegel: Ein Pascal ist die Kraft von einem Newton, das auf einen Quadratmeter Fläche wirkt. Um dieses abstrakte Maß zu verdeutlichen, sei ein Vergleich gewagt: Ein Gewicht von 98 Gramm übt durch die Erdanziehung eine Kraft von einem Newton aus. Für die Wahrnehmung des 1000-Hz-Tones genügt ein Schalldruckpegel von 0,00002 (2 × 10-5) Pascal, das würde als Gewicht eine Auslenkung von 0,000002 Gramm auf der Waage bedeuten. Der Intensitätsumfang, der vom menschlichen Ohr verarbeitet werden kann, ist sehr groß. So bedeutet der Abstand zwischen dem gerade noch hörbaren Ton von 1000 Hz mit 0 dB und dem über der Schmerzgrenze liegenden Brausen eines Düsentriebwerkes aus nächster Nähe mit 140 dB eine Steigerung des physikalischen Schalldrucks um sieben Zehnerpotenzen – also ein Verhältnis von 1 : 10 000 000! Man kann sich diese Größenverhältnisse am Beispiel von Gewichten gut verdeutlichen: Eine dem Messbereich des menschlichen Ohres entsprechende Waage müsste in der Lage sein, ein Gewicht von einem Gramm genauso exakt zu wiegen wie 10 000 000 Gramm, was zehn Tonnen entspricht.
Die Berechnung des Schalldrucks in Dezibel folgt einer logarithmischen Formel (Schalldruckpegel L = 20 log Pa(x) / Pa(0) Dezibel (dB), wobei Pa(x) der gemessene Schalldruck in Pascal ist und Pa(0) der Bezugsschalldruck von 0 dB bei 1000 Hz). Um diese Formel anschaulich zu machen, seien hier einige Beispiele angeführt: Eine Verdoppelung des Schalldrucks entspricht nicht einem Zuwachs von 20 dB auf 40 dB, sondern von 20 auf 26 dB; der dreifache Schalldruck bedeutet einen Zuwachs um 10 dB und der zehnfache um 20 dB. Zwei nebeneinanderstehende Trompeter mit einem Schalldruck von je 80 dB verursachen nicht eine Verdoppelung auf 160 dB, sondern nur eine Zunahme um 3 dB, das heißt, der Gesamtschalldruck beträgt 83 dB. Die Verdoppelung des Abstandes von einer Schallquelle führt zu einer Reduzierung des Schalldruckpegels um 12 dB – was nur noch einem Viertel der ursprünglichen Schalldruckstärke entspricht. In Tab. 2.1 sind typische Schalldruckpegel von Alltagsgeräuschen und von Klängen im musikalischen Kontext angegeben. Dabei ist zu beachten, dass mögliche gesundheitsgefährdende Hörschäden nicht nur vom Schalldruckpegel abhängen, sondern auch von der Dauer der Beschallung. Generell ist an einem Industriearbeitsplatz eine durchschnittliche Lärmeinwirkung von 85 dB über 40 Wochenstunden noch erlaubt. Ab 85 dB ist die Bereitstellung eines geeigneten Gehörschutzes erforderlich, ab 90 dB ist das Tragen von Gehörschutz vorgeschrieben. Eine detaillierte Auflistung der arbeitsmedizinischen Maßnahmen zur Vorbeugung von Hörschäden kann hier nicht erfolgen, es sei auf die informativen Bücher von Hans Hermann Wickel und Theo Hartogh3 sowie von Bernhard Richter und Kollegen4 verwiesen.
Tab. 2.1: Schallpegel verschiedener akustischer Ereignisse
| dB | Mittlerer Pegel | Spitzenpegel | Entfernung |
|---|---|---|---|
| 180 | Spielzeugpistolen | Direkt am Ohr | |
| 170 | Ohrfeige | ||
| 160 | Airbag Entfaltung | Im Fahrgastraum | |
| 130 | Händeklatschen | 1 m | |
| 126 | Piccolo Flöte, Fortissimo a″″ | Am Ohr des Spielers | |
| 120 | SchmerzschwelleOpernsänger der Mailänder Scala | Am Ohr1 m vor der Mundöffnung | |
| 110 | Laute Diskothek | Auf der Tanzfläche | |
| 106 | Haydn Symphonie 1. Satz | Am Ohr der Holzbläser | |
| 105 | Knochenflöte gespielt mit maximaler Anblasstärke | 1 m Entfernung | |
| 83–95 | Orchestermusik der Hamburger Philharmoniker | In Kopfhöhe 40 cm vom Kopf des Musikers entfernt | |
| 38–84 | Klaviermusik des Pianisten Sjatoslav Richter | Im Saal des Moskauer Konservatoriums, etwa 20 m vom Flügel entfernt | |
| 70 | Straßenverkehr einer Großstadt | 10 Meter von der Strasse entfernt | |
| 60 | Normale Unterhaltung | Im Zimmer | |
| 40 | Ruhige Großstadtwohnung nachts | Im Zimmer | |
| 25 | Atemgeräusche | 1 m Entfernung | |
| 0 | Hörschwelle des gesunden Ohres |
Neben dem physikalischen Maß »Lautstärke«, das als Schalldruckpegel in Dezibel angegeben wird, gibt es ein subjektives Maß der empfundenen Schallstärke, das man in Phon angibt und durch vergleichende Messungen an Hörgesunden ermittelt hat. Dazu bewerteten zahlreiche Versuchspersonen, bei welchem Schalldruck sie einen Ton als gleich laut zu einem Ton von 1000 Hz empfanden. Bei allen gespielten Tönen wurde die subjektive Hörschwelle willkürlich auf den Wert 4 Phon festgelegt. Die Phonskala gibt Auskunft über das gleiche Lautstärkeempfinden beim Vergleich zweier Töne unterschiedlicher Frequenz. Bei 1000 Hz entsprechen sich nach der Definition die Angaben in Phon und in Dezibel, das heißt, ein Ton mit einem Schalldruckpegel von 80 dB hat auch einen subjektiven Lautstärkewert von 80 Phon. Sehr starke Abweichungen der subjektiven Lautstärkeskala von der physikalischen Dezibelskala findet man aber an den Grenzen des Hörbereiches. So muss ein sehr hoher Ton um 8000 Hz, um gleich laut empfunden zu werden wie der physikalische Normton von 1000 Hz, einen um ca. 10 dB höheren Schalldruckpegel aufweisen. Noch deutlicher wird das im Tieftonbereich: Die Hörschwelle wird beim tiefsten Klavierton, dem Subkontra-A mit 27 Hertz, erst bei einem Schalldruckpegel von ca. 60 dB erreicht. Dies entspricht im Bereich um 1000 Hz der Schallintensität eines in mittlerer Lautstärke gespielten Tones.
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