Текст книги "Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес"

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!

Барри Маршалл из Института искусств Новой Англии в Бруклине, штат Массачусетс, который работает гидом в «Маппариуме», рассказал мне, как он использовал акустику, чтобы разыгрывать посетителей и «взрывать им мозг». Сильная фокусировка означает, что он может встать далеко от посетителей и удивить их, сказав «я здесь», а они посмотрят в противоположную сторону[275]275
  Маршалл Барри, из личной беседы, 13 мая 2011.


[Закрыть]. На холме Тойфельсберг я довольствовался тем, что подслушивал разговоры других людей, находя точку, где фокусировалась их речь.

Рис. 5.6. Прямой звук и отражения звука лопнувшего воздушного шарика в центре обтекателя антенны на холме Тойфельсберг

Слышимый на большом расстоянии шепот и фокусировка звука обычно раздражают людей, поскольку они слышат нечто, кажущееся им сверхъестественным. Если бы я разговаривал с вами в обычной комнате, низкие частоты моего голоса воспринимались бы обоими вашими ушами примерно одинаково независимо от положения вашей головы – благодаря дифракции они без труда огибают голову. Как правило, низкие частоты будут звучать громче в одном ухе, только если я подойду к вам вплотную, увеличив «звуковую тень», отбрасываемую головой. В этом случае громкость звука в дальнем ухе уменьшается, и вы думаете, что я нахожусь рядом с вами. Но в «Маппариуме» сфера настолько сильно фокусирует звук, приходящий к одному уху, что это обманывает мозг, заставляя думать, будто собеседник совсем близко. Я могу шептать милые глупости не только любимому человеку, стоящему в нескольких метрах от меня, но и самому себе!

Разумеется, смысл шепота в том, чтобы произнести фразу так тихо, чтобы ее не услышали те, для кого она не предназначена. Вероятно, оригинальный купол Капитолия позволял членам палаты представителей посылать друг другу тайные сообщения. Но усиление звука – обоюдоострое оружие: конгрессмены также имели возможность подслушивать секреты коллег. Мы склонны ассоциировать усиление звука искривленными поверхностями со шпионажем, обманом или противозаконной деятельностью. Феллини использует эту ассоциацию для усиления драматизма в своем фильме «Сладкая жизнь» (La Dolce Vita), где вогнутая чаша позволяет подслушивать разговоры, ведущиеся на нижнем этаже виллы[276]276
  Crunelle M. Is There an Acoustical Tradition in Western Architecture? http://www.wseas.us/e-library/conferences/skiathos2001/papers/102.pdf, 29 декабря 2012.


[Закрыть]. Но самая любопытная легенда, связанная со шпионажем, рассказывает о большой известняковой пещере в окрестностях Сиракуз на острове Сицилия, которая получила название Ухо Дионисия. Легенда гласит, что тиран Дионисий (около 430–367 до н. э.) превратил пещеру в тюрьму и использовал ее акустику, чтобы узнать, о чем перешептываются беспомощные узники.

Пещера имеет форму вытянутого и заостренного ослиного уха, резко сужаясь кверху. Клиновидная форма образует нечто вроде воронки для звука (рис. 5.7), подхватывая шепот на уровне земли и концентрируя его у потолка пещеры на высоте 22 метров. Согласно легенде, Дионисий подслушивал пленников в специальном помещении наверху – усиленный звук проникал к нему через небольшое, скрытое от глаз отверстие в верхней части пещеры.

Рис. 5.7. Звук в Ухе Дионисия

Пещера очень популярна у туристов, и раньше можно было попасть в камеру для подслушивания; в 1842 г. один путешественник писал, что «единственный… способ туда добраться – при помощи веревки и блока, и искатель приключений рискует жизнью, поднимаясь в маленьком ненадежном кресле»[277]277
  Angas G. F. A Ramble in Malta and Sicily. L.: Smith, Elder, and Co., Cornhill, 1842. 88.


[Закрыть]. Вопреки легенде, которую рассказывают всем туристам, многие выражали сомнение в возможности подслушивать шепот. В 1820 г. преподобный Томас Хьюз писал: «Очень тихий шепот слышится только как невнятное бормотание; громкий голос тонет среди беспорядочного эха. Голоса нескольких человек, говорящих одновременно, неразличимы и похожи на гогот гусей, так что если древние сицилийцы были хотя бы вполовину такими же болтливыми, как современные, которые всегда переговариваются во время концерта, то очень часто приводили бы в замешательство подслушивавшего их тирана»[278]278
  Hughes T. S., Travels in Sicily, Greece & Albania, Volume 1. L.: J. Mawman, 1820. 104–105.


[Закрыть].

Современные требования к безопасности не позволяют туристам подниматься в верхнюю камеру. Сегодня они могут просто насладиться реверберацией на уровне пола, восхититься легендой и полюбоваться необычной формой пещеры. (Другая связанная со звуком традиция, которую запретили в наше время, – это стрельба из пистолета, чтобы продемонстрировать посетителям акустические свойства пещеры. По свидетельству одного из туристов XIX в., «эхо от выстрела из пистолета было похоже на взрыв сорокавосьмифунтовой гранаты»[279]279
  Bigelow A. Travels in Malta and Sicily: With Sketches of Gibraltar, in MDCCCXXVII. Boston: Carter, Hende and Babcock, 1831. 303.


[Закрыть].)

Недавно Джино Ианначе и его коллеги из Неаполитанского университета уговорили владельцев пещеры пустить их в камеру для подслушивания, чтобы исследовать акустику. Подобно тому как мы оцениваем театры, учебные классы и железнодорожные вокзалы, группа Ианначе выполнила серию измерений, чтобы оценить разборчивость речи в пещере. Результаты оказались «хуже среднего», указывая, что реверберация пещеры делает речь невнятной. Не успокоившись, Ианначе выполнил серию тестов на восприятие, предложив слушателям воспроизвести фразы, произнесенные в пещере, но никто не смог понять ни единого слова. Как это ни печально, научные данные не подтвердили легенду.

Я отгонял от себя всякую мысль и, подавленный горем, валялся на земле.

Я уже чувствовал, что снова близок к обмороку, а там и к окончательному исчезновению, как вдруг послышался ужасающий грохот, поразивший мой слух. Казалось, я слышал раскаты грома; звуковые волны терялись понемногу в глубинах бездны.

Что породило этот шум? Несомненно, какая-нибудь катастрофа в недрах Земли! Взрыв газа или падение огромной скалы.

Я прислушивался. Я ждал, не повторится ли шум.

Так прошло четверть часа. Полнейшая тишина царила в галерее. Я не слышал даже биения моего сердца. Вдруг мне почудилось, когда я случайно приложил ухо к стене, что откуда-то, издалека, доносятся человеческие голоса. Я задрожал.

«Галлюцинация!» – подумал я.

Нет! Прислушиваясь, я действительно услышал какой-то шепот. Но разобрать, что говорилось, не позволяла моя слабость. Но я слышал голоса. В этом я был уверен[280]280
  Перевод Н. Егорова, Н. Яковлевой.


[Закрыть][281]281
  Verne J. A Journey to the Centre of the Earth. L.: Fantastica, 2013. 125–126.


[Закрыть].

Это момент, когда профессор Лиденброк и Аксель, главные герои романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли» (Voyage au centre de la Terre), чудесным образом находят друг друга с помощью шепчущей стены, образованной гранитным лабиринтом. Этот лабиринт огромен, и Аксель вычисляет, что слышит Лиденброка на расстоянии 8 километров.

Рис. 5.8. Шепчущий желоб архитрава в Клонмакнойсе

Если не учитывать воображение Жюля Верна и подняться на поверхность Земли, то самая большая из известных мне шепчущих стен имеет длину 140 метров – совсем маленькая и более прозаичная, чем стена в романе. Это бетонная дамба водохранилища Баросса на юге Австралии. По какой-то причине дамбу построили в форме идеальной дуги. Эта вытянутая бетонная громада превратилась в популярный туристический аттракцион, где посетители могут переговариваться, стоя у разных концов дамбы.

Дамба не фокусирует звук подобно эллиптическим потолкам и куполам; собеседники находятся слишком далеко от фокальной точки дуги. Звук прижимается к внутренней поверхности бетонной стены и почти без потерь переносится к противоположному краю дамбы[282]282
  30. В храме Неба в Пекине есть «Стена эха», которая на самом деле представляет собой шепчущую стену.


[Закрыть].

Шепчущие арки ведут себя точно так же – и точно так же появляются в самых неожиданных местах. На нижнем этаже Центрального вокзала Нью-Йорка потолок поддерживают широкие, облицованные плиткой арки. Они были спроектированы Рафаэлем Густавино и его сыном в 1913 г. Если рядом со знаменитым рестораном Oyster прошептать несколько слов, повернувшись лицом к арке, то звук пройдет вдоль облицованной плиткой дуги потолка и спустится у другого конца арки. Чтобы эффект проявился сильнее, нужно говорить и слушать, приблизившись вплотную к каменной поверхности.

Центральный вокзал не вызывает у меня ассоциаций с предложением руки и сердца, однако в шепчущих арках часто звучит именно этот вопрос (говорят, так поступил джазовый музыкант Чарльз Мингус). Подобные звуковые эффекты часто вдохновляют писателей и кинорежиссеров. Кэтрин Марш использует шепчущие арки как исходный пункт в своих книгах для детей «Ночной турист» (The Night Tourist) и «Пленник в сумерках» (The Twilight Prisoner), называя арки «одним из самых крутых мест в Нью-Йорке».

Я нашел больше десятка описаний шепчущих арок. Однако очень немногие (а скорее вообще ни одна из них) были спроектированы ради необычной акустики. Арка на знаменитом железнодорожном вокзале в Сент-Луисе в штате Миссури украшена табличкой, которая начинается словами: «Шепчущая арка: архитектурный курьез или разоблачитель тайн?» (Странный вопрос, поскольку она может быть одновременно и тем и другим.) Вероятно, необычный звуковой эффект был обнаружен в 1890-х гг., поскольку табличка сообщает, что «рабочий уронил молоток у одного края арки, а маляр услышал звук у другого края, на расстоянии почти 40 футов». Таким образом, эта шепчущая арка была случайным следствием геометрии.

Вне всякого сомнения, существует много шепчущих арок. Изящные архитравы над дверями, в которых есть широкие арки, помогают направлять звук от одного края к другому. Акустик и специалист по пирамидам майя Дэвид Лабман выполнил измерения одной такой арки в Университете Вест-Честера в Пенсильвании. Арка над дверью похожа на перевернутый желоб, внутри которого распространяется звук. Люди привыкли, что при удалении от источника звук становится тише, поэтому шепот, доносящийся из желоба арки, кажется им неестественно громким. Лабман задается вопросом, не создан ли этот эффект специально, поскольку у желоба над дверью, похоже, нет другого назначения[283]283
  Everbach E. C., Lubman D. Whispering Arches as Intimate Soundscapes // Journal of the Acoustical Society of America 127. 2010. 1933.


[Закрыть]. Но это могла быть и случайность – побочный продукт дизайна двери. К сожалению, эффект почти полностью заглушается шумом транспорта.

Моя любимая шепчущая арка находится в монастыре Клонмакнойс в графстве Оффали в Ирландии. (Разве собирателя звуковых чудес может оставить равнодушным это название?) Роскошный готический дверной проем, датирующийся XV в., украшен резными изображениями святого Франциска, святого Патрика и святого Доминика; он ведет в лишенный крыши полуразрушенный собор. Подобно арке у ресторана Oyster на Центральном вокзале Нью-Йорка, это популярное место для предложения руки и сердца. Легенда гласит, что этот дверной проем использовался крайне необычным образом: прокаженные становились с одного края и шептали признания в грехах в желоб архитрава (рис. 5.8), священник стоял с другой стороны арки, достаточно далеко, чтобы уберечься от инфекции, и слушал исповеди, доносящиеся из архитрава. Я полдня наблюдал за прибытием автобусов с иностранцами, которые, несмотря на дождь и вой ветра, развлекались, что-то шепча в арку. Каков же принцип действия этих шепчущих арок? Такой же, как и у шепчущих галерей.

Шепчущая галерея собора Святого Павла в Лондоне – одно из моих первых юношеских воспоминаний, связанных с акустикой. Собор имеет форму креста, а купол расположен над пересечением «перекладин». Здание считается одной из главных достопримечательностей Лондона, и во время Второй мировой войны премьер-министр Уинстон Черчилль приказал любой ценой защитить его от налетов немецкой авиации, чтобы поднять боевой дух англичан.

Посетители преодолевают 259 ступеней, чтобы подняться от пола собора к основанию купола и ступить на узкую галерею шириной несколько метров вдоль круглых внутренних стен купола. На этом уровне диаметр купола составляет 33 метра. По внутреннему краю галереи установлено металлическое ограждение, чтобы люди не упали, засмотревшись на вершину купола или на мозаичный пол, когда любуются пышным убранством собора. Помню, как я сам развлекался, окликая друзей, стоявших на противоположной стороне. На галерее было многолюдно и шумно, но я слышал грубые шутки друзей, чей шепот доходил до меня издалека.

Шепчущие галереи восхищали многих знаменитых ученых, в том числе королевского астронома Джорджа Эйри, прославившегося работами по планетарной астрономии и оптике. В 1871 г. он опубликовал теорию, объясняющую, что происходит в шепчущих галереях, но применима она была только к помещениям в форме идеальной сферы, таким как «Маппариум». Лауреат Нобелевской премии по физике лорд Рэлей также интересовался этой проблемой, отмечая, что для собора Святого Павла «объяснение Эйри неверно». Для доказательства этого утверждения Рэлей построил масштабную модель шепчущей галереи из полукруглой полосы цинка длиной 3,6 метра[284]284
  Lord Rayleigh. Scientific Papers. Volume V. Cambridge: Cambridge Universit Press, 1912. 171.


[Закрыть]. С помощью манка он получал высокий звук, который распространялся вдоль внутренней поверхности металлической полосы; звук у другого конца был настолько силен, что заставлял дрожать пламя свечи. Но, если поперек внутренней поверхности цинковой полосы устанавливали барьер, пламя оставалось неподвижным. Такой результат свидетельствовал о том, что звуковые волны прижимаются к внутренней поверхности изогнутой полосы.

Тот факт, что звук прижимается к внутренней поверхности галереи и скользит по ней, – любопытное научное открытие, но само по себе оно не объясняет удивительный эффект шепчущей галереи. Посетители часто слышат странные звуки, о чем в 1922 г. писал Ч. В. Раман:

В ответ на обычный разговор от стен отражаются странные звуки и передразнивающий шепот. На громкий смех откликается десяток друзей, притаившихся за штукатуркой. Тихий шепот доносится со всех сторон, а разговаривать можно, находясь на противоположных концах купола, тихим голосом, просто обращаясь к стене, из которой также исходит голос собеседника[285]285
  Raman. On Whispering Galleries.


[Закрыть].

Звук, прижимающийся к стене, создает акустическую иллюзию, поскольку он громче, чем ожидаемый. Кроме того, и тот, кто шепчет, и тот, кто слушает, должны стоять близко к стене. Если отодвинуться от стены, громкость звука резко уменьшается. Когда мозг пытается определить расстояние от источника, он ориентируется на громкость. Обычно шепот слышен в непосредственной близости от собеседника. Более того, при слабом движении головы громкость быстро уменьшается только тогда, когда источник звука находится близко. Мозг неверно интерпретирует быстрое затухание шепота, когда ухо удаляется от стены, и делает вывод, что источник находится в самой стене.

Раман получил Нобелевскую премию за исследование рассеивания света, однако он также много времени посвятил акустике. В начале XX в. он описал пять разных шепчущих галерей в Индии, в том числе громадный мавзолей XVII в. Гол-Гумбаз в Биджапуре. Снаружи Гол-Гумбаз – это внушительное здание, свидетельствующее о могуществе династии Адил-шаха, резко выделяющееся на фоне окружающей равнины. Оно похоже на гигантский куб с тонкими восьмиугольными башенками по углам и увенчано громадным куполом диаметром почти 38 метров, который приподнят над землей на 30 метров. Вот как описывает это место инженер-акустик Арьен ван дер Шот:

Внутреннее пространство довольно скромное, но вскоре забываешь об этом, пораженный акустикой, которая проявляет себя при малейшем звуке. Реверберация в Гол-Гумбазе производит такое сильное впечатление, что жители Индии добираются сюда не один день, чтобы только услышать ее. А когда прибывают на место, видят внутри сотню людей, кричащих во все горло[286]286
  Hedengren S. Audio Ease Releases Acoustics of Indian Monument Gol Gumbaz, One of the Richest Reverbs in the World // ProTooler (blog), September 21, 2007, http://www.protoolerblog. com/2007/09/21/audio-ease-releases-acoustics-of-indianmonument-gol-gumbaz-one-of-the-richest-reverbs-in-the-world.


[Закрыть].

Все это напоминает толпу у бассейна – дети радуются, крича и слушая, как многократно отражается их голос. Ван дер Шот выполнил акустические измерения, испытав редкое удовольствие от пребывания в пустом мавзолее. «Нам потребовалось два года, чтобы получить необходимые разрешения и на пару часов освободить это место. Толпу людей задержали у ворот, и мы могли в тишине работать в этой удивительной шепчущей галерее, где в ответ на шепот можно сосчитать до 10 отражений»[287]287
  Ibid.


[Закрыть].

Несмотря на радость, которую Гол-Гумбаз доставляет посетителям, шепчущая галерея в нем была случайностью. Решение установить купол над залом приняли уже после начала строительства. Я нашел только одно упоминание о специально сконструированной шепчущей галерее. В номере журнала Trough the Ages Magazine за 1924 г. сообщалось, что «шепчущая галерея в Капитолии штата Миссури [Джефферсон-Сити, 1917] была тщательно рассчитана знаменитым специалистом в области акустики, и это, вне всякого сомнения, первое свидетельство успеха подобного предприятия»[288]288
  The Missouri Capitol: The Exterior of the Jefferson City Structure Was Built Entirely of Missouri Marble // Trough the Ages Magazine 1. 1924. 26–32.


[Закрыть].

На одной из конференций по акустике я представил несколько анимаций, показывающих, как звуковая волна распространяется по шепчущей галерее. При помощи новейших алгоритмов и мощного компьютера демонстрируется, что шепот скользит по галерее, прижимаясь к стенам. Готовясь к докладу, я зашел в библиотеку, чтобы взять экземпляр акустической библии XIX в., «Теории звука» (The Theory of Sound) лорда Рэлея, которую он написал в Египте, выздоравливая после ревматической лихорадки. Его описание того, что происходит в шепчущих галереях, было легко проиллюстрировать – гораздо легче, чем мои сложные компьютерные модели.

Представьте бильярдный шар на круглом столе, который движется почти параллельно бортику. Шар иллюстрирует, как звук перемещается по галерее, если прошептать несколько слов, приблизившись к стене. Теперь неожиданный эффект становится очевидным: шар прижимается к борту и движется вдоль него, не смещаясь к центру. То же самое происходит со звуком в шепчущей галерее (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Звук в шепчущей галерее

Во время посещения станции прослушивания на холме Тойфельсберг я продемонстрировал эффект шепчущей галереи своему гиду Мартину. Он советовал туристам проверять акустику помещения, стоя в центре купола, но не знал, что голос может скользить вдоль стен. Потом, в те редкие минуты, когда в куполе больше никого не было, я провел измерения: прокалывал воздушный шарик у стены купола, записывая звук у противоположной стены. Такой громкий хлопок приводит к тому, что звук может несколько раз обежать окружность купола, прежде чем затихнет. Один раз я насчитал восемь отчетливых хлопков. На записи одного такого хлопка видны четыре или пять пиков, когда звуковая волна проходит мимо микрофона (рис. 5.10).

Рис. 5.10. Звук, созданный лопнувшим воздушным шариком в центре купола на холме Тойфельсберг

Но почему галерея в соборе Святого Павла называется «шепчущей», а не «говорящей»? Недавно я вернулся в собор и тайно сделал несколько записей. В галерею лучше всего приходить пораньше, когда народу не слишком много и шум не так силен. Кроме того, рекомендуется захватить с собой помощника, который будет шептать, но я пришел туда один. К счастью, смотритель шептал как раз так, как мне было нужно. Вернувшись в лабораторию, я проанализировал записи, которые выявили одну вескую причину, почему в соборе лучше шептать, чем говорить нормальным голосом: фоновый шум, поднимающийся снизу, в диапазоне обычной речи звучит довольно громко. Но на более высоких частотах, на которых шептал смотритель, фоновый шум гораздо тише, поэтому шипящие звуки не поглощаются посторонним гулом.

Большинство выдающихся звуковых чудес, которые мне удалось найти, были случайными, но какие звуки мы можем получить, если приложим усилия? Какие геометрические формы могут использовать физику, присутствующую в случайных звуковых чудесах, чтобы создать новые акустические эффекты? Примером для подражания может служить живший в XVII в. ученый иезуит Афанасий Кирхер. Он не только описывал свое знаменитое кошачье пианино, но и рисовал фантастические звуковые устройства наподобие говорящих статуй и музыкальной арки, которая автоматизирует сочинение музыки. Возможно, нынешние изобретатели предложат современные версии этих устройств.

Путешествуя по миру в поисках звуковых чудес, я начал мечтать о собственных. Исследуя искажения звука в куполе на холме Тойфельсберг, я вспомнил о комнате смеха с кривыми зеркалами, куда я любил приходить в детстве. Одно зеркало было искривлено таким образом, что превращало меня в уродливого гоблина. Другое удлиняло мне ноги и укорачивало туловище, которое почти исчезало. А можно ли создать шепчущую галерею, используя сложную кривую? Такая конструкция была бы новой; все шепчущие галереи и стены, которые я исследовал, имели форму простых арок, кривых или куполов.

Рис. 5.11. Новые шепчущие стены

В своей статье о шепчущих галереях Ч. В. Раман описывает Голгхар, старое государственное зернохранилище в индийском Банкипуре. Здание, построенное в 1783 г., имеет форму осиного гнезда; высота его составляет 30 метров, и с него открывается великолепный вид. Раман обращает внимание на его внутреннюю акустику: «Вероятно, это единственное в мире здание со свойствами шепчущей галереи. Едва слышный шепот в одном конце отчетливо слышится в другом»[289]289
  A Handbook for Travellers in India, Burma, and Ceylon, 8th ed. L.: John Murray, 1911.


[Закрыть]. Но меня заинтересовали фотографии внешнего вида здания. Спиральная лестница опоясывает его наподобие горки в старинном парке развлечений. Если внешнюю стену лестницы превратить в плавную кривую, звук сможет подниматься по ней. Это будет шепчущая «горка», дополняющая шепчущую галерею внутри.

Компьютерная программа, с помощью которой я получил анимации для собора Святого Павла, позволила мне конструировать шепчущие галереи необычной формы и проверять, работают ли они. Прежде чем строить театры и концертные залы, с помощью компьютера проверяют, услышит ли актера публика и будут ли разборчивыми объявления, транслируемые громкоговорящей системой оповещения на железнодорожном вокзале. Таким образом, я использовал свои инженерные навыки и научные знания для решения обратной задачи. Вместо того чтобы исключить искажение звука, вызванное искривленными поверхностями, я с помощью тех же инструментов максимизировал звуковые искажения.

Некоторые из работ скульптора Ричарда Серры в Музее Гуггенхайма в испанском Бильбао представляют собой гигантские стальные стены с шепчущим эффектом. Вдохновившись этими работами, я придумал одну необычную конструкцию. Я хотел, чтобы шепот прижимался к S-образной кривой, похожей на зеркало в комнате смеха. Но, к сожалению, звук не прижимается к выпуклому участку. Эту проблему я решил, составив S-образную форму из двух дуг (рис. 5.11). В такой конструкции звук проходит по внутренней поверхности одной дуги, преодолевает маленький промежуток, разделяющий две секции, а затем скользит вдоль внутренней поверхности второй дуги – и приходит к слушающему неожиданно громким.

Подобные места интересны тем, что голос можно услышать на непривычно большом расстоянии, и эффект усиливается в том случае, если звук представляет собой тихий шепот. Математический анализ, выполненный лордом Рэлеем, указывает на еще одну причину предпочтительности шепота: высокие частоты, как в свистящих интонациях шепота, ближе прижимаются к стенам, чем более низкие частоты обычной речи. Кроме того, галерея собора Святого Павла отличается особым качеством передачи звука. Акустики приписывают это свойство небольшому наклону стен. Если стены наклонены внутрь, то меньшая часть звуковой волны уходит вверх, к вершине купола.

Теперь я понимаю, почему в канализационном туннеле мой голос перемещался по спирали. Анализ лорда Рэлея показывает, что эффект прижимания звука к стенам в шепчущих галереях более выражен при большом диаметре окружности, но теория также демонстрирует, что подобный эффект возможен и в помещениях меньшего размера, даже в туннелях диаметром в два метра. Моя голова располагалась у самого потолка канализационного туннеля, и мой голос одновременно уходил в пространство и скользил вдоль вогнутых стен, как это происходит в шепчущей галерее. Это была вовсе не акустическая иллюзия – звук действительно перемещался по спирали.