Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Во время экспедиции к поющим дюнам я столкнулся с очень редким явлением – полной тишиной. Палящий летний зной отпугнул туристов, и мы с Дайаной Хоуп и помощниками остались одни. Наш лагерь располагался у подножия дюн в пустынной, поросшей кустарником долине, с гранитными холмами позади. В небе практически не было самолетов, а издалека лишь изредка доносился шум проезжавшего автомобиля или железнодорожного состава. Просто идеальные условия для измерений. Отсутствие шума означало, что повторных записей не потребуется. Однако почти весь день дул сильный ветер, свистевший в ушах. Но на закате и ранним утром ветер стихал и становилось тихо. За ночь тишина нарушилась всего один раз, когда стая койотов завыла, словно души некрещеных младенцев, раздражая меня довольно неприятными звуками.

Рано утром второго дня я поднялся на дюну и ждал, пока Дайана установит оборудование. Поскольку она отошла довольно далеко, я воспользовался возможностью насладиться настоящей тишиной. Наш слух чрезвычайно чувствителен. Воспринимая самый тихий шепот, крошечные косточки в среднем ухе, которые передают звук от барабанной перепонки во внутреннее ухо, колеблются с амплитудой, не превышающей одну тысячную диаметра атома водорода[347]. Даже в тишине слабые колебания молекул передают движение к разным частям звукового аппарата. Эти постоянные колебания никак не связаны со звуком; они являются следствием хаотичного движения молекул. Будь человеческое ухо еще чувствительнее, оно слышало бы не большее количество звуков снаружи, а постоянное шипение, генерируемое тепловым возбуждением барабанной перепонки, стремечка в среднем ухе и волосковых клеток в улитке уха.

Среди дюн мое ухо уловило высокочастотный звук. Он был едва слышен, но я начал беспокоиться, что этот звон в ушах – признак повреждения слуха, возможно вызванный слишком громкой игрой на саксофоне. Врачи определяют звон в ушах как восприятие звука в отсутствие внешнего источника. От 5 до 15 % населения постоянно слышат звон в ушах, а у 1–3 % это приводит к бессоннице, снижению производительности и стрессу[348].

В теориях, объясняющих звон в ушах, недостатка нет, но большинство специалистов полагают, что он вызван некой перестройкой нейронов в ответ на ослабление внешних звуков. Волосковые клетки внутреннего уха преобразуют колебания в электрические сигналы, которые затем по слуховому нерву передаются в мозг. Но это не улица с односторонним движением; электрические импульсы идут в обоих направлениях – мозг посылает сигналы внутреннему уху, изменяя его отклик. В тихом месте или при повреждении слухового аппарата слуховые нейроны в стволе мозга повышают усиление сигналов от слухового нерва, чтобы компенсировать недостаток внешних звуков. Возникает и нежелательный побочный эффект – усиливается случайная активность в волокнах слухового нерва, что приводит к появлению нейронного шума, который воспринимается как свист, шипение или гудение[349]. Возможно, звуки, которые я слышал среди дюн, были звуком бездействующего мозга, тщетно искавшего внешние звуки. Но я заметил, что высокочастотный свист был слышен не всегда – возможно, это признак того, что мой мозг через некоторое время привык к этому шуму.

Рис. 7.1. Безэховая камера в Солфордском университете

Тишина в дюнах непостоянна, но в моем университете есть безэховая камера – комната, обеспечивающая неизменную, гарантированную тишину, которая не прерывается ветром, животными или человеком (рис. 7.1). Безэховая камера неизменно производит сильное впечатление на посетителей, хотя вход в нее ничем не примечателен и утилитарен. Рядом со входом они видят пыльные металлические эстакады, а в соседней лаборатории громко шумят строители, возводящие стены. Эти стены предназначены для проверки звукоизоляции. Вход в безэховую камеру преграждает массивная металлическая дверь серого цвета. На самом деле, чтобы попасть в камеру, вам предстоит пройти через три двери, потому что это комната внутри комнаты. Внутреннее помещение изолируют от внешних звуков несколько толстых стен. Подобно современным концертным залам, камера установлена на амортизаторах, чтобы в нее не проникали вибрации.

Сама камера размером похожа на большой кабинет. Те, кто оказывается в ней впервые, обычно передвигаются с опаской – не в последнюю очередь из-за сетчатого пола, похожего на туго натянутый батут. Приводя сюда посетителей, я обычно ненадолго умолкаю, с удовольствием наблюдая за их лицами, по мере того как они привыкают к этому необычно тихому месту.