вляется случайным побочным продуктом геометрии.
Рис. 5.4. Фокусировка звука в «Маппариуме»
Уильям Хартман из Университета штата Мичиган описал разнообразные слуховые иллюзии, возникающие внутри сферы. Обычно при увеличении расстояния между говорящим и слушающим голос говорящего становится тише – но только не в сферическом помещении. Представьте, пишет Хартман, «что вы стоите внутри «Маппариума» в двух метрах слева от центра. Ваш друг находится в центре и говорит с вами. Его голос звучит довольно тихо. Но вот он начинает удаляться от вас, и громкость его голоса постепенно увеличивается, пока он не оказывается в двух метрах справа от центра»[268].
Диаграммы (рис. 5.4) показывают, что происходит (для упрощения изображен круг, а не сфера). Когда голос идет из центра (верхняя диаграмма), все отражения возвращаются в исходную точку, поэтому для слушателя слева от центра звук получается на удивление тихим. Когда же источник звука перемещается вправо, точка фокусировки отражений приближается к слушателю. Звук будет самым громким, когда говорящий и слушающий располагаются симметрично относительно центра (нижняя диаграмма).
Этот эффект сильнее всего проявляется в «Маппариуме», где все поверхности, окружающие источник звука, искривлены, однако его можно услышать даже на открытом воздухе, о чем сообщает Хосе Санчес-Дееса из Политехнического университета Валенсии[269]. Археологический памятник Семпоала неподалеку от города Веракрус в Мексике – один из самых хорошо сохранившихся образцов церемониального центра ацтеков. Это большая, заросшая травой площадь с остатками разнообразных строений, среди которых есть низкая кольцевая стена с зубцами. Путеводитель выдвигает несколько предположений относительно назначения этого места: «возможно, оно связано с поклонением ацтеков гладиаторам, а возможно, служило для сбора дождевой воды». На фотографиях это сооружение похоже на каменный загон для овец, сложенный из крупной округлой гальки. Каково бы ни было назначение каменного круга, у него есть явный акустический фокус. Санчес-Дееса утверждает, что если один человек встанет в определенном месте, а другой начнет пересекать круг по диагонали, то по мере удаления его голос будет звучать громче.
Надеясь попасть в сферическую комнату, я стал искать людей, которые изучают современные города – нелегально проникают в канализационные системы, заброшенные станции метро, пустые дома, получая удовольствие от исследования жутковатых мест, которых избегают остальные, раскапывая таинственные истории, отслеживая судьбу бывших обитателей[270]. Один из членов группы Subterranea Britannica, которая занимается легальным исследованием подземных сооружений в Великобритании, прислал мне электронное письмо с описанием купола в Берлине, который был одной из главных станций прослушки во времена холодной войны. К письму прикладывалась фотография, на которой был изображен купол, венчавший полуразрушенную башню; это место я и решил посетить.
Рис. 5.5. Тойфельсбер
Заброшенная шпионская станция находится на холме Тойфельсберг («гора дьявола»; рис. 5.5), который возвышается над Грюневальдским лесом. Когда жарким летним днем я шел через лес к станции прослушки, мне с трудом верилось, что этот большой холм – рукотворный. Он состоит из нескольких миллионов кубических метров обломков зданий, образовавшихся в результате бомбардировок и артиллерийских обстрелов во время Второй мировой войны[271].
Прежде чем войти, я подписал заявление об отказе от претензий, поскольку в разрушенных зданиях встречаются неогражденные провалы и отсутствуют стены. Моим немецким гидом был Мартин Шафферт, молодой историк с аккуратной бородкой, собранными в хвост волосами, в очках и матерчатой кепке. Пока Мартин рассказывал об истории этого места, я исследовал то, что осталось от зданий. Двери и перегородки отсутствовали, а мусор на полу был усеян осколками от бутылок, оставшимися от полулегальных вечеринок. Сохранившиеся стены были покрыты граффити. Мой взгляд притягивала крыша главного здания с тремя куполами; два купола были разломаны, и их стены зияли отверстиями, но самый верхний, венчавший пятиэтажную башню, остался целым и невредимым.
Это были обтекатели антенн, использовавшиеся для того, чтобы скрыть шпионскую деятельность от любопытных глаз: британцы и американцы прослушивали радиостанции и беспроводную связь Восточной Германии, Чехословакии и Советского Союза. Сферические купола также защищали оборудование от воздействия окружающей среды, особенно ветра и льда. Сейчас от этого оборудования остались только бетонные плиты, к которым крепились антенны. Купола, изготовленные из треугольных стекловолоконных панелей, прикрепленных к каркасу, походили на гигантские футбольные мячи. Стекловолокно прозрачно для электромагнитных волн и поэтому идеально для обтекателей; именно по этой причине во время Второй мировой войны и был изобретен этот материал.
У башни, которую венчает купол, стен почти не осталось, но сам купол цел, поскольку его восстановили и использовали для контроля за движением воздушного транспорта над Берлином. Все стены лестницы в центре башни были покрыты граффити. Поднимаясь к куполу, я слышал эхо голосов других посетителей, наслаждавшихся акустикой помещения. Время реверберации в обтекателе составляет около 8 секунд на средних частотах, как в большом соборе. Музыканты приходят сюда для записи музыки. Но купол удивляет не только реверберацией.
Оказавшись внутри, я посмотрел на других туристов; мне было приятно видеть их удивленные лица, когда они понимали, насколько необычна акустика в этом помещении. Самый тихий звук, даже просто звук шагов, словно отскакивал от стен. Некоторые увлеченно экспериментировали (если сильно топнуть ногой, то можно услышать восемь отражений, похожих на треск фейерверка), но большинство вели себя сдержанно, словно относились к этому месту с таким же почтением, как к церкви.
Затем я взобрался на старый постамент для антенны, чтобы оказаться в центре помещения. Купол представляет собой верхние две трети сферы диаметром около 15 метров, изготовленной из пожелтевших шестиугольных панелей. Стены до высоты двух метров покрыты граффити, за исключением небольшого неогражденного отверстия, из которого можно упасть на крышу здания пятью этажами ниже. Я вытащил диктофон, чтобы записать свои впечатления от этого места, и заметил, что каждое мое слово удваивается отражением от обтекателя.
Здесь, на холме Тойфельсберг, я хотел исследовать эффект, который присутствует в сферическом «Маппариуме»[272]. Необычно сильная фокусировка позволяет испытать странное ощущение, словно ты шепчешь на ухо самому себе. Вот как описывает это Хартман:
По мере приближения к центру сферы «Маппариума» вы вдруг начинаете слышать сильные отражения собственного голоса… Отклонившись влево, вы слышите себя правым ухом. Отклонившись вправо – левым[273].
На холме Тойфельсберг этот эффект выражен сильнее, если обратить лицо вверх, потому что именно там находится бо́льшая вогнутая поверхность, фокусирующая звук. Таким образом, в куполе из стекловолокна на вершине пятиэтажной башни в Берлине я открыл бинауральное звуковое чудо, эффект, объясняющий, как мы вычисляем источник звука. Два уха позволяют млекопитающим определять место, откуда идет звук. Слух помогает животному почувствовать опасность, предупреждая о подкрадывающихся хищниках, которые хотят им пообедать. У человека хорошее зрение, однако оно не в состоянии предупредить об опасностях за нашей спиной, поэтому для нас очень важна способность услышать угрозу и определить ее местоположение.
Существует два основных способа, с помощью которых мы вычисляем, откуда приходит звук. Представьте, что с вами говорит человек, стоящий слева. Звук сначала достигает левого уха, поскольку до правого расстояние чуть больше. Мозг также отмечает маленькую разницу в громкости. Звук должен обогнуть голову, прежде чем попасть в правое ухо, и это значит, что его громкость на высоких частотах будет гораздо ниже. (На громкость низких частот, приходящих издалека, голова влияет в минимальной степени.) Мозг сравнивает время воздействия низких частот на каждое ухо и относительный уровень высоких частот, чтобы определить, откуда приходит звук.
Сферические помещения могут исказить оба этих признака. Искажение громкости влияет на локализацию. Кажется, что источник звука находится в другом месте. Вот как описывает это Хартман: «Предположим, что вы стоите на дорожке в «Маппариуме» лицом к Южной Америке. Источник шума находится справа от вас, но вы обнаруживаете, что звук приходит слева!»[274] Громкие сфокусированные отражения от сферы создают громкое отражение в левом ухе, обманывая мозг и заставляя его считать, что источник звука находится слева.
Локализация обычно основывается на первом звуке, достигшем ушей (эффект первенства). Это эмпирическое правило вполне разумно, поскольку самый первый звук проходит кратчайший путь, обычно по прямой. Возможно, вам приходилось бывать на службе в церкви, когда казалось, что слова проповеди доносятся до вас из динамиков, а не от священника. Причина такого впечатления состоит в том, что звук от динамиков приходит к слушателю первым. Небольшая электронная задержка в громкоговорящей системе оповещения приводит к тому, что первой слушателя достигает звуковая волна от священника, и это решает проблему.
Но задержка неэффективна, если звук из динамиков слишком громкий, поскольку эффект первенства может быть нивелирован громким звуком, приходящим позже, – такая ситуация складывается на большинстве рок-концертов. Однако в отсутствие электронного усиления отражения от стен обычно слишком тихие и не вызывают проблемы. Но в «Маппариуме» или на холме Тойфельсберг отражения благодаря фокусирующим свойствам купола настолько громкие, что мешают правильно определить местоположение источника звука. Когда я прокалывал воздушные шарики в обтекателе шпионской антенны, первое отражение от потолка было на 11 децибел громче, чем звук, приходящий непосредственно от шарика (рис. 5.6). (Полезное правило: повышение силы звука на 10 децибел удваивает воспринимаемую громкость.) Когда я нагнулся, чтобы расстегнуть рюкзак, мне казалось, что я расстегиваю молнию у себя над головой!