Тревор Кокс - Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Акустический анализ очень важен для понимания того, как наши предки могли использовать эти древние сооружения. В эпоху неолита звук имел гораздо большее значение, чем сегодня. До изобретения письменности способность слушать речь другого человека, усваивать и передавать другим ее смысл — чрезвычайно ценный навык. Острый слух позволял избежать встречи с хищником, отразить нападение врагов, преследовать животных во время охоты. Поэтому без исследования акустических свойств древних памятников рассказ о них был бы неполным. Нам нужно абстрагироваться от доминирования визуальной информации в современном мире и использовать другие органы чувств: слух, обоняние и осязание.

Наиболее очевидный исходный пункт изучения древних памятников — это театр в Эпидавре, считающийся шедевром древнегреческой архитектуры. Вот как описывал его один из путешественников в 1839 г.:

Я прекрасно представляю высочайшее удовлетворение, с которым грек в тени внушительной горы внимал строкам Еврипида или Софокла, исполненный энтузиазма и страсти, восхищенный глубокой трагедией. Какие искренние возгласы, какие крики одобрения оглашали это безлюдное место, какие вспышки радости и печали отражались от этих безмолвных скамей! [68]

Театр представляет собой огромную, почти полукруглую террасу из серых каменных скамей на крутом склоне горы перед круглой сценой. Даже сегодня экскурсоводы с удовольствием демонстрируют его «идеальную» акустику, когда в верхних рядах громадного амфитеатра из мраморных сидений слышно, как на сцене роняют заколку. «Немногие акустические явления окружены такими мифами, как древнегреческий театр, — писал акустик Майкл Баррон. — Кое-кто считает, что греки обладали глубокими знаниями в области акустики, ставящими в тупик современную науку» [69]. К сожалению, не сохранилось никаких документов, раскрывающих знания древних греков. Но до нас все же дошли немногочисленные письменные свидетельства — Витрувий, один из военных инженеров Юлия Цезаря, в период с 27 по 23 г. до н. э. много писал об устройстве греческих и римских театров [70]. Удивительно то, что главное место он отводит хорошей акустике, проявляя гораздо меньше интереса к внешнему виду.

Витрувий излагает простые принципы проектирования, применимые и сегодня. В греческих театрах публика максимально приближена к сцене, чтобы зрители могли отчетливо слышать актеров. Вот почему ряды сидений располагаются полукругом. Тем не менее зрители, сидящие по краям амфитеатра в Эпидавре, слышали хуже — голос естественным образом направлялся вперед [71]. Поэтому боковые места предназначались для иностранцев, опоздавших и женщин — это был древний эквивалент дешевой галерки [72].

Древние театры строились в очень тихих местах, чтобы нежелательный шум не заглушал голоса актеров. При проектировании учитывалось отражение звука, в том числе от круглого пола сцены и декораций. Все эти отражения усиливали речь актера на сцене. Как писал римский ученый Плиний Старший, «почему хор хуже слышен, когда орхестра [пол сцены] покрыта соломой? Потому ли, что голос, падающий на негладкую поверхность, теряет целостность и становится тише?.. Точно так же свет кажется ярче на гладкой поверхности, потому что ему не мешают никакие препятствия» [73]. Вероятно, солома поглощала, а не рассеивала звук. Замечание Плиния Старшего справедливо и для современных домов, которые стали более звучными, когда в моду вошел деревянный пол, вытеснив ковровое покрытие.

Сами древние театры представляют убедительные археологические свидетельства эмпирического, путем проб и ошибок, достижения хорошей акустики [74]. Но мы не находим никаких указаний на нечто подобное современным научным знаниям. Барри Блессер и Линда-Рут Солтер так писали о Витрувии: «Хотя некоторые из его догадок подтверждены современной наукой, другие оказались вздором» [75]. К его сомнительным идеям относится предположение, что несколько больших ваз, установленных вокруг театра, усилят голос актера [76]. Вот отрывок из работы Витрувия: «По такому расчету голос, растекаясь со сцены, как из центра, распространяясь кругами и ударяясь о полости отдельных сосудов, достигнет большей звучности и будет благодаря согласию звуков вызывать должное ответное созвучие» [77].

Хорошо, если бы инженерно-акустические решения были такими простыми и дешевыми. К сожалению, вазы практически не оказали бы влияния на акустику. Подуйте в горлышко большой пивной бутылки или, что будет более аутентичным, большого римского кувшина для вина (скажем, высотой 40 сантиметров), и вы услышите низкое раскатистое гудение. Такова резонансная частота воздуха, заключенного в объеме кувшина. У каждого предмета есть частота, на которой он предпочитает вибрировать: щелкните пальцем по бокалу для шампанского, и вы услышите характерный звон — это естественная резонансная частота стекла. Но если в Эпидавре вы поставите на пол рядом с собой кувшин для вина, ничего не изменится. Энергия, необходимая для того, чтобы воздух в кувшине стал вибрировать, рассеется внутри кувшина. Когда вы проходите мимо пустых бутылок в пабе, звук не меняется.

Интересно, что резонирующие вазы можно найти приблизительно в 200 церквях и мечетях, построенных в период с XI по XVI в. в Европе и в Западной Азии. Вазы имеют длину от 20 до 50 сантиметров, а диаметр отверстия — от 2 до 15 сантиметров. К сожалению, не сохранилось письменных документов, объясняющих назначение этих сосудов. В мечети Сулеймание в Стамбуле можно увидеть кольцо из шестидесяти четырех маленьких черных кругов прямо под резным потолком купола; это отверстия резонаторов [78]. В алтаре церкви Святого Андрея в английском Лиддингтоне под потолком расположены одиннадцать сосудов — шесть в северной стене и пять в южной [79]. В церкви Святого Николая в Фамагусте на Северном Кипре видны отверстия, ведущие к замурованным в стене сосудам и трубам. Тем не менее научные исследования показали, что эти устройства бесполезны [80]. Естественные резонансные частоты кувшинов не совпадают с частотами речи или пения, и для создания ощутимого эффекта потребовались бы сотни сосудов.

Вероятно, подобные мифы возникают и поддерживаются, потому что звук нельзя наблюдать и причина акустического эффекта не всегда очевидна. До появления в XX в. электронного оборудования для записи и анализа звука было невозможно рассчитать такое сложное звуковое поле, как церковь. Выдающийся специалист в области архитектурной акустики Лео Беранек записал некоторые мифы, касающиеся звука [81]. Мне больше всего нравится история о разбитых винных бутылках, найденных под сценой, на чердаке, в стенах и укромных уголках лучших в Европе концертных залов. Неужели эти предметы — свидетельства древнего метода улучшения акустики? Нет, это всего лишь свидетельства пьянства строительных рабочих.