бил по льду топориком, а я… записывал звук с помощью микрофона и мини-диска, стоя в безопасном месте»[316]. Лундмарк пришел к выводу, что если частота приближается к 440 Гц (в музыкальных терминах это нота ля, по которой настраивается оркестр), то лед в большинстве случаев безопасен, но если частота чуть выше – скажем, 660 Гц (или нота ми через пять белых клавиш вправо на клавиатуре фортепьяно), – в этом случае толщина льда не превышает 5 сантиметров и ступать на него опасно. Однако, чтобы воспользоваться звуковыми свойствами льда, конькобежец должен на слух различать ноты, а на это способны только люди с абсолютным слухом. Немузыкальным любителям коньков придется определять толщину льда другим способом.
В случае со льдом имеет место однозначная зависимость частоты шума, создаваемого льдинкой, от ее размера. То же самое справедливо для воздушных пузырьков в воде. Но можно ли выявить похожую математическую зависимость между размерами песчинок и частотой пения дюн? Вполне логичное предположение, поскольку такая связь существует для большинства источников звука: скрипка, например, меньше контрабаса. Однако по поводу влияния размера песчинок на голос дюны разгорелись жаркие споры, и имеющиеся данные не позволяют прийти к однозначным выводам. Лабораторные эксперименты, проведенные Симоном Дагуа-Бои и его коллегами из Университета Париж VII имени Дени Дидро во Франции, возможно, склонили чашу весов в пользу гипотезы, что частоту пения дюны действительно определяет размер песчинок. Дагуа-Бои взял песок из дюны в окрестностях Аль-Ашхары в Омане и показал, что если песок просеять, разделив песчинки разного размера, то звук меняется. До просеивания размер песчинок составлял от 150 до 310 микрон и они генерировали гудение на частоте от 90 до 150 Гц. Когда песок просеяли, чтобы отделить частицы приблизительно одинакового размера, от 200 до 250 микрон, слышалась чистая нота на частоте 90 Гц[317].
В начале XX в. путешественник Айме Чиффли во время 16 000-километрового путешествия верхом из Аргентины в Вашингтон провел ночь на поющей дюне на побережье Перу. Он вспоминал, что местные жители предупреждали его, что «песчаный холм… посещают призраки и что каждую ночь умершие индейцы пляшут там под звук барабанов. Они рассказали ему так много историй, от которых кровь стынет в жилах, что он стал думать, что ему повезло остаться в живых»[318]. Неудивительно, что необъяснимые природные звуки окружены многочисленными легендами. Кэмпбелл Грант, изучавший наскальные рисунки Северной Америки, отмечает, что среди них часто встречается изображение буревестника. «Считалось, что грозу вызывает огромная птица; гром – хлопая крыльями, а молнию – открывая и закрывая глаза»[319].
У грома можно различить две отчетливые акустические фазы: треск и раскаты. Их в точности воспроизводит звуковой эффект, впервые записанный в 1931 г. для фильма «Франкенштейн» (Frankenstein). Этот звук пугал многих киногероев – Губку Боба Квадратные Штаны, Скуби-Ду, Чарли Брауна. Его так часто использовали все эти годы, что если на экране появлялся дом с привидениями в грозу, то его обязательно сопровождала эта запись[320]. На самом деле этот гром довольно смирный, и мне приходилось слышать настоящие грозы, которые пугали меня гораздо сильнее. Помню, я однажды проснулся от такого громкого треска, что решил, что в дом молния попала. Голливудский звукорежиссер Тим Гедемер объяснил мне, что если нужно воспроизвести в фильме мощный удар грома – когда сотрясается земля и освещается все небо, а «душа уходит в пятки», – то одной записи природной стихии для этого недостаточно. Можно начать с реального звука, но затем он добавил бы звуки, отсутствующие в грозе, чтобы зрителя «пробирало до печенок»[321].
В детстве меня научили определять время между вспышкой молнии и раскатом грома, чтобы оценить, как далеко ударил электрический разряд. Вычисления используют тот факт, что скорость звука гораздо меньше скорости света. Звук распространяется со скоростью около 340 метров в секунду, и 3-секундная пауза между молнией и громом указывает, что гроза бушует приблизительно в 1 километре от вас (5 секунд указывают на расстояние в 1 милю). То есть я никогда не сомневался, что причиной грома служит молния, однако вплоть до XIX в. эта причинно-следственная связь считалась не столь очевидной. Греческий философ Аристотель, первым применивший научные методы для исследования природных явлений, был убежден, что гром обусловлен выбросом горючего пара из облаков. Бенджамин Франклин (один из отцов-основателей Соединенных Штатов), римский философ Лукреций и француз Рене Декарт, один из основоположников современной физики, – все они считали, что раскаты грома вызваны столкновением облаков. Одна из причин, по которым молнию не связывали с громом, – трудности в исследовании этого явления. Невозможно точно предсказать, где и когда возникнет молния, и поэтому измерения зачастую производились на большом удалении от грозы.
После вспышки молнии мы сначала слышим взрыв, один из самых громких звуков, производимых природой. Максимум последующих раскатов обычно приходится на частоту 100 Гц, а длительность их может составлять десятки секунд. Электрический разряд молнии формирует канал ионизированного воздуха, температура в котором может превышать 30 000 °C. В результате создается огромное давление, в тысячу раз больше атмосферного, и этот перепад порождает ударную волну, сопровождающуюся звуком[322].
Молния, ударяющая в землю, имеет зигзагообразную форму. Если бы она распространялась по прямой, мы слышали бы треск, но не раскаты. Каждый поворот этого зигзага – приблизительно через 3 метра – порождает звук. Все вместе эти звуки соединяются в характерные громовые раскаты. Длительность раскатов велика, поскольку молния проходит несколько миль, и требуется определенное время, чтобы до нас дошел звук от многочисленных поворотов, распределенных в пространстве[323].
Ударные волны также могут быть причиной загадочного грохота, который можно услышать в разных уголках земли. Этот звук носит красочные названия: Seneca guns («пушки Сенеки») вблизи от озера Сенека в горах Катскилл в штате Нью-Йорк, mistpouffers («лягушачья отрыжка») на побережье Бельгии и brontidi («громыхание») в Итальянских Апеннинах[324].
В начале 2012 г. жители небольшого города Клинтонвилл в штате Висконсин подумали, что слышат отдаленные раскаты грома, когда проснулись ночью, почувствовав, как трясется дом. Одна из очевидцев, Джолен, рассказывала в интервью газете Boston Globe: «Муж решил, что это круто, но мне так не казалось. Это была не шутка… Я не знала, что это, но мне хотелось только одного – чтобы это прекратилось»[325]. Причиной звуков была серия слабых землетрясений, что подтвердила сейсмическая служба[326]. Чарльз Дэвисон в 1938 г. расспрашивал свидетелей подобных слабых землетрясений – они сравнивали звуки с далекой канонадой или взрывами, грохотом падающих камней, морским прибоем, приглушенной барабанной дробью и громким гомоном летящей стаи куропаток[327].
Подобно НЛО, многие громкие звуки могут быть объяснены естественными причинами. В апреле 2012 г. жуткий грохот в Центральной Англии был вызван парой реактивных истребителей «Тайфун». Пилот вертолета случайно нажал тревожную кнопку, подав сигнал, что его машину угнали, в результате чего истребители были вынуждены преодолеть звуковой барьер, чтобы догнать вертолет. Когда самолет летит относительно медленно, звуковые волны распространяются во все стороны со скоростью звука. Похожие волны расходятся по воде от медленно движущегося судна. Но когда самолет ускоряется до скорости звука, приблизительно 1200 километров в час, звуковые волны уже не могут опередить его. Они сливаются и образуют ударную волну, которая тянется за самолетом в форме буквы «V», как след от быстроходного катера. Самолет создает непрерывный звук, но люди на земле слышат ударную волну один раз. Вот что рассказывал один из свидетелей маневра истребителей «Тайфун»: «Звук был очень громким, так что вздрогнула вся комната и зазвенели бокалы на полке… Это было странно, но продолжалось недолго»[328]. (Иногда слышится двойной хлопок – от ударных волн, исходящих от носа и от хвоста самолета.)
Как бы то ни было, звуковой удар покажется тихим по сравнению с самым громким природным звуком, который когда-либо слышали люди: взрывом вулкана Кракатау в Индонезии в 1883 г. Один из свидетелей, капитан Сэмпсон с английского судна Norham Catle, писал:
Я пишу это в полной темноте. На нас обрушился непрекращающийся дождь из пемзы и пыли. Грохот взрывов так силен, что у половины моей команды лопнули барабанные перепонки. Мои последние мысли обращены к дорогой жене. Думаю, настал Судный день[329].
Капитан Сэмпсон находился всего в нескольких десятках миль от индонезийского вулкана. Взрыв был настолько мощным, что его звук слышали на острове Родригес посреди Индийского океана, в 5000 километров от Индонезии. Начальник полиции на Родригесе, Джеймс Уоллис, отмечал: «Несколько раз за ночь… приходили сообщения, что на востоке слышался звук, похожий на далекие выстрелы из тяжелых орудий». Для звука это огромное расстояние – примерно как от Лондона до Мекки в Саудовской Аравии