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Part 4

Die +Duplizitätstheorie+ erhielt eine eigenartige Bestätigung in der Entdeckung des Sehpurpurs. Diese Substanz findet sich nur bei den Stäbchen. Vom Licht bestrahlt, zersetzt sie sich augenblicklich und bildet sich aufs neue, wenn dem Auge das helle Licht entzogen wird. Es ließ sich nun nachweisen, daß die Unterscheidungsfähigkeit des Dunkelauges in genau dem gleichen Maße wächst, wie sich der Sehpurpur mit der Dauer des Aufenthaltes im Dunkeln vermehrt. Nimmt man nun an, die Zersetzung des Sehpurpurs rufe direkt oder indirekt die Weißempfindung hervor, so werden die Adaptationserscheinungen leicht verständlich. Beim Eintritt in das Dunkel ist noch kein Sehpurpur vorhanden, und da die Zapfen nur auf starke Reize ansprechen, entbehrt man gewissermaßen jedes Organ zum Sehen. Allmählich bildet sich der Sehpurpur; man unterscheidet langsam die Gegenstände im schwach beleuchteten Raum. Tritt man nun ins Helle, so ruft die lebhafte Zersetzung eine intensive Weißempfindung hervor, durch die man wie geblendet und zum Erkennen der Dinge unfähig gemacht ist. Sobald aber der Sehstoff aufgebraucht ist, hört die Blendung auf und der Hellapparat vermittelt die Farbenempfindungen. Die totale Farbenblindheit mit dem Helligkeitsmaximum im Grün erklärt sich nach der Duplizitätstheorie sehr einfach durch das Nichtfunktionieren des Zapfenapparates.

Die Duplizitätstheorie gewann neue Stützen aus der Erforschung des Tierauges. So fand man Nachttiere mit gut entwickeltem Stäbchenapparat und nachtblinde (hemeralope) Tiere, die wie die Hühner wenig Stäbchen besitzen. Allein neben solchen Bestätigungen ergaben sich auch mancherlei Schwierigkeiten. So will man bei den nachtblinden Hühnern (wie auch neuerdings bei der Fovea des menschlichen Auges) das Purkinjesche Phänomen festgestellt haben, und die der Stäbchen entbehrenden Schildkrötenaugen sollen Dunkeladaptation aufweisen.

10. Die Theorien des Farbensehens

Die ältere +Young-Helmholtzsche Theorie+ nimmt im Sehnerven drei Faserarten an, deren Erregung die Rot-, Grün- und Violett- bzw. Blauempfindung vermittelt. Jeder Lichtreiz wirkt auf alle drei Fasern ein, erregt aber je nach seiner Wellenlänge eine der drei Fasern besonders lebhaft. Das langwellige Licht z. B. erregt gleichmäßig Rot-, Grün- und Blaufasern, am stärksten jedoch die Rotfasern, weshalb bei seiner Einwirkung Rot empfunden wird. So erklären sich sehr einfach die Gesetze der Farbenmischung. Um den Farbenkontrast verständlich zu machen, mußte Helmholtz, wie wir sahen, zu einer psychologischen Deutung greifen, die nicht allen Tatsachen gerecht wird. Das negative Nachbild rührt nach dieser Theorie von der Ermüdung her: Hat das Auge eine Zeitlang rot empfunden, so waren zwar alle drei Faserarten tätig, aber die am stärksten erregte Rotfaser wurde auch am meisten ermüdet. Wendet sich das Auge nun auf einen weißlichen Hintergrund, so ist die Grün- und die Violettfaser leistungsfähiger als die Rotfaser, weshalb ein komplementäres Grünblau gesehen wird. Allein von einer solchen Ermüdung kann nach neueren Untersuchungen nicht die Rede sein. Selbst nach zehnstündigem Aufenthalt im Hellen ist das Auge nicht merklich ermüdet. Und doch stellt sich der Kontrast schon nach kurzer Zeit ein.

Am wenigsten leistet die Helmholtzsche Theorie für die +Erklärung der Farbenblindheiten+. Man kann diese im allgemeinen zurückführen entweder auf eine anormale Absorption: wie beim Normalen eine gelbe Pigmentierung vor der Netzhaut liegt, so beim Anormalen eine andere Färbung, die gewisse Lichtstrahlen absorbiert; oder auf eine eigenartige Änderung der Netzhaut- bzw. der Nervenprozesse; oder auf den Ausfall bestimmter optischer Organe oder Funktionen. Ob eine anormale Pigmentierung vorliegt, wird sich im Einzelfall feststellen lassen. Die große Mehrzahl der Anomalien kann jedoch auf diese Weise nicht erklärt werden. Man hat somit entweder eine Änderung der Funktionsweise oder den Ausfall von Funktionen anzurufen. Vor der ersten Hypothese scheut jedoch ein streng wissenschaftliches Denken zurück, da mit der Einführung unkontrollierbarer neuer Faktoren schier alles erklärt werden kann. Wo immer sich darum eine organische Änderung nicht unmittelbar feststellen läßt, ist jene hypothetische Erklärung zu bevorzugen, welche die Anomalien mit dem Ausfall schon bekannter Faktoren zu deuten vermag. Dazu ist nun die Helmholtzsche Theorie nicht imstande, was hier jedoch im einzelnen nicht nachgewiesen werden kann. (Vgl. +Fröbes+ I, S. 87.) Ebensowenig vermag sie die Frage zu beantworten, warum die Farbenempfindungen stets paarweise einander zugeordnet sind.

Gerade von der paarweisen Gegensätzlichkeit der Farbenempfindungen nimmt die +Heringsche Theorie+ ihren Ausgang. Sie fordert drei Sehsubstanzen: eine Weiß-Schwarz-, eine Rot-Grün- und eine Blau-Gelbsubstanz. Reize, die auf diese Substanzen dissimilierend einwirken, verursachen die Weiß-, die Rot- und die Blauempfindung; assimilierend wirksame Reize hingegen rufen die Grün- und Gelbempfindung hervor. Auf die Weiß-Schwarzsubstanz wirken die äußeren Reize jedoch nur dissimilierend ein. Schwarz wird nur auf innere Reize hin empfunden. Jedes farbige Licht besitzt auch eine Weißvalenz. Beachtet man nun, daß die entgegengesetzten Prozesse der Dissimilation und Assimilation die Tendenz haben, nach Aufhören der Reize ineinander umzuschlagen, wie wir das schon an dem Bild des Manometers veranschaulicht haben, so ergibt sich eine befriedigende Deutung der wichtigsten Tatsachen. So versteht man leicht die Farbenmischung, das Bestehen von Komplementärfarben, deren Mischung Weiß als Restphänomen bestehen läßt, sowie die Wendepunkte in der Qualitätenreihe der Farben. Ebenso begreift sich, daß an der Peripherie der Netzhaut die Gegenfarben gleichzeitig verschwinden und bei der Intensitätssteigerung des äußeren farbigen Reizes auch paarweise in Weiß übergehen. Wird eine der Sehsubstanzen fortdauernd dissimiliert, so wird schließlich das dissimilierbare Material erschöpft, die betreffende Farbenempfindung verblaßt und nähert sich dem Grau (Lokaladaptation). Hört nun der äußere Reiz auf, so setzt von selbst der umgekehrte Prozeß ein, weshalb das negative Nachbild auftritt. Da aber durch die Dissimilation der Assimilationsstoff auch in der Nachbarschaft der erregten Netzhautstelle angehäuft wird und jede Anhäufung des Assimilationsmaterials den Assimilationsprozeß zur Folge hat -- Entsprechendes gilt von der Dissimilation --, so beginnt alsbald neben jeder gereizten Netzhautstelle der entgegengesetzte Prozeß, und wir erleben den Simultankontrast. Die Farbenblindheiten erklären sich nach dieser Theorie im großen und ganzen als Ausfallserscheinungen. Für gewisse Anomalien versagt indes die Heringsche Theorie. G. E. +Müller+ hat sie darum weiter ausgebaut, indem er außer antagonistischen Netzhautprozessen noch innere Nervenerregungen mit verschiedenen Valenzen annahm. (Vgl. +Fröbes+ I, 61 ff. u. 81 ff.)

Literatur

E. +Hering+, Grundzüge der Lehre vom Lichtsinne. Handbuch der ges. Augenheilkunde. 1905/13.

F. W. +Fröhlich+, Grundzüge einer Lehre vom Licht- und Farbensinn. 1921.

B. Die Gehörempfindungen

1. Qualitative Betrachtung der Gehörempfindungen

Als wesentlich anderer Bewußtseinsinhalt steht übergangslos neben den Farben das Reich der Schallwahrnehmungen. Wollen wir in ihm bis zu den Empfindungen mit der Analyse vordringen, so scheidet sich die Menge dieser Eindrücke leicht in zwei große Gruppen, in Klänge und Geräusche, die schon das vorwissenschaftliche Denken als musikalische und unmusikalische Eindrücke auseinanderhält. In der Analyse der Geräusche ist man noch nicht weit fortgeschritten. Man unterscheidet Momentan- und Dauergeräusche, schreibt ihnen die Eigenschaften der Stärke und Höhe zu, ist aber noch nicht imstande, endgültig zu entscheiden, ob das Geräusch stets ein zusammengesetzter Eindruck ist, oder ob es Geräusch+empfindungen+ gibt, und ob im ersteren Falle die Geräusche auf Töne zurückführbar sind. Man kann allerdings durch Häufung kurz dauernder Töne ein Geräusch erzeugen. Allein damit wird die Frage nicht entschieden, da die Verbindung solcher Empfindungen bzw. ihrer Reize möglicherweise einen ganz neuen und andersartigen Bewußtseinsinhalt bedingt. Eine Lösung dieser Frage kann nur durch den unmittelbaren Vergleich des Geräuscheindruckes mit den Tonwahrnehmungen angestrebt werden.

Bei den Klängen glaubt man jedoch sehr bald auf wahre Empfindungen zu stoßen, an denen sich nur noch die bekannten Eigenschaften der Höhe, der Stärke und der Klangfarbe beobachten ließen. Sieht man aber genauer zu, so findet man, daß die Verschiedenheit des a der Violine von dem a der Trompete, abgesehen von den Streich- und Blasegeräuschen, auch darauf beruht, daß sich mit dem a der Violine andere Teiltöne verbinden als mit dem der Trompete. Gelingt es, durch künstlich herbeigeführte Interferenzwirkungen diese Teiltöne auszuscheiden, so verschwindet auch die Klangfarbe als eine Empfindungseigenschaft, und es bleiben nur die beiden andern übrig. Davon ist die +Tonstärke+ leicht erfaßbar: das gleiche a einer Stimmgabel kann stärker und weniger stark ertönen. Die verschiedenen Stärkegrade sind in einer eindimensionalen Geraden adäquat darstellbar. Sehr viele Probleme birgt indes die zweite Eigenschaft der +Tonhöhe+, die noch keineswegs befriedigend zu lösen sind.

Vorab ist die Bezeichnung Tonhöhe für die rein psychologische Betrachtung hinderlich. Wir verbinden mit dem Wort „Höhe“ in der Regel den Begriff eines Maßes oder eines Vergleiches, Bewußtseinsinhalte, die, wie später zu zeigen ist, in den Bereich der Gedanken, nicht der Empfindungen gehören. Die Empfindung als solche liefert uns nur eine eigenartige Tonqualität, und wenn mehrere Töne nacheinander geboten werden, eine Anzahl in sich verschiedener Tonqualitäten. Von einem oben und unten, hoch und niedrig enthält die reine Empfindung nichts. Es fragt sich nun, ist diese Tonqualität ein Letztes, Einheitliches? Zur Beantwortung dieser Frage müssen wir die mannigfachen uns bekannten Töne nebeneinander halten. Da stoßen wir auf die mißliche Tatsache, daß die Sprache für das Reich der Töne keine Benennungen geschaffen hat außer allgemeinen, wenig zweckdienlichen wie „hoch“ und „niedrig“. Die Musik, nicht die Psychologie, hat sich zu helfen gesucht, indem sie aus der unübersehbaren Mannigfaltigkeit der Töne gewisse herausgriff und mit willkürlichen Namen a, b, c usw. belegte. Böte man nun einem normal hörenden, aber jede musikalische Erfahrung entbehrenden Menschen eine größere Anzahl solcher Töne in bunter Reihenfolge und ließe ihn eine Qualitätenreihe herstellen, wobei er die Töne, ähnlich wie zuvor die Farben, nach ihrer qualitativen Zusammengehörigkeit zu gruppieren hätte, so könnten wir wohl zwei Tatsachen feststellen: als zusammengehörig würden einmal jene Töne bezeichnet, wie sie auch von der Musik innerhalb der Tonleiter aneinander gereiht werden; zweitens verriete sich die Neigung, Töne als nächst ähnlich paarweise zusammenzufassen oder gar miteinander zu verwechseln, die in der Musik als Oktaven oder Quinten bekannt sind. Es ergibt sich somit die merkwürdige Erscheinung, daß derselbe Ton c′ sich von c in einer Hinsicht weiter entfernt hat als etwa a, in anderer Hinsicht dem Grundton c näher liegt als a. Es muß also die Tonqualität eine doppelte Seite aufweisen: eine, die sich gleichmäßig fortschreitend ändert, und eine, die nach dem Ausgangspunkt zurückstrebt. Eine räumliche Darstellung beider Tendenzen in ihrer Vereinigung böte etwa eine auf einem Zylinder aufgezeichnete Schraubenlinie. Dringlicher indes als eine räumliche Symbolisierung dieser Verhältnisse ist die psychologische Charakterisierung der beiden Seiten der sog. Tonhöhe. Man hat für die geradlinig fortschreitende den Ausdruck Höhe im engeren Sinne oder besser „Helligkeit“, für die periodisch wiederkehrende die Bezeichnung Qualität versucht. W. +Köhler+ machte auf die unverkennbare Ähnlichkeit aufmerksam, welche die verschiedenen Töne mit den Vokalen haben: die tiefen mit u, o, die hohen mit e, i und wollte die Töne allein durch ihre „Vokalität“ charakterisieren. Aber vielleicht ist es richtiger, die Vokale durch die Töne zu charakterisieren; erhalten sie ihren Charakter doch durch bestimmte Töne, die Formanten (+Stumpf+, Die Struktur der Vokale, 1918). Weil uns jedoch die Vokale geläufiger sind als die reinen Töne, hören wir in diese leichter Vokale hinein, als umgekehrt die Töne aus den Vokalen heraus. Auch ist mit der Vokalität die ganze Eigenart des Tones nicht erfaßt; namentlich die zwischen den Oktaven und Quinten zu dem Grundton bestehende Ähnlichkeit bleibt unberücksichtigt. Wie auf den Vokalcharakter so hat man auch auf den Raumcharakter der Töne hingewiesen: die tieferen Töne haben etwas Breites, Ausgedehntes, die höheren etwas Spitzes an sich.

Obwohl Qualität und Höhe sich verschieden verhalten, in pathologischen Fällen sogar getrennt voneinander auftreten sollen (G. +Révész+), sind sie doch keine selbständigen Bewußtseinsinhalte und darum auch nicht Empfindungen, sondern nur unselbständige Momente oder Seiten der Tonempfindungen, ebenso wie der Farbenton und die Helligkeit, die eine ungeteilte Farbenempfindung ausmachen. Wenn pathologisch in der Parakusie oder normal in den Regionen der tiefsten und höchsten Töne zwar das Steigen und Fallen noch erkannt wird, die Qualität hingegen unbestimmbar ist, so liegen ähnliche Verhältnisse vor wie bei der Farbenblindheit mit normaler Helligkeitsverteilung: es wird nicht die Helligkeit allein empfunden, sondern verbunden mit einer bestimmten, sich nahezu gleichbleibenden Qualität.

Die Qualitätenreihe der Töne, von der oben die Rede war, enthält eine überaus große Mannigfaltigkeit von unterscheidbaren Einzeltönen. Vergleicht man nun, von einem beliebigen Ton ausgehend, der Reihe nach die aufeinanderfolgenden Töne mit dem Ausgangston, so findet man, daß gewisse Töne so innig mit ihm verschmelzen, daß nur ein geübtes Ohr die Zweiheit der Töne bemerkt, während bei dem Zusammenklingen anderer die Zweiheit sofort hervortritt. Wir nennen nun den Tonabstand, bei dem die innigste Verschmelzung eintritt, der Musiklehre folgend, eine Oktav, den hinsichtlich des Verschmelzungsgrades nächstfolgenden eine Quint, der sich die Quart, die große Terz, die Sext, die Sekunde und die Septim anschließen. Der Zusammenklang der beiden letztgenannten Intervalle ist für uns unlustbetont; wir sprechen von Dissonanzen, während die erstgenannte Intervalle die wohlgefälligen Konsonanzen ergeben.

Wie bei der Besprechung der Konsonanz, so überschreiten wir nochmals das enge Gebiet der eigentlichen Empfindung, indem wir uns der +Klangfarbe+ zuwenden. Doch ist diese zweifache Gebietsüberschreitung hier berechtigt, weil wir durch sie die Tonempfindung selbst näher kennen lernen. +Helmholtz+ wies experimentell nach, daß mit den Tönen, die wir erzeugen, gewisse „Obertöne“ verbunden sind, und zwar gesellt sich für gewöhnlich der nächste Oktavton, die Quint von dieser Oktav, ferner die zweite Oktav usw. hinzu. Es sind immer nur ganz bestimmte Töne, die sich mit dem Grundton vereinigen, aber nicht alle Obertöne sind in jedem Falle vorhanden und nicht alle sind jedesmal in der nämlichen Stärke gegeben. Wegen dieser doppelten Variationsmöglichkeit klingen gleich hohe Töne auf verschiedenen Instrumenten ganz verschieden. Mit Hilfe der Helmholtzschen Resonatoren, metallener Hohlkugeln mit einer Öffnung zum Auffangen und einer kleineren zur Abgabe des Tones in den Gehörgang, lassen sich die Teiltöne aus dem Klangganzen heraushören. So gelangt man zu einer Charakteristik des einfachen Tones gegenüber dem zusammengesetzten Klang. Der einfache Ton ist angenehm, ohne Rauhigkeit, unkräftig, in der Tiefe weich und dumpf, in höheren Lagen hell und spitz. Der menschliche Mund beim Pfeifen und die Flöte der Orgel erzeugen Klänge, die dem einfachen Ton sehr nahestehen. Verbindet sich mit dem Grundton eine Anzahl niederer Obertöne, so ergibt sich ein reicher musikalischer Klang wie bei der offenen Orgelpfeife. Ungeradzahlige Teiltöne machen den Klang hohl und bei größerer Anzahl näselnd. Ist der Grundton zugleich der stärkste, so bezeichnen wir den Klang als voll, andernfalls als leer. Werden endlich die jenseits des sechsten liegenden Obertöne sehr intensiv, so erhalten wir den scharfen, rauhen Klang der Blechmusik.

2. Die Beziehung der Tonempfindungen zu den äußeren Reizen

Als allgemeiner Reiz für die Entstehung der Schallwahrnehmungen gelten schwingende Luftmassen. Dem einfachen Ton entspricht die einfache Sinusschwingung, und zwar wird die Gesamtqualität des Tones oder die Tonhöhe durch die Zahl der in einer Sekunde erfolgenden Schwingungen und die Intensität des Tones durch die Amplitude bedingt. Für die Intensitätsregel ist allerdings zu beachten, daß sie in dieser einfachen Form nur für Töne gleicher Höhe gilt. Denn die lebendige Kraft, von der die Stärke des Tones abhängt, richtet sich sowohl nach der Amplitude wie nach der Schwingungszahl; je größer diese ist, um so geringer kann jene sein. Darum klingt von zwei Tönen gleicher Amplitude der höhere lauter (+Helmholtz+), weshalb z. B. eine Piccoloflöte oder ein guter Sopran ein stark besetztes Orchester zu übertönen vermag.

Die Zahl der Luftschwingungen in der Sekunde bestimmt die Höhe des Tones. 435 Doppelschwingungen in der Sekunde ergeben z. B. den Wiener Kammerton a. Die Raschheit der Schwingungen muß nun so groß sein, daß auf eine Sekunde wenigstens 15 Schwingungen kommen, wenn überhaupt ein Ton gehört werden soll (+Ellis+). Als oberste Schwingungszahl, die auf uns noch den Eindruck eines Tones macht, gibt man 20000 (+König+) oder 50000 (+Edelmann+) Schwingungen an. Im Alter rücken diese Grenzen ein wenig zusammen (+Zwaardemaker+). Wenn nun als untere Grenze 15 Schwingungen für die Sekunde genannt werden, so ist damit nicht gesagt, daß tatsächlich wenigstens 15 Luftstöße unser Ohr treffen müßten, sondern es ist nur ausgesprochen, +mit welcher Geschwindigkeit+ diese Stöße einander zu folgen haben, damit überhaupt ein musikalischer oder doch ein akustischer Eindruck entsteht. Es genügen nach den neueren Untersuchungen in Wirklichkeit schon zwei aufeinanderfolgende Luftstöße zur Erzeugung einer Tonempfindung. Allerdings ist der Charakter dieser Tonempfindung noch nicht völlig bestimmt. Aber schon mit 16 Schwingungen ist der höchste Grad der Bestimmtheit erreicht. Eine ähnliche Feinheit zeigt das Ohr in dem mittleren Gebiet für die +Unterschiede der Geschwindigkeit+ der Luftstöße. Beträgt der Unterschied auch nur eine halbe Schwingung in der Sekunde, so wird der Ton als ein qualitativ anderer erkannt, wenngleich die Bestimmung seiner Höhe unsicher sein kann. Es lassen sich darum in einer mittleren Oktave über 1000 Töne unterscheiden. Bei etwa 40 Schwingungen irrt man allerdings um eine ganze Schwingung und an den oberen Grenzen vollends um Tausende bei der Bestimmung der Tonhöhen.

Höchst beachtenswert sind die Beziehungen, die zwischen den Schwingungszahlen jener Töne bestehen, die wir oben rein psychologisch als mehr oder weniger miteinander verschmelzend, mehr oder weniger konsonant herausgestellt haben. Die Schwingungszahl eines beliebigen Tones verhält sich zu der seiner Oktav, seiner Quint, seiner Quart, großen Terz, kleinen Terz usw. wie 1:2, 2:3, 3:4, 4:5, 5:6 usf. Ähnlich einfache Verhältnisse finden sich bei den Schwingungszahlen des Grundtones und der Obertöne. Diese verhalten sich der Reihe nach wie 1:2:3:4:5 usf. Aus solchen Tatsachen darf man jedoch nicht den Schluß ziehen, unser Ohr fasse diese eigenartigen Zahlenverhältnisse auf, oder ein konsonantes Intervall erscheine uns deshalb wohlgefällig, weil das Verhältnis der Schwingungszahlen ein sehr einfaches sei. In dem Bewußtsein des über die Tonreize nicht unterrichteten Menschen ist nichts vorhanden als der angenehme oder unangenehme Zusammenklang zweier Töne. Dagegen besitzt unser Ohr eine merkwürdige Fähigkeit, die kompliziertesten Luftwellen zu zerlegen. Ertönt eine Stimmgabel, so werden die benachbarten Luftteilchen in Transversalschwingungen versetzt, die sich geometrisch als einfache Sinusschwingungen nach ihren einzelnen Phasen wiedergeben lassen. Erklingt nun gleichzeitig eine zweite Stimmgabel, so erfassen die von ihr ausgehenden Stöße das nämliche Luftteilchen. Auch sie möchten ihm eine Sinusschwingung erteilen. Da es jedoch nunmehr beiden Antrieben folgen muß, so wird seine Bewegung eine sehr eigenartige, und das Kurvenbild der Totalbewegung wird ein recht kompliziertes, das mit der ursprünglichen Sinuskurve kaum noch eine Ähnlichkeit aufweist. Aber wie sich mathematisch jede Kurve in Sinuskurven zerlegen läßt (+Fourrier+ 1822), so wird auch der verwickelte Gesamtreiz im Ohr in seine einfachen Komponenten zerlegt. Und darum verschmelzen zwei gleichzeitig erklingende Töne nicht zu einem Mischton wie zwei Farben zu einer Mischfarbe verschmelzen, sondern jeder Ton bleibt für sich bestehen. Aus demselben Grunde macht es für das Hören keinen Unterschied, ob zwei Töne gleichzeitig oder nacheinander einsetzen, so sehr sich auch die entstehende Gesamtkurve infolge einer Phasenverschiebung verändert.

Man hat den der Tonempfindung bzw. dem musikalischen Eindruck zugehörigen Reiz vielfach als periodische Luftschwingung dem ein Geräusch verursachenden Reiz gegenübergestellt und diesen als unperiodischen gekennzeichnet. Drückt man aber eine Anzahl benachbarter Klaviertasten gleichzeitig nieder, so vernimmt man ein Geräusch, obwohl hier aus der Summe periodischer Teilreize wieder ein periodischer Gesamtreiz entstehen muß. Anderseits hört man beim Ausklingen einer Sirene zweifellos einen musikalischen Klang, und doch folgen sich hier nicht periodische Schwingungen, da die Reize sich beständig ändern. Man wird also den musikalischen Reiz als den einfacheren gegenüber dem sehr komplizierten Geräuschreiz zu betrachten haben, ohne vorerst eine scharfe Grenzlinie ziehen zu können.

Bevor wir nun die Theorie der Gehörempfindungen darstellen können, müssen wir noch zwei Tatsachengruppen besprechen, die über die Einzelempfindung hinausführen, die +Schwebungen+ und die +Kombinationstöne+. Erklingen zwei benachbarte Töne gleichzeitig, so bemerkt man rhythmische Intensitätsschwankungen: bei sehr nahe zusammenliegenden Tönen ein allmähliches Ab- und Zunehmen der Intensität, bei entfernteren vernimmt man abgegrenzte Stöße oder endlich ein verworrenes Schwirren. Zählt man ab, wieviele Schwebungen auf die Sekunde entfallen, so stellt sich heraus, daß die Zahl der Schwebungen gleich der Differenz der Schwingungszahlen der beiden Töne ist. Je näher also die Töne einander liegen, um so geringer ist die Zahl der Schwebungen. Schwebungen bei hohen und bei niederen Tönen unterscheiden sich durch die größere Rauhigkeit in den oberen Regionen. Merkwürdigerweise ruft auch ein kräftiger Oberton Schwebungen mit dem Grundton hervor, wodurch also ein neues, die Klangfarbe mitbestimmendes Element gegeben ist.

Die Erklärung der Schwebungen möchte man zunächst bei den äußeren Reizen suchen. Vereinigt man zwei wenig voneinander unterschiedene Sinuskurven, so ergibt sich eine neue Kurve, die periodisch ein Maximum und ein Minimum der Amplitude aufweist. Es wird also wirklich die Luftwelle durch Interferenz abwechselnd geschwächt und verstärkt. Allein diesem Deutungsversuch widerspricht die oben mitgeteilte Tatsache, daß das Ohr von der durch Kombination der Schwingungen entstandenen Form der Kurve unabhängig ist, da es aus dieser die ursprünglichen Komponenten herausanalysiert. Somit müssen die Schwebungen im Ohr selbst entstehen. Die Theorie der Gehörempfindungen hat dies verständlich zu machen.

In eigenartiger Weise geht unser Sinnesorgan über die objektiv vorhandenen Reize hinaus und bleibt doch wiederum in streng gesetzmäßiger Beziehung zu den Reizen bei den sogenannten +Kombinationstönen+. Wird gleichzeitig ein hoher (h) und ein tiefer (t) Ton geboten, so hört man unter Umständen noch einen dritten Ton von der Schwingungszahl h−t, den +Differenzton+. Außerdem ist ein Ton von der Schwingungszahl h+t vernehmbar, der +Summationston+. Sorgfältige Beobachtungen ergaben nun, daß sich zwischen dem Ton t und dem tieferen Differenzton h−t ein neuer Differenzton bildet von der Schwingungszahl t−(h−t) = 2t−h. Man nennt ihn den zweiten Differenzton. Wie man sieht, lassen sich nach diesem Prinzip noch eine Reihe anderer Kombinationstöne rein rechnerisch ableiten. Man will sie zum Teil auch beobachtet haben. Von größerer Bedeutung sind indes nur die drei genannten Kombinationstöne. Zu ihrer einwandfreien Feststellung hat namentlich +Stumpf+ eine exakte Methode ausgearbeitet, auf die wegen ihrer vorbildlichen Sorgfalt hier wenigstens aufmerksam gemacht sei. (Stumpf, Beobachtungen über Kombinationstöne ZPs. 55 [1910], S. 1 ff.)

Die Kombinationstöne, von denen hier die Rede ist, lassen sich nicht aus äußeren Reizen erklären, die sich etwa infolge des Zusammenwirkens zweier Schallquellen bilden. Eine derartige Entstehung eines neuen objektiven Reizes ist allerdings möglich, z. B. wenn man zwei Stimmgabeln auf einer gemeinsamen Unterlage befestigt oder wenn im Harmonium zwei Pfeifen von einer gemeinsamen Windlade aus gespeist werden. Die so entstehenden Kombinationstöne verlangen keine weitere psychologische oder physiologische Erklärung. Sie sind daran als objektive Töne zu erkennen, daß sie durch einen Helmholtzschen Resonator verstärkt werden, während der subjektive Kombinationston gleich laut bleibt. Sind aber die Schallquellen sorgfältig getrennt, so kann sich ein neuer äußerer Reiz nicht bilden, es sei denn, man setze besonders empfindliche und geeignete elastische Körper beiden Reizen aus. So fand man, daß auch bei getrennten Schallquellen empfindliche Flammen, Telephonplatten und Membranen nach dem Muster des Trommelfelles mit dem Kombinationston reagieren. Die Vermutung ist darum berechtigt, daß die Kombinationstöne auf die nämliche Weise im Trommelfell entstehen. Wenn man nun auch nach Wegfall des Trommelfelles Kombinationstöne gehört hat, so könnten sie in einer andern Membran des Mittelohres, etwa in dem runden Fenster am Eingang der Schnecke, erzeugt worden sein.

3. Die Theorie der Gehörempfindung

Der äußere Gehörgang wird von dem Trommelfell, einer schräg verlaufenden, trichterförmig nach innen eingezogenen Membran abgeschlossen. Wie physikalische Untersuchungen lehren, sind Membranen dieser Bauart am geeignetsten, die verschiedenartigsten Schwingungen der umgebenden Medien aufzunehmen, ohne zu sehr in Eigenschwingungen zu geraten, wodurch sie zur getreuen Vermittlung der fremden Schwingungen untauglich würden. Innen liegt dem Trommelfell der Hammer an, der einerseits dessen Eigenschwingungen zu dämpfen, anderseits die dem Trommelfell von außen erteilten Schwingungen vermittels der beiden andern Gehörknöchelchen, des Amboß und des Steigbügels, auf die Membran des zum Vorhof führenden ovalen Fensters zu übertragen hat (Fig. 3). Das innere Ohr ist mit einer Flüssigkeit erfüllt. Somit erzeugen die Schwingungen am ovalen Fenster Flüssigkeitswellen, die sich durch das ganze innere Ohr und namentlich durch die Schnecke fortpflanzen. Dort teilen sie sich der mit Endolymphe angefüllten häutigen Schnecke mit und erregen deren Grundmembran, auf welcher der Hörnerv endigt. Die Grundmembran enthält etwa 20000 straff gespannte, zur Schneckenspindel radiär verlaufende Fasern, deren Länge nach der Schneckenspitze hin zunimmt.

[Illustration: Fig. 3. Schema des Gehörorgans (nach _Nagel_). 1. der Hörnerv. 3. Utriculus. 4. ein Bogengang. 5. Sacculus. 10. das knöcherne Labyrinth. 11. das Felsenbein. 12. das ovale, 13. das runde Fenster. 15, 16. der äussere Gehörgang. 17. das Trommelfell. 18-20. Hammer, Amboß, Steigbügel. 21-23. Paukenhöhle und Eustachische Röhre.

Aus _Nagel_, Handbuch der Physiologie des Menschen III, 2 S. 542. Braunschweig, _Vieweg & Sohn_.]