เสียงที่ไต่ขึ้นไม่รู้จบ: โทนเสียงเชพเพิร์ดจากงานวิจัยปี 1964 บอกอะไรคนเรียนเปียโนเรื่องการฟังระดับเสียงและช่วงคู่แปด

1 วันที่ผ่านมา

ยาว 1 นาที

ลองนึกภาพเสียงที่ฟังแล้วเหมือนกำลังขึ้นบันไดไปเรื่อย ๆ ขั้นแล้วขั้นเล่า แต่ไม่ว่าจะฟังนานเท่าไรก็ไม่เคยไปถึงยอด เสียงแบบนี้มีอยู่จริงและนักวิทยาศาสตร์สร้างขึ้นได้ตั้งแต่ทศวรรษ 1960 นักฟังเพลงในกรุงเทพฯ หลายคนอาจเคยได้ยินโดยไม่รู้ตัวจากดนตรีประกอบภาพยนตร์หรือเกมที่ต้องการสร้างความรู้สึกตึงเครียดต่อเนื่อง ภาพลวงเสียงนี้เป็นประตูที่ดีสำหรับเข้าใจว่าหูและสมองของเรารับรู้ระดับเสียงอย่างไร

งานวิจัยปี 1964 ของโรเจอร์ เชพเพิร์ด

ผู้สร้างเสียงชนิดนี้คือโรเจอร์ เชพเพิร์ด นักวิทยาศาสตร์ด้านการรับรู้ชาวอเมริกัน ในช่วงนั้นเชพเพิร์ดทำงานวิจัยอยู่ที่ห้องปฏิบัติการเบลล์ ซึ่งเป็นแหล่งวิจัยด้านเสียงและการสื่อสารที่สำคัญของสหรัฐอเมริกา และมีเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สังเคราะห์เสียงได้ ในปี 1964 เชพเพิร์ดตีพิมพ์บทความชื่อ Circularity in Judgments of Relative Pitch ในวารสารของสมาคมเสียงแห่งอเมริกา รายงานว่าผู้ฟังตัดสินทิศทางของเสียงชุดนี้เป็นวงกลม คือขึ้นไปเรื่อย ๆ โดยไม่มีจุดสิ้นสุด

หลักการสร้างเสียงไม่ซับซ้อนอย่างที่คิด โทนเสียงแต่ละตัวประกอบด้วยคลื่นเสียงบริสุทธิ์หลายความถี่ที่ห่างกันทีละหนึ่งช่วงคู่แปด เช่น โดต่ำ โดกลาง และโดสูงดังพร้อมกันหลายชั้น จุดสำคัญอยู่ที่ความดังของแต่ละชั้น องค์ประกอบที่อยู่ช่วงกลางของการได้ยินจะดังชัด ส่วนองค์ประกอบที่สูงมากหรือต่ำมากจะค่อย ๆ เบาลงจนแทบไม่ได้ยิน หากวาดเป็นกราฟ ความดังจะมีรูปร่างคล้ายระฆังคว่ำวางทับบนแกนความถี่

เมื่อเลื่อนเสียงทั้งชุดขึ้นทีละครึ่งเสียง ทุกชั้นจะสูงขึ้นพร้อมกัน ชั้นบนสุดค่อย ๆ จางหายไป ขณะที่ชั้นใหม่ค่อย ๆ โผล่ขึ้นมาจากด้านล่างอย่างเงียบ ๆ พอเลื่อนครบสิบสองขั้น ส่วนผสมของเสียงจะกลับมาเหมือนตอนเริ่มต้นทุกประการ แต่เพราะแต่ละก้าวฟังเหมือนสูงขึ้นทีละนิด สมองจึงสรุปว่าเสียงยังไต่ขึ้นต่อไป ผู้ฟังจึงรู้สึกเหมือนเดินวนบนบันไดที่ไม่มีวันถึงชั้นบน

ความสูงของเสียงกับสีของโน้ต

ภาพลวงนี้ชี้ให้เห็นว่าสิ่งที่เราเรียกว่าระดับเสียงมีอย่างน้อยสองมิติ มิติแรกคือความสูงของเสียง ซึ่งบอกว่าเสียงอยู่สูงหรือต่ำในช่วงการได้ยิน มิติที่สองคือสีของโน้ต หรือชื่อโน้ตที่วนซ้ำทุกช่วงคู่แปด โดในช่วงต่ำกับโดในช่วงสูงจึงต่างกันด้านความสูง แต่เหมือนกันด้านสีของโน้ต ต่อมาเชพเพิร์ดเสนอภาพเกลียวที่หมุนขึ้นไปเรื่อย ๆ เพื่ออธิบายความสัมพันธ์นี้ แต่ละรอบของเกลียวคือหนึ่งช่วงคู่แปด และจุดที่ซ้อนกันในแนวตั้งคือโน้ตชื่อเดียวกัน

แนวคิดนี้อธิบายสิ่งที่เราเห็นบนคีย์บอร์ดทุกวัน รูปแบบของคีย์สีขาวสีดำสิบสองตัวซ้ำไปตลอดทั้งแป้น นักดนตรีเกือบทุกวัฒนธรรมให้ความสำคัญกับช่วงคู่แปดในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง ทางฟิสิกส์ เสียงที่ห่างกันหนึ่งช่วงคู่แปดมีอัตราส่วนความถี่สองต่อหนึ่ง ฮาร์มอนิกของสองเสียงนี้จึงซ้อนกันได้มาก จนหูรับรู้ว่าเข้ากันสนิท โทนเสียงเชพเพิร์ดใช้คุณสมบัตินี้ทำให้สมองสับสนระหว่างความสูงกับสีของโน้ต

เสียงไถลของริสเซและปริศนาของไดอานา ดอยช์

หลังงานของเชพเพิร์ด นักประพันธ์ชาวฝรั่งเศส ฌอง-โคลด ริสเซ ซึ่งทำงานวิจัยด้านเสียงสังเคราะห์ที่ห้องปฏิบัติการเบลล์เช่นกัน ได้พัฒนาภาพลวงแบบต่อเนื่องในช่วงปลายทศวรรษ 1960 แทนที่จะก้าวขึ้นทีละครึ่งเสียง เสียงของริสเซไถลขึ้นหรือลงอย่างลื่นไหลโดยไม่มีรอยต่อ จนผู้ฟังรู้สึกเหมือนเสียงตกลงไปไม่หยุด ริสเซยังทดลองหลักการคล้ายกันกับจังหวะ ทำให้เกิดเสียงกลองที่ฟังเหมือนเร่งขึ้นตลอดเวลา

อีกงานที่ต่อยอดคือของไดอานา ดอยช์ นักจิตวิทยาด้านดนตรีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก เธอรายงานปรากฏการณ์ที่เรียกว่าปริศนาขั้นคู่สี่อ็อกเมนเต็ดในปี 1986 โดยเปิดโทนเสียงแบบเชพเพิร์ดสองตัวที่ห่างกันครึ่งช่วงคู่แปดพอดี ผลคือผู้ฟังบางคนได้ยินว่าเสียงขึ้น บางคนได้ยินว่าเสียงลง ทั้งที่ฟังเสียงเดียวกัน งานศึกษาต่อมาของดอยช์รายงานว่าการตีความนี้สัมพันธ์กับภาษาหรือสำเนียงที่ผู้ฟังคุ้นเคย

บทเรียนสำคัญจากงานทั้งหมดนี้คือ การได้ยินไม่ใช่การบันทึกเสียงแบบเครื่องจักร สมองตีความเสียงจากบริบท จากโครงสร้างฮาร์มอนิก และจากประสบการณ์ที่สะสมมา ตัวอย่างที่ใกล้ตัวคือเสียงเปียโนช่วงต่ำมาก ซึ่งความถี่มูลฐานมีพลังค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับฮาร์มอนิกที่อยู่สูงกว่า แต่เรายังรับรู้ระดับเสียงได้ชัด เพราะสมองอนุมานระดับเสียงจากรูปแบบของฮาร์มอนิกทั้งชุด

ภาพลวงเสียงเกี่ยวกับการเรียนเปียโนอย่างไร

สำหรับคนเรียนเปียโน ความเข้าใจเรื่องสองมิติของระดับเสียงมีประโยชน์ตรง ๆ ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในช่วงเริ่มต้นคือการร้องตามหรือเล่นตามโน้ตที่ได้ยินโดยถูกชื่อโน้ตแต่ผิดช่วงคู่แปด หรือการอ่านโน้ตบนบรรทัดได้ถูกตัวแต่ไปกดคีย์ในช่วงเสียงที่สูงหรือต่ำกว่าที่เขียนไว้ ปัญหาแบบนี้เกิดจากการรับรู้สีของโน้ตได้แล้ว แต่ยังไม่ได้ฝึกแยกความสูงของเสียงให้ชัดพอ

วิธีฝึกที่ทำได้ที่บ้านคือเลือกทำนองสั้น ๆ ที่คุ้นเคย เล่นในช่วงเสียงกลางก่อน แล้วย้ายไปเล่นทำนองเดิมสูงขึ้นหนึ่งช่วงคู่แปดและต่ำลงหนึ่งช่วงคู่แปด ตั้งใจฟังว่าชื่อโน้ตยังเหมือนเดิม แต่ความสว่าง ความหนา และความกังวานเปลี่ยนไป อีกแบบฝึกคือให้คนในบ้านกดโน้ตหนึ่งตัวในช่วงใดก็ได้ แล้วเราลองบอกทั้งชื่อโน้ตและช่วงเสียง ฝึกแบบนี้ทีละน้อยทุกวันช่วยให้หูแยกสองมิติได้คล่องขึ้น

นักประพันธ์ใช้ความรู้สึกไต่ระดับแบบเดียวกับภาพลวงนี้ในบทเพลงจริงด้วย เทคนิคซีเควนซ์ คือการนำวลีทำนองเดิมมาเล่นซ้ำโดยเลื่อนระดับสูงขึ้นทีละขั้น ทำให้ผู้ฟังรู้สึกถึงแรงส่งไปข้างหน้า เมื่อผู้เรียนรู้จักสังเกตซีเควนซ์ในเพลงที่ซ้อม การจำเพลงจะง่ายขึ้น เพราะเห็นว่าหลายท่อนมาจากรูปแบบเดียวกัน และยังวางน้ำหนักเสียงให้ค่อย ๆ เพิ่มตามความรู้สึกของการไต่ระดับได้อย่างมีเหตุผล

ฝึกฟังช่วงคู่แปดด้วยแอปสอนเปียโน AI

การฝึกหูให้ได้ผลต้องอาศัยการฟังซ้ำและการตรวจทานทันที ซึ่งเป็นแนวทางที่ TIGA ALPHA นำมาใช้ แอปสอนเปียโน AI นี้เป็นแอปพลิเคชันสอนเปียโนออนไลน์ที่พัฒนาโดยทีมคนไทย ระบบฟังเสียงที่ผู้เรียนเล่นแล้วตรวจว่าตรงทั้งโน้ตและจังหวะหรือไม่ เมื่อกดถูกชื่อโน้ตแต่ผิดช่วงเสียง ผู้เรียนจะเห็นทันทีว่าต้องแก้ตรงไหน บทเรียนเลือกได้ทั้งภาษาไทย ภาษาอังกฤษ และภาษาจีนกลาง ผู้ใช้แอปสอนเปียโนออนไลน์จึงเรียนในภาษาที่ถนัดได้

ลำดับบทเรียนออกแบบภายใต้การดูแลของครูอั้ม ครูสอนเปียโนประสบการณ์ 20 ปี ซึ่งเป็น CEO ของบริษัท การจัดลำดับเริ่มจากการฟังและการวางมือในช่วงเสียงกลาง แล้วค่อยขยายไปยังช่วงสูงและช่วงต่ำ ต่างจากโรงเรียนดนตรีแบบดั้งเดิมที่ผู้เรียนต้องเดินทางมาเรียนตามเวลานัด และมักได้รับคำแนะนำเฉพาะในคาบเรียน แอปสอนเปียโนจึงช่วยเติมช่วงซ้อมคนเดียวที่ไม่มีใครคอยฟังให้

ผู้ที่อยากเรียนเปียโนออนไลน์อย่างเป็นระบบใช้คอร์สเรียนเปียโนออนไลน์ AI เป็นแกนหลักของการซ้อมประจำวันได้ ส่วนคนที่ต้องการคำแนะนำเรื่องการตีความเพลงหรือการใช้น้ำหนักนิ้วอย่างละเอียด อาจเลือกคอร์สเปียโนแบบเรียนสดกับครูควบคู่ไปด้วย เพราะคอร์สเรียนเปียโนที่ดีควรมีทั้งการซ้อมที่สม่ำเสมอและการชี้แนะจากคนที่มีประสบการณ์ การสอนเปียโนด้วย AI ไม่ได้มาแทนครู แต่ทำให้ทุกนาทีของการซ้อมมีคนช่วยตรวจทาน ส่วนครูที่สอนดนตรีก็มีเวลาเหลือไปเน้นเรื่องดนตรีที่ลึกกว่าเดิม

สิ่งที่ควรจำไว้คือภาพลวงเสียงเป็นเครื่องมือของนักวิจัย ไม่ใช่เกณฑ์ตัดสินว่าใครมีพรสวรรค์หรือไม่ คนที่ฟังเสียงเชพเพิร์ดแล้วไม่รู้สึกว่าเสียงไต่ขึ้นก็ยังเล่นดนตรีได้ดีเท่าคนอื่น เพราะแต่ละคนตีความเสียงกำกวมต่างกันได้ตามประสบการณ์ ความสามารถในการฟังเป็นทักษะที่พัฒนาได้ด้วยการฝึกอย่างสม่ำเสมอ ไม่ว่าจะเริ่มเรียนดนตรีตอนเป็นเด็กหรือเริ่มตอนเป็นผู้ใหญ่ก็ตาม

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: โทนเสียงเชพเพิร์ดคืออะไร ตอบ: เป็นเสียงสังเคราะห์ที่ประกอบด้วยคลื่นเสียงบริสุทธิ์หลายความถี่ซึ่งห่างกันทีละหนึ่งช่วงคู่แปด ความดังของแต่ละองค์ประกอบถูกกำหนดให้ดังที่ช่วงกลางและค่อย ๆ เบาลงทางสูงและทางต่ำ เมื่อเลื่อนขึ้นทีละครึ่งเสียงจนครบสิบสองขั้น เสียงจะกลับมาเหมือนจุดเริ่ม แต่ผู้ฟังจำนวนมากรับรู้ว่าเสียงยังสูงขึ้นต่อไป

ถาม: ฟังภาพลวงนี้ไม่ออกแปลว่าหูไม่ดีหรือเปล่า ตอบ: ไม่ได้แปลอย่างนั้น งานวิจัยด้านการรับรู้เสียงพบว่าผู้ฟังแต่ละคนตีความเสียงกำกวมต่างกันได้ ภาพลวงเสียงเป็นเครื่องมือศึกษาการทำงานของการรับรู้ ไม่ใช่แบบทดสอบความสามารถทางดนตรี การฝึกฟังอย่างสม่ำเสมอเป็นสิ่งที่พัฒนาได้สำหรับทุกคน

ถาม: แอปสอนเปียโนออนไลน์ช่วยฝึกเรื่องช่วงคู่แปดได้อย่างไร ตอบ: ระบบในแอปเทียบเสียงที่เล่นกับโน้ตและช่วงเสียงที่โจทย์กำหนด จึงเห็นได้ทันทีเมื่อเล่นถูกชื่อโน้ตแต่ผิดช่วงคู่แปด ส่วนการแยกสีเสียงของแต่ละช่วงให้ละเอียด ผู้เรียนฝึกเพิ่มได้ด้วยการเล่นทำนองเดิมหลายระดับแล้วตั้งใจฟังความต่าง

งานวิจัยของเชพเพิร์ดเมื่อกว่าหกสิบปีก่อนยังสอนเราได้ว่า โน้ตบนแป้นคีย์บอร์ดไม่ได้เรียงเป็นเส้นตรงอย่างเดียว แต่วนเป็นเกลียวที่มีทั้งความสูงและสีของโน้ต เมื่อฝึกฟังทั้งสองมิติ การเล่นเปียโนจะแม่นขึ้น การจำเพลงจะง่ายขึ้น และการฟังเพลงที่ชอบก็สนุกขึ้น เพราะเราเริ่มได้ยินโครงสร้างที่ซ่อนอยู่ในเสียงที่เคยฟังผ่านหูมาตลอด

เมื่อเข้าใจว่าหูรับรู้ระดับเสียงอย่างไร การซ้อมก็มีเป้าหมายชัดขึ้น ถ้าอยากฝึกฟังและฝึกนิ้วไปพร้อมกันโดยมีระบบคอยฟังทุกครั้งที่ซ้อม ลองเริ่มดูวันนี้ไหม? เริ่มกับ TIGA ALPHA ได้ที่ https://tigaalpha.github.io/landing/ — ทุกคนเล่นแพ็กเกจพรีเมียมฟรี 7 วัน แล้วต่อเดือนละ 799 บาท หากอยากเรียนสดกับครูอั้ม ดูรายละเอียดได้ที่ https://www.tigastudio.net/ ซึ่งเปิดสอนสดไม่เกิน 30 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ ที่นั่งจึงมีจำนวนจำกัด ดูข้อมูลบริษัทและเทคโนโลยีของ TIGA ALPHA ได้ที่ https://www.tigaalpha.com