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

В углубления на потолке зала были вмонтированы микрофоны, которые воспринимали определенные частоты. Электрические сигналы от микрофонов затем усиливались и подавались на динамики, также размещенные на потолке. Получалась звуковая петля — по проводам от микрофона к динамику, а затем по воздуху от динамика к микрофону. Это позволяло увеличить длительность звуков, создавая искусственную реверберацию. Замечательное инженерное достижение, учитывая несовершенную электронику 1960-х гг. Изобретателем системы усиленного резонанса был Питер Паркин, который увлекся акустикой во время Второй мировой войны, помогая разрабатывать средства противодействия акустическим подводным минам. Во время работы над Королевским фестивальным залом домой к Паркину протянули выделенную телефонную линию, чтобы он мог слушать звук и проверять работу системы [34]. Он пытался выявить недостатки в системе, которые могли привести к появлению положительной обратной связи и усилению звука — результатом стали бы завывание и скрежет, ассоциируемые со стилем хеви-метал.

Электронная система Питера Паркина увеличила время реверберации с 1,4 до более 2 секунд для низких частот, и звук в зале значительно «потеплел». Но Паркин никому не рассказывал о своем достижении. Использование электронного усиления для классической музыки воспринимается неоднозначно, и поэтому систему усиленного резонанса устанавливали поэтапно, не информируя оркестр, публику и дирижеров. Только после того как полностью отлаженная система отработала восемь концертов, инженеры раскрыли секрет. Систему использовали до декабря 1998 г., когда было найдено другое решение, без электроники.

Я всегда считал, что классическую музыку не следует усиливать электронными средствами, в чем убедился лет двадцать назад, когда присутствовал на демонстрации различных электронных систем в одном из театров в окрестностях Лондона. По мере того как инженеры переключали настройки, я слышал странные металлические оттенки и неестественные искажения, а иногда мне начинало казаться, что звук идет сзади, а не со сцены. Удивительно, но эта демонстрация была предназначена для того, чтобы убедить людей покупать новую технику. Тем не менее современные цифровые системы, используемые во многих театрах, бывают чрезвычайно эффективными. В прошлом году я слышал одну такую систему на конференции по акустике: щелчком переключателя конференц-зал превращался в драматический театр или большой концертный зал с естественной акустикой.

В список самых звучных мест в мире войдут многие мавзолеи: Тадж-Махал и Гол-Гумбаз в Индии, мавзолей Гамильтона в Шотландии и «Томба Эммануэле» в Осло [35]. Большой объем и твердые каменные стены делают эти сооружения чрезвычайно «живыми».

Художник Эммануэль Вигеланн построил «Томба Эммануэле» в 1926 г. как музей для своих работ, но потом решил сделать здание местом своего последнего упокоения. Норвежский акустик и композитор Тор Халмраст, величественный и громогласный, рассказывал, как ему пришлось согнуться, чтобы войти в «Томба Эммануэле», — в буквальном смысле поклониться праху художника, урна с которым была установлена над входом. Халмраст вошел в высокое помещение с цилиндрическим сводом и фресками на стенах. «Поначалу ты почти ничего не видишь, — объяснял он, — потому что стены очень темные. Через какое-то время начинаешь различать роспись на стенах и каменную резьбу на потолке: события всей жизни, от зачатия (и даже само зачатие) до смерти» [36]. На одной из фресок изображен столб дыма и дети, поднимающиеся от двух скелетов, лежащих в «позе миссионера». Реверберация на средних частотах длится 8 секунд, чего можно ожидать в очень большой церкви, — Халмраст считает, что это очень много, учитывая относительно скромные размеры помещения [37].

Откровенно сексуальные фрески в «Томба Эммануэле» резко контрастируют со строгим убранством мавзолея Гамильтона, но в каком помещении реверберация сильнее? Мировой рекорд был зарегистрирован после хлопка дверей в часовне мавзолея, однако этот эксперимент никак не назовешь научным. Чтобы должным образом сравнить реверберацию, требуются исходные звуки равного качества и силы [38]. Если бы измерения проводила главная героиня сказки Хилэра Беллока «Про девочку Анну, которая для забавы хлопала дверью и погибла» (Rebecca Who Slammed Doors for Fun and Perished Miserably), она хлопнула бы дверью изо всех сил и для затухания звука потребовалось бы много времени [39]. У менее энергичного экспериментатора получилось бы и меньшее время.

Для моего посещения мавзолея Гамильтона акустик Билл Мактаггарт приготовил необходимую измерительную аппаратуру. На треноге был установлен странного вида динамик, который излучал звук во всех направлениях (рис. 1.1). Он имел форму додекаэдра, а размером напоминал большой надувной мяч для игры на пляже. Микрофон на другой треноге располагался в нескольких метрах от динамика. Оба устройства были подключены к анализаторам, на экранах которых можно было наблюдать зигзагообразные линии, идущие из верхнего левого угла в нижний правый, — так отображалось затухание звука. Обычно инженеры-акустики используют подобное оборудование для проверки звукоизоляционных свойств стен, которые не должны пропускать звуки из соседних домов, а также для оценки реверберации в аудиториях (не мешает ли она вести занятия).

Рис. 1.1. Динамик, использованный для эксперимента в мавзолее Гамильтона, и купол

Билл подал сигнал, и я поспешил заткнуть уши пальцами, чтобы не оглохнуть. Динамик взревел так громко, что неприятные ощущения испытал даже я, несмотря на закрытые слуховые каналы. Через 10 секунд Билл выключил динамик и стал измерять затухание звука, а я освободил уши, чтобы насладиться реверберацией. Гладкие массивные стены отлично отражали звук, и прошло очень много времени, прежде чем наступила полная тишина. Оглушительный рев из динамиков превратился в урчание, которое кружилось у меня над головой и, затухая, исчезало под самым куполом. За секундой тишины последовала оживленная дискуссия присутствовавших акустиков.

Какое же время реверберации у мавзолея Гамильтона? Это просторное помещение с каменными стенами, и поэтому время реверберации существенно отличается для низких и высоких частот. На низкой частоте — скажем, 125 Гц, что на октаву ниже среднего до (типичная частота для бас-гитары), — время реверберации равнялось 18,7 секунды. На средних частотах — чуть больше 9 секунд [40]. Впечатляюще, но если это самая продолжительная реверберация в мире, то я очень удивлюсь.