Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Шепчущие галереи восхищали многих знаменитых ученых, в том числе королевского астронома Джорджа Эйри, прославившегося работами по планетарной астрономии и оптике. В 1871 г. он опубликовал теорию, объясняющую, что происходит в шепчущих галереях, но применима она была только к помещениям в форме идеальной сферы, таким как «Маппариум». Лауреат Нобелевской премии по физике лорд Рэлей также интересовался этой проблемой, отмечая, что для собора Святого Павла «объяснение Эйри неверно». Для доказательства этого утверждения Рэлей построил масштабную модель шепчущей галереи из полукруглой полосы цинка длиной 3,6 метра[284]. С помощью манка он получал высокий звук, который распространялся вдоль внутренней поверхности металлической полосы; звук у другого конца был настолько силен, что заставлял дрожать пламя свечи. Но, если поперек внутренней поверхности цинковой полосы устанавливали барьер, пламя оставалось неподвижным. Такой результат свидетельствовал о том, что звуковые волны прижимаются к внутренней поверхности изогнутой полосы.

Тот факт, что звук прижимается к внутренней поверхности галереи и скользит по ней, – любопытное научное открытие, но само по себе оно не объясняет удивительный эффект шепчущей галереи. Посетители часто слышат странные звуки, о чем в 1922 г. писал Ч. В. Раман:

В ответ на обычный разговор от стен отражаются странные звуки и передразнивающий шепот. На громкий смех откликается десяток друзей, притаившихся за штукатуркой. Тихий шепот доносится со всех сторон, а разговаривать можно, находясь на противоположных концах купола, тихим голосом, просто обращаясь к стене, из которой также исходит голос собеседника[285].

Звук, прижимающийся к стене, создает акустическую иллюзию, поскольку он громче, чем ожидаемый. Кроме того, и тот, кто шепчет, и тот, кто слушает, должны стоять близко к стене. Если отодвинуться от стены, громкость звука резко уменьшается. Когда мозг пытается определить расстояние от источника, он ориентируется на громкость. Обычно шепот слышен в непосредственной близости от собеседника. Более того, при слабом движении головы громкость быстро уменьшается только тогда, когда источник звука находится близко. Мозг неверно интерпретирует быстрое затухание шепота, когда ухо удаляется от стены, и делает вывод, что источник находится в самой стене.

Раман получил Нобелевскую премию за исследование рассеивания света, однако он также много времени посвятил акустике. В начале XX в. он описал пять разных шепчущих галерей в Индии, в том числе громадный мавзолей XVII в. Гол-Гумбаз в Биджапуре. Снаружи Гол-Гумбаз – это внушительное здание, свидетельствующее о могуществе династии Адил-шаха, резко выделяющееся на фоне окружающей равнины. Оно похоже на гигантский куб с тонкими восьмиугольными башенками по углам и увенчано громадным куполом диаметром почти 38 метров, который приподнят над землей на 30 метров. Вот как описывает это место инженер-акустик Арьен ван дер Шот:

Внутреннее пространство довольно скромное, но вскоре забываешь об этом, пораженный акустикой, которая проявляет себя при малейшем звуке. Реверберация в Гол-Гумбазе производит такое сильное впечатление, что жители Индии добираются сюда не один день, чтобы только услышать ее. А когда прибывают на место, видят внутри сотню людей, кричащих во все горло[286].

Все это напоминает толпу у бассейна – дети радуются, крича и слушая, как многократно отражается их голос. Ван дер Шот выполнил акустические измерения, испытав редкое удовольствие от пребывания в пустом мавзолее. «Нам потребовалось два года, чтобы получить необходимые разрешения и на пару часов освободить это место. Толпу людей задержали у ворот, и мы могли в тишине работать в этой удивительной шепчущей галерее, где в ответ на шепот можно сосчитать до 10 отражений»[287].