Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Если писателю требуются эпитеты для описания звука приливной волны, ему стоит обратить внимание на стихотворение английского поэта-романтика Роберта Саути «Лодорский водопад» (The Cataract of Lodore). Для описания Лодорского водопада в английском Озерном крае в стихотворении, сочиненном в начале XIX в., используется такой прием, как звукоподражание. Длиной более ста строк, оно, вероятно, включает весь возможный набор деепричастий для описания движущейся воды: «Кипя, / Шипя, / Журча, / Ворча… Мелькая, шурша…»[306] Но вода разговаривает с нами не только с помощью водопадов и довольно редких приливных волн; мы получаем огромное удовольствие от тихих и умиротворяющих звуков, таких как журчание ручья. Примечательно, что и в ревущей приливной волне, и в неспешно струящемся ручье крошечные пузырьки воздуха создают звук на частотах, к которым наш слух наиболее чувствителен. Похоже, физика полностью соответствует романтической поэзии Саути. Но, возможно, это не просто совпадение. Быть может, наш слух в процессе эволюции сформировался для того, чтобы различать частоты, издаваемые движущейся водой. В конце концов, если бы наш слух работал в другом частотном диапазоне, мы не слышали бы воду – вещество, необходимое для выживания.

Частота плеска падающей в воду капли может быть вычислена по радиусу формирующегося воздушного пузырька. Существует также математическая зависимость между размерами и частотой звучания замерзшей воды. Во время нашей поездки в Исландию мы с женой побывали на южном побережье, где от ледника Брейдамеркурйокудль откалываются айсберги и уплывают в лагуну Йокулсалон. Глыбы неправильной формы, яркий голубой цвет которых кажется неестественным, разламываются и дрейфуют к морю или выбрасываются волнами на черные вулканические пляжи. Туристы ненадолго останавливаются в этом месте, фотографируют или садятся в лодку, чтобы рассмотреть айсберги вблизи, а затем едут дальше по кольцевой дороге. Мы решили разбить лагерь на берегу лагуны. Ночью, когда стих шум от машин и лодок, мы слушали мелодичный перезвон. Маленькие обломки льда слегка покачивались на плещущих волнах, ударялись друг о друга и исполняли ритмичную музыку, напоминающую звон бубенцов.

Частота звука зависит от размера льдинок, что демонстрирует норвежский барабанщик и композитор Терье Исунгсет с помощью своего ледяного ксилофона. Через много лет после путешествия в Исландию я отправился в Королевский Северный колледж музыки в английском Манчестере, чтобы послушать инструменты, названные Исунгсетом «единственными, которые можно выпить после того, как сыграешь на них»[307]. Этот музыкант с внешностью норвежского викинга и с густыми всклокоченными волосами во время концерта одет в парку. Волнующие звуки его музыки напомнили мне о путешествии в Норвегию.

На концерте было холодно – как скандинавским летом. Даже если принять все меры предосторожности, музыкальные инструменты быстро таяли. Ассистент в толстой зимней куртке и перчатках выносит ледяную трубу или пластины ксилофона. После окончания концерта он быстро заворачивает инструменты и уносит их в морозилку.

Ледяная труба звучит громко. Мундштук у нее не изо льда, чтобы губы Терье не примерзали к инструменту. У трубы простой звук, как у охотничьего рожка, и я вспоминаю о морских раковинах, которые я однажды слышал в Мадриде. С точки зрения акустики материал духового инструмента не имеет значения – необходимо только, чтобы он был твердым, о чем говорилось в главе 4. Раковина, рог и лед – разные материалы, но для звуковой волны, распространяющейся по каналу инструмента, они совершенно одинаковы, то есть воздухонепроницаемы. Значение имеет размер канала и движение губ музыканта. Научные измерения показали, что морские раковины характеризуются экспоненциальным распределением частот как у валторны, что создает характерный тембр, помогает усиливать и излучать звук[308]. Думаю, ледяная труба использует тот же принцип.

У ксилофона было пять пластин на ледяной раме, и излучаемые ими частоты определялись их размерами. Пластины вырезали изо льда норвежского озера с помощью цепочной пилы, тщательно обработали, а затем доставили в Англию. В отличие от трубы материал ксилофона очень важен, поскольку лед активно вибрирует. Колебания пластины передаются молекулам воздуха, создавая звуковые волны, которые по воздуху передаются слушателям. Воздух в раме также резонирует, усиливая колебания воздуха в зале и увеличивая громкость звука.