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

Но встретит ли звуковое искусство более благожелательный прием, если вместо громкого звука оно предложит нечто более мелодичное? У города Ланкастер в Калифорнии находится звуковая достопримечательность, воспроизводящая увертюру к опере Россини «Вильгельм Телль». Как это ни странно, там не используется электроника. Это музыкальная дорога. Мелодия создается вибрацией колес. Сооружение напоминает предохранительную полосу, ребристую поверхность у края дороги, гул от которой предупреждает водителей об опасности. Музыкальная дорога использует канавки, прорезанные в асфальте, а не выступающие ребра, но способ извлечения звука тот же самый. Высота звука зависит от скорости движения автомобиля и расстояния между канавками — чем меньше расстояние, тем выше нота. Дорога вблизи Ланкастера облагораживает предохранительную полосу, меняя расстояние между канавками таким образом, чтобы создать музыку [404].

Канавки были прорезаны в качестве рекламы — возможно, как подражание десятку музыкальных дорог в Корее и Японии или «Асфальтофону», созданному датчанами в 1990-х гг. Я решил посетить Ланкастер, чтобы самому услышать эту музыкальную дорогу.

В субботу днем, в июне, через полгода после экспериментов с воздушными шарами в Манчестере, я свернул с шоссе № 14 на шоссе G, ничем не примечательную дорогу в нескольких милях от города. Через несколько миль дорожный указатель рядом с деревьями сообщил: «Музыкальная дорога города Ланкастера. Полоса». Как только шины моего автомобиля издали первые несколько нот, я улыбнулся этой удивительно глупой затее. Каждый раз, когда шина попадает в канавку на дороге, короткая вибрация передается от шины на подвеску, а затем на раму автомобиля. Внутри вы слышите звук, излучаемый обшивкой салона. Дорога воспроизводит восемь тактов из увертюры «Вильгельма Телля». «Марш швейцарских солдат» представляет собой энергичный галоп, и дорога исполняет первую фразу основной мелодии.

Я развернулся и поехал назад, чтобы повторить попытку. В течение следующего часа я несколько раз проехал по канавкам, устанавливая микрофон в разных местах. Лучшая запись получилась в бардачке. Там микрофон оказался в непосредственной близости от обшивки салона, что увеличивало громкость звука и защищало от высокочастотного шума ветра. Для поддержания постоянной скорости очень пригодился круиз-контроль, следивший, чтобы я не замедлялся и не ускорялся, проезжая музыкальный участок.

Вибрирующие шины и корпус автомобиля излучали звук не только внутрь, но и наружу. Даже на обычной дороге, без канавок, трение шин об асфальт вызывает шум, и инженеры изо всех сил стараются снизить его громкость. Когда я стоял на обочине, то отчетливо слышал мелодию, которую исполняли проезжавшие мимо автомобили; удовольствие мне также доставляли улыбки на лицах водителей и звук убегающих от меня нот. Я стоял у начала канавок, и, когда машина начинала мелодию и исчезала вдали, звучание первой ноты понижалось на три полутона. Это эффект Доплера , хорошо заметный у звуков полицейской сирены и гудка скоростного поезда. Когда машины проносились мимо меня, звуковые волны растягивались и тональность звука понижалась. Я хотел записать как можно больше образцов, особенно когда по музыкальной дороге с разной скоростью ехали два автомобиля, потому что результатом стала бы смесь разных частот. Однако ветер буквально сбивал с ног и создавал слишком сильный шум в микрофоне, чтобы получить качественную запись.

Я проигрывал звук музыкальной дороги разным людям, и многие не могли узнать мелодию, хотя это было популярное классическое произведение, основная музыкальная тема фильма «Одинокий рейнджер» (The Lone Ranger). Проблема в том, что ноты, как правило, звучали на другой частоте. Как объяснил в своем юмористическом блоге физик Дэвид Симмонс-Даффин, проектировщики испортили музыку, неправильно выбрав расстояние между канавками [405]. Для самой низкой ноты, с которой начинается мелодия, расстояние между передними кромками соседних канавок должно составлять около 12 сантиметров, как показано на рис. 8.10 [406].

Рис. 8.10. Канавки на музыкальной дороге

Дальше, через тридцать шесть нот, мелодия достигает наивысшей точки, и нота должна звучать на октаву выше, чем первая. Октава — это удвоение частоты, и шина должна ударяться о край канавки в два раза чаще; то есть расстояние между канавками должно равняться 6 сантиметрам. Но реальное расстояние равняется 8 сантиметрам. Это значит, что музыкальный интервал приближается к чистой квинте. Чтобы запомнить музыкальные интервалы, их обычно связывают с определенными мелодиями. Таким образом, вместо двух первых нот баллады «Где-то над радугой» (Somewhere over the Rainbow) водители слышат нечто похожее на первые две ноты главной музыкальной темы фильма «Огненные колесницы» (Chariots of Fire).

Если бы интервал в точности равнялся чистой квинте, то мелодия была бы безнадежно фальшивой, но и в таком виде слушать ее было неприятно, поскольку частота звуков не совпадала с нотами — дорога фальшивила [407]. Принудительное расположение нот через определенные интервалы и запрет звуков с промежуточной частотой — это основа для большей части музыки. Теоретически такой музыкальный инструмент, как тромбон, способен в своем диапазоне генерировать любую частоту. Но результатом такой свободы вряд ли станет красивая музыка. Недаром такой интервал, как октава, встречается практически во всех музыкальных культурах [408]. Удвоение частоты быстро обрабатывается мозгом, потому что сигналы от двух нот, отличающихся на октаву, проходят по одному нейронному пути. Так же работает мозг некоторых других животных. Например, макак можно научить, чтобы они узнавали простые мелодии, представленные одной октавой, такие как «С днем рожденья тебя» [409].

Октава делится на ноты. В западной музыке октавы поделены на двенадцать интервалов, которые называются полутонами , и мелодии обычно используют часть полутонов, которые образуют музыкальную гамму. Но в азиатской музыке, например в гамелане, ситуация иная. Индонезийская гамма делит октаву на пять нот и создает мелодию, похожую на звучание черных клавиш фортепьяно, а в яванской гамме семь разных по длительности интервалов. Таким образом, музыкальные ноты в мелодии определяются не только обработкой сигналов мозгом, но и тем, чему вы научились, слушая музыку. Музыкальная дорога генерирует частоты, не совпадающие с нотами, но возможно, существует культура, в которой ее музыка считалась бы благозвучной.

Слушать дорогу в качестве стоящего на обочине туриста — довольно увлекательное занятие, но представьте, каково приходится местным жителям. На самом деле я стоял у второго варианта дороги. Первая проходила слишком близко к домам, и, как выразился один из горожан, «она будит тебя посреди ночи даже от самого крепкого сна. Моя жена просыпалась три или четыре раза за ночь» [410]. Должно быть, музыка, издаваемая дорогой, была очень неприятной. Представьте, что вы каждую ночь пытаетесь заснуть под испорченную мелодию увертюры к «Вильгельму Теллю», которая звучит каждые несколько минут.