Ovalinė salė požeminėje Maltos šventykloje

…Scenoje, prieš skeptiškai tylinčią publiką pusračiu buvo pastatytos keturios arfos. Tačiau muzikantai nepasirodė. Tik koncertmeisteris nusilenkęs paskelbė, jog arfos… pagros pačios ir ne bet kaip, o kraštutinė kairioji skambės kaip fortepijonas, antroji – kaip violončelė, o abi dešiniosios – pakeis smuikus. Tučtuojau tatai įvyko: lyg nematomo burtininko liečiama, kairioji arfa suskambo fortepijono garsu, o likusios iš eilės taip, kaip buvo iš anksto pasakyta. Pademonstravusios savo sugebėjimą groti savitarnos būdu, arfos suskambėjo kartu ir atliko gana sudėtingą muzikos kūrinį.

Sumišę žiūrovai nežinojo, kam ploti už muziką – neplosi juk arfoms! Sumišimo valandėlė baigėsi, kai į sceną išėjo fizikas C. Vitstonas ir prisipažino sumanęs bei suorganizavęs arfų koncertą, norėdamas parodyti nuostabias akustikos ypatybes. Nevilkindamas laiko, jis atskleidė savaiminio grojimo paslaptį. Teatro rūsyje, tiesiai po scena, iš anksto buvo paslėpti fortepijonas, violončelė ir smuikai. Arfų rezonansiniai rėmai dailiais egliniais strypais buvo sujungti su instrumentais, kuriais, suprantama, grojo nebe nematomi vaiduokliai, o geri muzikantai. Instrumentų sukelti virpesiai kilo strypais ir žadino arfų rėmų ir stygų virpesius. Pradėjusios skambėti arfos iki tam tikro laipsnio kartojo žadinusiojo instrumento garsus. Todėl pirmoji iš kairės mėgdžiojo fortepijoną, antroji – violončelę, likusios – smuikus.

Šiuo sąmojingu triuku anglų fizikas C. Vitstonas vykusiai parodė savo amžiaus (devynioliktojo) žmonėms, koks paslaptingas mokslo žemynas yra akustika.

Juk net ir mūsų dienomis sklandžiai pakartotas arfų triukas suglumintų gerą dalį žiūrovų, pakaustytų fizikos žiniomis.

Keisti garso fenomenai patraukė žmonijos dėmesį jau senovėje. Antikos istorikai baisėjosi Sirakūzų tirono Dionisijaus klasta. Šis valdovas buvo įrengęs kalėjimą tikroje oloje, kurioje garsas sklido itin stebinančiai. Kai oloje kalbėdavosi ant akmeninių grindų stovintys žmonės, dėl netaisyklingos sienų formos pasklisdavo gausybė aidų. Vieni kitų žodžius sunkiai suprasdavo net patys pokalbio dalyviai. Jie buvo įsitikinę, kad nekuklus pasislėpęs klausytojas juo labiau nieko nepajėgs suprasti. Tuo tarpu buvo visiškai atvirkščiai. Olos gale, prie pat jos viršūnės, buvo siaura anga. Smalsuolis, tupėdamas prie angos, aiškiai girdėdavo net tyliausią šnibždesį, sklindantį iš olos ertmės. Dionisijus, iš vietinių piemenų sužinojęs apie tokią fenomenalią olą, uždarydavo joje kalinius ir, liepęs pastatyti namelį virš siaurosios angos, patirdavo kalinių mintis ir vėliau juos gąsdindavo savo žiniomis. Tai, suprantama, jam sekėsi, kol tirono pavaldiniai nesužinojo olos paslapties.

Ši ola yra gulinčios S raidės formos. Garso banga, pasak ją tyrusių specialistų, tarytum šliaužia išilgai lenktų lubų, atsikratydama aidų, ir susikoncentruoja ties mažąja viršutine anga. Bangos sklidimo mechanika oloje buvo ištirta tik mūsų amžiuje.

Senovės žmonės ypač anksti pastebėjo įdomų ir jiems naudingą garso atspindžio efektą elipsinės formos olose, tarpekliuose, kalnų aikštelėse. Stovintis viename elipsės židinyje žmogus aiškiai girdi net silpną garsą, kilusį kitame židinyje. Paslėpus antrąjį židinį nuo pirmajame stovinčio žmogaus akių, galima nustebinti ar net pagąsdinti klausytoją. Atrodo, kad sumanūs žyniai elipsinės formos olose, gal kiek jas pataisę, įrengdavo šventyklas. Jose maldininkas, stovėdamas viename židinyje, išgirsdavo nematomo dievo balsą arba į jį prabildavo akmeninė stovyla, stūksanti kitame židinyje. Tokios požeminės šventyklos liekanų yra ištikę Maltos saloje.

Plinijus Vyresnysis „Gamtos istorijoje“ (XXXVI kn., 13 sk.) rašo, kad garsiajame požeminiame Egipto labirinte buvo salių, kurių duris atveriant ūmai pasigirsdavo baisus trenksmas, šios salės taip pat buvo tokios formos, kuri visus atsispindėjusius garsus sukoncentruodavo ties nieko neįtariančiu lankytoju. Tačiau jos buvo jau ne gamtos, o gudriųjų egiptiečių darbas.

Vis dėlto ir juos mokė savo pavyzdžiais gamta. Aidas – įdomiausias natūralus akustinis reiškinys – nuo seniausių laikų tarytum ragina: domėkitės garsų paslaptimis, nematomasis garsas įveikia erdves ir užtvaras… Dažniausiai su aidų keistenybėmis susiduria kalnų tarpeklių ir paupių, ypač kalnuotų, gyventojai.

Jungtinėse Amerikos Valstijose, Kentukyje, teka požeminė upė Echo (Aidas). Per tūkstantmečius ji išgraužė erdvų Mamuto urvą. Jo sienos keisčiausiai išrangytos, ir garsai, atsispindėdami nuo jų, pavirsta, kaip Egipto labirinte, visiškai nepanašiais aidais. Irklų pliaukšėjimas sugrįžta iš tolumos kaip neregimų varpų ir varpelių koncertas, žmogaus riktelėjimas virsta nežemiškų kvietimų choru. Argi ne panašūs pavyzdžiai užkrėtė egiptiečius kurti požeminius stebuklingų garsų rūmus?

Tarybų Sąjungos rytinėje dalyje galima rasti dešimtis upių slėnių atkarpų, kuriose aidai nuostabiausiai žaidžia su klausytojais. Lenai tekant per Jakutiją, vienu tarpu ji šniokščia tarp 150-200 m aukščio uolų, kurias pakeičia kalnų gūbrys su retomis, kelių kilometrų atstumu išdėstytomis viršūnėmis. Garlaivio švilpukas ten nuaidi 25 kartus. Todėl, esant rūkui, laivų šturmanai negali pasitikėti garsiniais signalais, nes jie nuviliotų laivus tiesiai į uolas. Panaši vieta yra Jenisiejuje tarp Krasnojarsko ir Divnogorsko. Aidas pasikartoja 15 kartų. Obės upės slėnyje už Barnaulo aidas mėgsta kitokį žaidimą: per garsiakalbį pasakytą sakinį iki dešimties žodžių tiksliai pakartoja, neiškraipydamas nė garso. Karnos intako Višeros krante stūkso apie 30 m aukščio uolų virtinė „Šnekusis akmuo“. Į jų pusę pasakytus žodžius aidas pakartoja labai švariai, po to dar tyliau, ir vėl, ir vėl, tarytum kažkoks pašnekovas greit judėtų tolyn.

Reino upės slėnyje prie Lorelei uolos jau porą amžių renkasi smalsuoliai paklausyti pistoleto šūvio aido. Jis pasikartoja dvidešimt kartų. Tarp Arabijos ir Palestinos, Romos imperijos pakrašty, antikiniais laikais klestėjo Petros miestas, garsėjęs visoje imperijoje daugiausia dėl aido, kuriuo gamta apdovanojo Petros slėnį. Net silpnas balsas sukelia daug stiprėjančių aidų. Kiekvienas sekantis pasigirsta vis iš aukščiau, tarytum atsišauktų kažkoks kylantis aukštyn padaras… Romėnų turistai keliaudavo i Petrą specialiai paklausyti aidų. Miestas buvo apleistas, o aidai išliko.

Žmonija architektų rankomis, kurdama akustikos stebuklus, prilygsta gamtai. Žyniams, šventyklų statytojams ir urvų kasėjams labiau rūpėjo vienišas aidas, kuris maldininkams atstodavo dievybės balsą. Vėlesnius architektus domino žmogiškasis keistos, stulbinančios ar geros akustikos efektas. Vokietijos Demokratinės Respublikos Potsdamo mieste, vienoje Sansusi rūmų salėje kartą pliaukštelėjus delnais, sienos sugrąžina 10-12 sekundžių trunkančius plojimus. Kokia dėkinga vieta prastiems artistams ir atlikėjams…

Labai naudingas kitoks akustinis efektas, kai aidai negyvena savarankiško gyvenimo, bet padeda kalbančiajam – sustiprina jo balsą, leidžia jį toli ir aiškiai girdėti. Tokį reiškinį stengėsi sukurti bažnyčių ir salių architektai tais laikais, kai nebuvo įmanoma gamtos apgauti mikrofonais ir stiprintuvais. Norint išgirsti tokių aidų, nebūtina trenktis į Italiją ar Indiją. Sudervės bažnyčioje prie Vilniaus nuo sienų ir skliauto atsispindintys garsai netrukdo balsui ar muzikai, o paryškina ir sustiprina juos. Šiais laikais žinoma, kad aidas sustiprina ir praturtina kalbą, jei jis vetuoja mažiau negu 40 milisekundžių, šiuo atžvilgiu blogiausias aidas, pasigirstantis po 50-80 milisekundžių, nes tuomet jis balsą bjauroja, trukdo suprasti.

Gera akustika bažnyčioje yra padariusi nemalonumų jų lankytojams. Anglų astronomas Dž. Heršelis, vienas pirmųjų mokslininkų, susidomėjusių garso reiškiniais, yra aprašęs Džirdženčio bažnyčią Sicilijoje. Jos elipsinės formos viduje išpažinčių klausykla atsitiktinai buvo pastatyta viename elipsės židinyje, žmonės taip pat atsitiktinai aptiko, kad stovint kitoje vietoje, kuri buvo antrasis elipsės židinys, nediskretiška ausis puikiai girdi paslaptis, išpažįstamas kunigui. Netrukus susidarė būrelis vietinių plevėsų, nuolat besibūriuojančių strateginėje pozicijoje, ypač kai prie klausyklos prieidavo damos. Tačiau kartą jiems bestovint išpažintį panoro atlikti vieno jų žmona. Po tos išpažinties jis laimingu netapo ir neatidėliodamas kuo skubiausiai papasakojo kunigui apie savo ir draugų pramogą. Klausykla buvo perkelta į kitą vietą…

Greičiausiai taip pat tik atsitiktinai buvo pastebėtas, ko gero, įdomiausias akustinis efektas pastatuose, žinomas šnibždesių galerijos vardu. Įsivaizduokime didelę lenktą, dažniausiai apskritą galeriją (tarkime, apskrito pastato vidinės sienos pakraštį). Jei vienas žmogus ką nors sako kitam, esančiam skersai galerijos, klausytojas negirdi nieko arba girdi labai silpnai. O jei sušnibždama į sieną, klausytojas kur bestovėtų, aiškiai girdi kalbančiojo žodžius. Garsas sklinda palei sieną lyg kažkokiu garsolaidžiu.

Žinomiausi pasaulyje du tokie pastatai. Vienas – Pekino Dangaus šventykla (teisingiau, jos kiemas, aptvertas apskrita lygia tvora), antrasis – Londono Senpolio (Šv. Pauliaus) katedra. Pastarosios šnibždesių galerija – tai takas išilgai kupolo sienos, 40 m aukštyje nuo žemės. Sudervės bažnyčios kupolo viršutinėje galerijoje įvyksta panašus, tik daug silpnesnis efektas. Garso sklidimo išilgai sienos mechanizmą ėmė tirti 1878 m. anglų fizikas Dž. Reilis. Prie eksperimentų jis grįžo 1910 m. ir atrado, jog susidaro savotiškos paviršinės (plokščios) garso bangos, keliaujančios išilgai kreivo paviršiaus. Vis dėlto jis paaiškino toli gražu ne visas reiškinio detales. Jau mūsų dienomis JAV fizikas Dž. Derovas pastatė eksperimentinę Šnibždesių galeriją, prie kurios įrengė elektroninę matavimo aparatūrą. Pasirodė, kad išilgai galerijos įvairaus aukščio garsai nevienodai sklinda, kai kurie tam tikrose vietose apskritai buvo beveik negirdimi. Fizikas pastebėjo, kad juos slopina nuo kitur atsispindėjusių garsų interferencija. Kartu jis nustatė, jog kai kurie Reilio teiginiai dėl paviršinių bangų yra klaidingi. Šnibždesių galerijose, pasak Derovo, garso banga sudaro tam tikrą virpesių sluoksnį. Jis teka išilgai sienos. Tačiau mokslininko teorija turi silpnų vietų. Todėl akustinių efektų galerijoje problema iki galo neišspręsta. Tai uždavinys būsimiems tyrinėtojams…

Parengė R. Gustas

Žurnalas „Mokslas ir Technika”

1988, Nr. 1