音乐养声 | 嗓音是怎样产生的？

能够发出有语义的、富有变化的嗓音是人类区别于动物的显著特征。在人体这部奇妙的机器里，究竟嗓音是怎样被产生出来的，都有哪些器官参与了这个过程，又是如何参与的呢？概括来说，发声时，有几个部分的组织器官参与其中，其一就是高级中枢系统的调控，上一期我们系统论述了发声和大脑的关系，在大脑这个总指挥的组织协调下，多个器官、神经、肌肉参与语音产生的过程，所以，第一个层次就是神经系统。其二，发声是一个能量消耗的过程，我们都知道话说多了也会累。能量从哪来呢？来自于呼吸系统，包括肺、气管、呼吸肌、胸廓等。呼吸系统是动力器官，负责提供气流，从而振动声带产生声音。其三，就是振动器官，我在第一讲的嗓音物理特性里提到，嗓音也是一种声波，需要物体的振动产生，在人体而言，这个振动体就是声带，长在我们喉腔里的两片小小的组织。是不是声带振动就可以说话了呢？不是的，声带振动产生的喉基音是单调乏味的，需经共鸣腔的作用使声音得到增强，并形成具有一定音调、音强和音色。共鸣腔包括胸腔、咽腔、口腔、鼻腔及鼻窦，这就是第三部分，共鸣器官。那么不同的语言如汉语和英语发音差别很大，同一种语言在不同地域也有自己的方言，这又是怎么产生的呢？这就是构音器官，包括唇、舌、齿、腭及下颌等，这些器官的不同位置，产生不同的音素。如“吃”这个音要把舌头卷起来，而“呲”这个音气流要经过牙齿的摩擦。综上可见，发出有语音语义的嗓音是十分复杂的过程，有赖于动力器官、振动器官、共鸣及构音器官在神经系统协同下才能完成。下面我们分别介绍一下。

一、动力器官——呼吸系统
呼吸是发声的动力，它来源于肺和有关的呼吸肌群。呼吸提供了自下而上的压力（叫声门下压），推动声带振动发声。在平静状态下呼吸有胸式呼吸和腹式呼吸。由肋间肌舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动，称为胸式呼吸。由膈肌舒缩引起呼吸运动伴以腹壁的起伏的呼吸称为腹式呼吸。平静呼吸时，腹式呼吸和胸式呼吸常同时存在，称为胸腹式呼吸。平静呼吸是一种反射性的生理活动，根据需要自动变化呼吸的深度和节律，吸气和呼气时间分别约占呼吸时间的40%和60%。发声时，主要在呼气是发出声音，吸气和呼气时间明显变化，分别约占呼吸时间的l0%和90%。吸气变得迅速、短促和无声，只是在为发声时的呼气做准备。为吸入更多空气，说话时除膈肌、肋间肌以外，更多的辅助呼吸肌都参与进来。影响呼气时间长短的因素除肺活量之外，主要是由胸腹部肌群的张力和力量来确定。　　

在正常放松呼吸时，我们只利用了肺活量的l0%；普通说话过程中，约用了25%的肺活量；大声说话时，约用了40%的肺活量；在表达比较激动的语句时，可达到40%-80%的肺活量。由此可见，肺活量对于发声是有足够储备的。因此肺部病变导致的肺活量下降一般不会引起发声障碍。在一些功能性发声障碍，由于用声方法不正确，不能正确运用气流，从而浪费了气流产生的能量，导致发声费力易疲劳。严重听力下降者，由于缺少听觉对声音的监控和反馈作用，也会出现不能很好地控制呼吸和声道气流的情况。

二、振动器官——声带
发声系统的振动器官是位于喉部的声带。声带振动产生的基音是人类进行言语交流的基础。声带组织的解剖结构在前面已经做了详细的介绍。声音是由声带前2／3的膜部振动产生，后1／3的软骨部只对发声起支持作用。声带的分层结构是其振动的生理学基础。根据生物力学特点，将声带分为3个功能解剖层：一是被覆层(cover)，由黏膜上皮层与固有层浅层构成，柔软且易于移动；二是声韧带(ligament vocal)，由固有层中层与深层构成，移动度较小，能纵向稳定声带的振动。三是体层(body)，由甲杓肌构成，移动度最小，主要是保持声带在振动时的稳定。易于移动被覆层在相对固定的体层上波浪样的运动，即形成粘膜波。声带振动时最容易损伤被覆层。充血、水肿、出血及声带的良性病变等病理改变主要发生此层。　　

声带振动不是在一个平面上的简单运动，而是在多个方向上的三维运动，既有轻微的开闭运动，又有垂直和水平方向的黏膜波动。声带的振动机制还不完全清楚，学说众多，其中较普遍接受的是肌弹力气流动力学理论。这种理论认为：当声带闭合时，声门下压增加，当压力达到一定程度后，声门被冲开，气流通过声门，使声带发生振动。在声门被冲开的瞬间，声门下开始有黏膜移动，似波浪状，向上、向外移动，绕到声带上面，此为声门的开放相。声门开放后，根据Bernoulli效应，在声门开放时，由于气流快速通过声门，将在声门区形成瞬间负压，声带被吸向内，闭合相开始。闭合相时黏膜向下向内移动，当向下向内移动到双侧声带相互接触时，声门闭合，此为闭合相，声门下压再次升高，声门再次被冲开。如此反复循环，形成声门的开闭运动及声带振动，发出声音（见图）。肌弹力气流动力学理论的核心是气流动力决定振动周期。正常情况下，双侧声带以极高的同步方式振动。当两侧声带存在有明显的差异时，包括质量、张力、位置和形态等方面的不一致，如一侧声带息肉、水肿、麻痹等。双侧声带振动不同步，将产生声音嘶哑。

图1 声带振动周期

三、共鸣器官——腔体
共鸣腔由胸腔（包括气管、支气管和肺）、喉腔、咽腔、口腔、鼻腔和鼻窦组成。共鸣腔有不同的分类方法。按音调高低，可以分为（1）头腔共鸣：包括鼻咽腔、鼻腔与鼻窦，对高音产生共鸣。音色明亮，华丽具有穿透力。(2)口腔共鸣：包括口腔、口咽腔和喉腔，对中音产生共鸣。(3)胸腔共鸣包括气管、支气管与肺，对低音产生共鸣，使声音浑圆、丰满、结实。按照共鸣腔的可调性，分为由软组织围成的可调节共鸣腔：如口腔、咽腔和喉腔；和由骨性结构围成的不可调性共鸣腔，如鼻窦、鼻腔。来自喉部的声音使共鸣腔中的空气产生振动，将喉基音中的一些音放大强化，并产生一系列的泛音，与声带振动产生的基音组成复音，使得声音丰满、悦耳、动听。通过调节共鸣腔的长度、形状、张力，使声音根据表达的需要产生不同的声音效果。由于每个人的声带、共振系统的自然结构不同，肌肉调节能力的差异以及对共振系统运用技巧上的差异，从而形成千差万别的嗓音，使每个人具有独特的嗓音。  

与乐器相比，人类声音共鸣器的显著特点是共鸣腔的形状和截面积是可变的。声道的调整性变化，可使声带发出的基音中的各泛音成分受到不同的作用：发低音时声道拉长，低泛音成分扩大；发高音时声道缩短，高泛音成分扩大。这样使人的言语声音表现出不同的色彩，有时嘹亮清脆，有时雄伟粗犷。鼻咽能吸收一定的声音，如果软腭功能障碍，导致鼻咽开放，气流从鼻腔溢出，则出现开放性鼻音。　　

构音系统包括口腔、舌、腭、齿、唇、颊。作用是产生清晰的言语。通过调节构音器官的相互位置，改变口腔形态和大小，影响声道气流，发出元音和辅音。元音是声带振动，只通过改变口腔形状而不与构音器官摩擦产生的。辅音是声带振动的基音与不同部位的构音器官摩擦产生，分为唇辅音、齿辅音、腭辅音、喉辅音等。 

                           文 | 黄冬雁