Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес — страница 43 из 50

Через восемь месяцев после того, как я слушал энергичную атаку Биг-Бена, мне пришлось столкнуться с совсем другим произведением акустического искусства. В мире очень мало примеров монументального звукового искусства, и три из них – это волновые органы в Сан-Франциско в США, в хорватском Задаре и в английском Блэкпуле.

Блэкпул – типично английский морской курорт с закусочными, где предлагают рыбу с жареной картошкой, залами игровых автоматов и песчаными пляжами, протянувшимися на много миль. Отношение к нему разное: одни считают его Меккой примитивных развлечений, другие – воплощением традиций.

Я приехал в Блэкпул летним днем, типичным для английского лета: мне пришлось надеть водонепроницаемую куртку, чтобы защититься от холодного ветра с Ирландского моря, а солнце лишь изредка проглядывало сквозь облака. Орган расположен позади автостоянки рядом с набережной, через дорогу от самых высоких в Англии «американских горок», откуда доносились приглушенные крики. Узкая, покрытая ржавчиной скульптура высотой 15 метров похожа на лист папоротника весной, который только начинает разворачиваться; это видимая часть органа (рис. 8.1). Рядом со скульптурой люди часто останавливаются, чтобы прикурить, – она хорошо защищает от ветра. Когда я приехал в Блэкпул, орган лишь время от времени издавал протяжный стон. «Как будто корова мычит», – заметила проходившая мимо женщина.


Рис. 8.1. Блэкпулский приливной орган


В верхней части ржавого листа папоротника я заметил несколько органных труб, какие можно увидеть в церкви. Чтобы лучше разобраться в происходящем, я вскарабкался на высокий волнолом. По бетонному защитному сооружению спускались несколько черных пластиковых труб, исчезавших в воде. Во время прилива вода давит на воздух в пластиковых трубах, выталкивая его в «лист папоротника». Как и в церковном органе, воздух, нагнетаемый волнами в нижнюю часть трубы, попадает в сужение под прямоугольной щелью. Возникающая в этом месте воздушная струя заставляет резонировать воздух в основной части трубы, в результате чего формируется звук.

В любом органе воздух должен быстро ускоряться, чтобы труба звучала чисто. Но в данном случае музыку создают морские приливы, которые не отличаются регулярностью, и ноты зачастую начинаются неуверенно и быстро угасают – отсюда стоны и мычание.

Орган в Блэкпуле – это звуковое отражение прилива, «музыкальный отпечаток моря», как указано на табличке. Поэтому я ждал начала отлива. Через полчаса уровень воды упал, и волнение вокруг пластиковых труб усилилось. Зазвучали трубы органа, настроенные на более высокие ноты. Как будто разогревался оркестр или быструю музыку проигрывали в замедленном темпе.

Еще через полчаса вода едва покрывала органные трубы, и звучание стало явно энергичнее. Темп усилился, и начал проступать определенный ритм. Трубы органа были настроены таким образом, что ноты могли сливаться друг с другом, но звук все равно напоминал примитивную, сгенерированную с помощью компьютера музыку, которую я сочинял подростком, – долго ее выдержать невозможно, поскольку ноты звучат слишком хаотично. Как уже отмечалось в главе 7, хорошая музыка обманывает наши ожидания. Мозг получает удовольствие от неожиданных звуков – но в разумных пределах. У слушателя в голове должна сложиться определенная схема, которая затем нарушается музыкой[384]. Неупорядоченные ноты приливного органа слишком непредсказуемы. Как выразился один из создателей органа, Лиэм Кертин, «это будет неопределенный музыкальный эффект, а не популярная мелодия. В шторм музыка будет необузданной и буйной, а в тихую погоду – гораздо спокойнее»[385]. Через какое-то время орган умолк, потому что уровень воды опустился ниже труб на пляже.

Атака звука позволяет определить источник, будь то стонущий волновой орган, обычный музыкальный инструмент или Биг-Бен. Если послушать трубу, скрипку и гобой, искусственно убрав начало нот, то они будут звучать одинаково, подобно синтезатору 1980-х гг. Начальное прикосновение смычка к струне или поток воздуха, раздвигающий пластинки трости в гобое, сообщает ценную информацию об инструменте. В случае Биг-Бена быстрая смена частот после удара молота, когда устанавливается звон, – первый признак того, что мы слышим колокол.


Многие большие колокола издают вибрирующий звук. Через полгода после экскурсии на Биг-Бен я слышал отчетливый эффект модуляции при исполнении гимна на сталактитовом органе в Лурейских пещерах (см. главу 2). Ближайший ко мне сталактит сложной формы издавал две ноты почти одинаковой частоты. Колебания, которые называют биениями, получаются в результате простого сложения звуковых волн (рис. 8.2). Одна нота имела частоту 165 Гц, другая – 174 Гц. Эти частоты достаточно близки, и мы слышим звук на средней частоте 169 Гц, громкость которого меняется со скоростью, равной разности исходных частот (9 Гц). К гудению сталактита прибавлялись слабые биения, и нота звучала, как космический корабль из научно-фантастического фильма.


Рис. 8.2. Слияние двух нот приводит к биениям


Гитаристы используют биения для настройки инструмента. Они прижимают нижнюю струну на пятом ладу, оставляя следующую свободной, и одновременно бьют по обеим струнам. Если две ноты звучат не в унисон (то есть их частоты немного отличаются), то возникает модуляция, обусловленная биением. Меняя натяжение одной из струн, можно сблизить частоты. При разнице в 1 Гц биения достаточно медленные, нечто вроде звука «оуоуоуоуоуо». По мере сближения частот биения замедляются, пока не исчезают совсем, когда струны начинают звучать в унисон.

У колокола причиной биений является симметрия, вернее, ее отсутствие. Если колокол не идеально круглый, он издает две близкие частоты, вызывающие биения. На Западе при отливке нового церковного колокола эти вибрации стараются исключить. Но в Корее этот эффект считается показателем качества звука. Колокол короля Сондока, отлитый в 771 г., больше известен как Эмилле. Эмилле – это имитация детского плача, и, согласно легенде, мастеру пришлось принести в жертву дочь, чтобы колокол зазвучал[386]. Биения Биг-Бена вызваны тем, что он издает две частоты; причина – в дефектах, один из которых явно виден. Вскоре после установки колокола у него на боку появилась трещина. Джордж Эйри дал указания: колокол повернуть так, чтобы удар не приходился на трещину, использовать более легкий молот, а на концах трещины сделать два прямых разреза, чтобы она не увеличивалась.


Медленно затухающий звон Биг-Бена более грубый, чем звуки духовых, струнных и ударных музыкальных инструментов. Он состоит из смеси разных частот: основной частоты и гармоник (обертонов), которые окрашивают звук и меняют тембр[387]. Низкие ноты кларнета характеризуются «деревянным» звучанием и отличаются от нот саксофона, хотя оба инструмента – духовые, с одинарной тростью. Кларнет представляет собой цилиндрическую трубку, и поэтому гармоники у него не такие, как у саксофона, трубка которого имеет коническую форму. Сравнение гармоник музыкальных инструментов и колоколов может объяснить разницу в звучании.

На рис. 8.3 изображен спектр ноты, извлекаемой из моего саксофона сопрано – основная гармоника слева и серия пиков справа, представляющих собой гармоники кратной частоты. Спектр колокола Биг-Бена (рис. 8.4) похож на лес неравномерно распределенных пиков. Взаимодействие этих гармоник – одна из причин диссонирующего, металлического звука.


Рис. 8.3. Одиночная нота саксофона. (Иногда основную частоту называют первой гармоникой, и в этом случае следующие пики обозначаются как вторая, третья, четвертая… гармоники.)


Рис. 8.4. Спектр звона Биг-Бена


Когда две одновременно исполняемые ноты словно конкурируют и сталкиваются друг с другом, это называется диссонансом. Основа западной музыки – переключение между исполненным напряжения диссонансом и гармоничным консонансом. Ярким примером может служить слово «амен» в конце гимнов, где ноты в звуке «а» кажутся незаконченными и звук завершается только при переключении на слог «мен». Удовольствие нам доставляет именно такое переключение.

При одновременном исполнении двух нот их звук соединяется в слуховом канале. Наша реакция на объединенный звук отчасти определяется соотношением частот гармоник. Для простого интервала, например чистой квинты (рис. 8.5), когда ноты звучат приятным консонансом, два ряда гармоник распределены равномерно.

Для диссонансного интервала, например большой септимы, гармоники двух нот распределены неравномерно (рис. 8.6), и некоторые пики расположены очень близко друг к другу. Во внутреннем ухе, где вибрации превращаются в электрические импульсы, звуки близких частот совместно анализируются в диапазонах, которые называются критической полосой. Если две гармоники попадают в одну критическую полосу, но частоты их немного отличаются, то мы слышим резкий, диссонирующий звук.


Рис. 8.5. Две объединенные ноты саксофона, звучащие в консонансе


Рис. 8.6. Две объединенные ноты саксофона, звучащие в диссонансе


Диссонанс и консонанс также используются в звуковом искусстве. Работу «Гармонические поля» французского композитора Пьера Соважо я посетил за полгода до экскурсии на Биг-Бен. Подъезжая на автобусе, я увидел лес музыкальных инструментов, приводимых в действие ветром; они располагались на вершине холма Биркригг-Коммон в окрестностях Улверстона в Озерном крае. В Средние века эта возвышенность прекрасно подошла бы для замка, а в наше время она используется для того, чтобы ловить преобладающий западный ветер. Я вышел из автобуса и, охваченный волнением, стал подниматься на холм. Воздух казался совершенно неподвижным, и я боялся, что инструменты будут молчать. Но, приблизившись к каркасу с погремушками на обвисших металлических ветвях, я с облегчением услышал гудение.