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

Рис. 8.8. «Кортиев орган»

Конструкция скульптуры опирается на область знания, которая возникла как следствие еще одного произведения искусства. В 1977 г. в Мадриде был установлен «Орган» работы Эусебио Семпере — большой круг из вертикальных стальных цилиндров. Но лишь в 1990-х гг. измерения, проведенные Франсиско Месегером и его коллегами из Института материаловедения в Мадриде, показали, что эта минималистская скульптура изменяет звук. Сфера интересов Месегера — фотонные кристаллы, крошечные структуры, изменяющие характеристики света. Если направить белый свет на такой кристалл, то некоторые цвета спектра останутся внутри и не пройдут сквозь него. Если вы возьмете павлинье перо и покрутите в руках, то увидите, как меняется его цвет. В природе самые яркие цвета, например на крыльях бабочек, на теле кальмара или на перьях колибри, получаются с помощью фотонных кристаллов, а не пигментов.

После беседы со специалистом по акустике Хайме Линаресом Месегер понял, что если фотонные структуры увеличить, то получится звуковой кристалл, не пропускающий звуки определенной частоты. В 2011 г. я показал, что звуковые кристаллы также интенсивно отражают некоторые частоты — эффект, похожий на переливчатость крыльев бабочки (к сожалению, он делает звук неприятным) [393]. Размеры «Органа» прекрасно подходили для того, чтобы Месегер и Линарес могли проверить свое предположение: 4 метра в диаметре, с расстоянием между цилиндрами около 10 сантиметров [394].

С одной стороны скульптуры Месегер установил динамик, создающий шум. Микрофон на противоположной стороне подтвердил гипотезу ученых: обнаружились запрещенные зоны, то есть частоты, которые не могли пройти сквозь лес цилиндров. Причиной этого эффекта является интерференция, явление, которое впервые объяснил британский физик Томас Юнг в 1807 г. Юнг был вундеркиндом, в девятнадцать лет говорившим на четырнадцати языках, и получил медицинское образование. Его классический эксперимент с двумя щелями, который до сих пор демонстрируют в школах, показан на рис. 8.9. Когда монохромный свет пропускают через две щели, на экране образуется узор из светлых и темных зон. В некоторых местах пики и впадины волн от двух щелей совпадают — усиливающая интерференция, — в результате чего образуются яркие участки. Если две волны приходят в противофазе и взаимно уничтожаются, то возникают темные участки — это ослабляющая интерференция.

Рис. 8.9. Эксперимент Томаса Юнга с двумя щелями

Тот же эффект можно продемонстрировать для звука, если взять динамик и экран со щелями, расположенными дальше, чем для света. Можно также усложнить эксперимент, увеличив количество щелей или поставив несколько экранов друг за другом. А если убрать экраны и каждую щель заменить цилиндром, то получится звуковой кристалл, похожий на скульптуру Эусебио Семпере. Как и в эксперименте с двумя щелями, прохождение звука через лес цилиндров определяется усиливающей и ослабляющей интерференцией — некоторые частоты оказываются запертыми внутри, многократно отражаясь между цилиндрами и не выходя наружу.

После того как ученые выяснили, что звуковые кристаллы блокируют звук, начались эксперименты по использованию таких звуковых барьеров. Но кристаллы ослабляют только несколько вполне определенных частот. Следовательно, цельный барьер из дерева и бетона почти всегда эффективнее останавливает широкополосный шум. Моя коллега из Солфорда, Ольга Умнова, экспериментировала с акустической черной дырой, которая поглощает более широкий диапазон частот. Черная дыра состоит из цилиндров, диаметр которых на краю звуковых кристаллов постепенно уменьшается. В результате образуется внешняя оболочка, которая направляет звук внутрь, где он может быть подавлен обычными звукопоглотителями [395]. Звуковые кристаллы также привлекли внимание средств массовой информации как средство получить звуковой эквивалент плаща-невидимки Гарри Поттера. «Неслышимый плащ» окружает объект, направляя звуковые волны в обход, так как они не отражаются от объекта. К сожалению, звуковые кристаллы часто получаются слишком большими для практического применения, поскольку длина звуковых волн велика, особенно по сравнению со светом.

В «Кортиевом органе» отсутствуют некоторые акриловые цилиндры, и в результате в центре скульптуры имеется извилистый проход. Равномерное распределение цилиндров должно привести к тому, что скульптура усиливает одни частоты и подавляет другие. Но я выбрал неудачный день. Неподалеку рабочие ремонтировали дорогу. Я пытался уловить слабые изменения звука, но отбойные молотки то замолкали, то начинали работать снова, в случайном порядке, и было невозможно определить, как звуковой кристалл преобразует шум.

В конце лета скульптуру установили вблизи дамбы на реке Северн в Англии. Постоянный шум от падающей воды позволил услышать, как изменяется звук. Фрэнсис Кроу рассказывал мне, что эффект становится заметнее, если войти внутрь скульптуры. Лес из цилиндров немного подавляет отдельные частоты шума, но их отсутствие трудно услышать. Однако если снова выйти наружу, то становится заметно их возвращение. В этом есть смысл, потому что наш слух работает как система раннего предупреждения, которая реагирует на новые звуки, а не на их отсутствие.

Фрэнсис объяснил мне, что одна из целей его работы — изменить то, как люди слышат: «Слух сохраняется, но формируется скульптурой» [396]. Это звуковой эквивалент серии работ «Небесные пространства» художника Джеймса Таррелла. Они представляют собой просторные помещения, в которых посетители смотрят на небо через отверстие в потолке, обрамляющее свет и пространство. «Кортиев орган» обрамляет наш слух. Чтобы оценить производимый им эффект, требуется время; вблизи плотины люди обычно задерживаются и предаются размышлениям. Один из посетителей провел внутри скульптуры более получаса. «Я создал собственную симфонию», — сказал он. Другой турист описывал слабые колебания звука внутри как «дезориентирующие». Звуковое искусство невозможно почувствовать быстро. Беглый взгляд на произведение изобразительного искусства, скорее всего, откроет вам больше чем короткое знакомство с саунд-артом.

Многие минималистические скульптуры искажают звук. Несколько произведений Аниша Капура представляют собой большие вогнутые зеркала. Я отправился посмотреть на композицию «Ее кровь» (1998) в художественной галерее Манчестера в Англии. Она представляет собой три громадные вогнутые чаши диаметром 3,5 метра, установленные вертикально у стен зала. Две из них отполированы до зеркального блеска, третья заляпана темно-красной краской. Когда посетители приближаются к чаше, отражение их фигуры искажается. На определенном расстоянии они видят себя словно размазанными по нижней половине зеркала; по мере приближения их отражение вдруг преобразуется в концентрические кольца. В этой точке находится фокус — как для света, так и для звука. Сотрудники галереи заметили, что чаши искажают голос, и теперь предлагают посетителям произнести несколько слов.