Каждая веревка идет к бронзовому колоколу через отверстие в потолке. Шесть колоколов церкви Святого Иоанна издают первые ноты основной музыкальной гаммы, но мелодичность не является главной целью. Несколько звонарей тянут за веревки и звонят в колокола в последовательности, подчиняющейся строгому математическому закону. Напротив Пола стоит белая доска, на которой пишут фломастером, покрытая сеткой цветных цифр, соединенных линиями, указывающими последовательность, в которой должны звонить колокола. Пол объяснил, что колокольный звон требует от звонаря дисциплины и жесткой регламентации, когда «уши открыты, а глаза не отрываются от белой доски»[393].
Джон и Пол могут с большой точностью управлять моментом удара, потому что каждый колокол подвешен на большом колесе, которое совершает полный оборот. Прежде чем ударить в колокол, Джон с помощью веревки переворачивает его, направляя отверстие вверх. В таком положении колокол остается до тех пор, пока звонарь снова не тянет за веревку, опрокидывая колокол; он описывает полный круг и снова замирает отверстием вверх. Еще раз дергая за веревку, Джон поворачивает колокол в другом направлении, и тот снова совершает полный оборот. Колокола очень тяжелые, и Джон объяснил, что с ними нужно сотрудничать, а не сражаться. Мне как новичку доверили только половину работы – звонарь заставит колокол описать первый круг, а я поверну его в другую сторону. Веревка висела прямо передо мной, и я ухватил петлю, как биту для крикета. Когда Джон потянул за веревку, заставив колокол подняться, мои руки взлетели вверх; я пытался потянуть веревку вниз, но сделал это не вовремя и не смог повернуть колокол в противоположном направлении. После нескольких попыток мне удалось поймать ритм. Когда колокол только начинает наклоняться в нужном направлении, настойчивое и плавное движение веревки вниз заставляет его сделать полный оборот.
Желая больше узнать о реакции людей на колокольный звон, я обратился к музыканту Питеру Кьюсаку, который лет десять назад в Лондоне начал изучать реакцию слушателей. Его метод обманчиво прост. Он спрашивает: «Какой звук Лондона вам нравится больше всего и почему?» Вопрос не только дает материал для исследования Питера, но и раскрывает индивидуальное отношение к звукам. Проект «Любимый звук» подхватили другие энтузиасты, и затем исследование проводилось в разных городах мира, в том числе в Пекине, Берлине и Чикаго.
В Лондоне люди, отвечая на вопрос Питера, часто называли Биг-Бен, но не всегда имели в виду звук самого колокола. Они вспоминали паузы между ударами – моменты ожидания следующего удара, когда слуховая зона коры мозга активизируется, готовясь к новому звуку; нечто подобное я остро ощущал на колокольне. На улице Биг-Бен звучит совсем по-другому, поскольку фактор ожидания ослабляется шумом транспорта. 150 лет назад, когда впервые прозвучал удар большого колокола, жители Лондона могли слышать его издалека. В наши дни характерные звуки в большей степени локализованы, и виновата в этом шумовая завеса современных городов.
Кокни, представители рабочего класса из лондонского Ист-Энда, известны своим рифмованным сленгом: они говорят «apples and pears» вместо «stairs», «plates of meat» вместо «feet» и «trouble and strife» вместо «wife». Настоящим кокни считается тот, кто родился в пределах слышимости колоколов церкви Сент-Мэри-ле-Боу. Но акустические исследования показывают, что настоящих кокни скоро не станет, поскольку зона слышимости церковных колоколов уменьшилась настолько, что в ней не осталось ни одного родильного дома[394]. Сто пятьдесят лет назад Лондон был тихим, как современная деревня, – уровень шума по вечерам, по всей видимости, не превышал 20–25 децибел, а колокольный звон был слышен на расстоянии 8 километров. Сегодня уровень шума в Лондоне, как правило, составляет около 55 децибел, и колокола слышны в лучшем случае на расстоянии полутора километров.
За полгода до близкого знакомства с Биг-Беном я оказался всего в 500 метрах от церкви Сент-Мэри-ле-Боу, рядом со звуковой скульптурой под названием «Кортиев орган» (рис. 8.8). Работа Фрэнсиса Кроу и Дэвида Прайора предназначена для преобразования и ослабления шума окружающей среды, например от транспорта, который заглушает лондонские колокола. «Кортиев орган» состоит из девяноста пяти прозрачных вертикальных цилиндров из акрила, каждый диаметром около 20 сантиметров и высотой 4 метра. Кортиев орган, расположенный в канале улитки нашего внутреннего уха, преобразует звуковые колебания в электрические импульсы. Скульптура напоминала гигантскую детскую игрушку; лес прозрачных цилиндров искажал фигуры проходящих мимо людей.
Рис. 8.8. «Кортиев орган»
Конструкция скульптуры опирается на область знания, которая возникла как следствие еще одного произведения искусства. В 1977 г. в Мадриде был установлен «Орган» работы Эусебио Семпере – большой круг из вертикальных стальных цилиндров. Но лишь в 1990-х гг. измерения, проведенные Франсиско Месегером и его коллегами из Института материаловедения в Мадриде, показали, что эта минималистская скульптура изменяет звук. Сфера интересов Месегера – фотонные кристаллы, крошечные структуры, изменяющие характеристики света. Если направить белый свет на такой кристалл, то некоторые цвета спектра останутся внутри и не пройдут сквозь него. Если вы возьмете павлинье перо и покрутите в руках, то увидите, как меняется его цвет. В природе самые яркие цвета, например на крыльях бабочек, на теле кальмара или на перьях колибри, получаются с помощью фотонных кристаллов, а не пигментов.
После беседы со специалистом по акустике Хайме Линаресом Месегер понял, что если фотонные структуры увеличить, то получится звуковой кристалл, не пропускающий звуки определенной частоты. В 2011 г. я показал, что звуковые кристаллы также интенсивно отражают некоторые частоты – эффект, похожий на переливчатость крыльев бабочки (к сожалению, он делает звук неприятным)[395]. Размеры «Органа» прекрасно подходили для того, чтобы Месегер и Линарес могли проверить свое предположение: 4 метра в диаметре, с расстоянием между цилиндрами около 10 сантиметров[396].
С одной стороны скульптуры Месегер установил динамик, создающий шум. Микрофон на противоположной стороне подтвердил гипотезу ученых: обнаружились запрещенные зоны, то есть частоты, которые не могли пройти сквозь лес цилиндров. Причиной этого эффекта является интерференция, явление, которое впервые объяснил британский физик Томас Юнг в 1807 г. Юнг был вундеркиндом, в девятнадцать лет говорившим на четырнадцати языках, и получил медицинское образование. Его классический эксперимент с двумя щелями, который до сих пор демонстрируют в школах, показан на рис. 8.9. Когда монохромный свет пропускают через две щели, на экране образуется узор из светлых и темных зон. В некоторых местах пики и впадины волн от двух щелей совпадают – усиливающая интерференция, – в результате чего образуются яркие участки. Если две волны приходят в противофазе и взаимно уничтожаются, то возникают темные участки – это ослабляющая интерференция.
Рис. 8.9. Эксперимент Томаса Юнга с двумя щелями
Тот же эффект можно продемонстрировать для звука, если взять динамик и экран со щелями, расположенными дальше, чем для света. Можно также усложнить эксперимент, увеличив количество щелей или поставив несколько экранов друг за другом. А если убрать экраны и каждую щель заменить цилиндром, то получится звуковой кристалл, похожий на скульптуру Эусебио Семпере. Как и в эксперименте с двумя щелями, прохождение звука через лес цилиндров определяется усиливающей и ослабляющей интерференцией – некоторые частоты оказываются запертыми внутри, многократно отражаясь между цилиндрами и не выходя наружу.
После того как ученые выяснили, что звуковые кристаллы блокируют звук, начались эксперименты по использованию таких звуковых барьеров. Но кристаллы ослабляют только несколько вполне определенных частот. Следовательно, цельный барьер из дерева и бетона почти всегда эффективнее останавливает широкополосный шум. Моя коллега из Солфорда, Ольга Умнова, экспериментировала с акустической черной дырой, которая поглощает более широкий диапазон частот. Черная дыра состоит из цилиндров, диаметр которых на краю звуковых кристаллов постепенно уменьшается. В результате образуется внешняя оболочка, которая направляет звук внутрь, где он может быть подавлен обычными звукопоглотителями[397]. Звуковые кристаллы также привлекли внимание средств массовой информации как средство получить звуковой эквивалент плаща-невидимки Гарри Поттера. «Неслышимый плащ» окружает объект, направляя звуковые волны в обход, так как они не отражаются от объекта. К сожалению, звуковые кристаллы часто получаются слишком большими для практического применения, поскольку длина звуковых волн велика, особенно по сравнению со светом.
В «Кортиевом органе» отсутствуют некоторые акриловые цилиндры, и в результате в центре скульптуры имеется извилистый проход. Равномерное распределение цилиндров должно привести к тому, что скульптура усиливает одни частоты и подавляет другие. Но я выбрал неудачный день. Неподалеку рабочие ремонтировали дорогу. Я пытался уловить слабые изменения звука, но отбойные молотки то замолкали, то начинали работать снова, в случайном порядке, и было невозможно определить, как звуковой кристалл преобразует шум.
В конце лета скульптуру установили вблизи дамбы на реке Северн в Англии. Постоянный шум от падающей воды позволил услышать, как изменяется звук. Фрэнсис Кроу рассказывал мне, что эффект становится заметнее, если войти внутрь скульптуры. Лес из цилиндров немного подавляет отдельные частоты шума, но их отсутствие трудно услышать. Однако если снова выйти наружу, то становится заметно их возвращение. В этом есть смысл, потому что наш слух работает как система раннего предупреждения, которая реагирует на новые звуки, а не на их отсутствие.