Когда звук убивает наверняка

Пожалуйста, не волнуйтесь,

читатель! Речь пойдет не об упомянутых вскользь «летучих голландцах» с экипажами, возможно, умерщвленными звуком. И не об описанной Октавом Мирбо китайской пытке под непрерывно звонящим колоколом, при Которой узник, предварительно сойдя с ума, умирает через сутки-двое. И даже не о плава­ющих вверх брюхом (все в кровоподтеках!) рыбках, находящихся вблизи вибратора мощного гидролока­тора в момент излучения им импульсов. Нет, речь пойдет о смерти радующей, о смерти исконного вра­та моряков всех времен и народов—«морского желу­дя» — балянуса и ему.подобных мелких организмов,

fi* 139

которыми обрастает подводная часть кораблей, в ре­зультате чего их скорость заметно снижается.

Падение скорости может достигать 1—1,5 узла, что наносит значительный материальный ущерб па-роходствам. Естественно, с этим мириться трудно. Наиболее распространенный прием борьбы — приме­нение необрастающих красок для подводной части судов. Однако срок службы этих красок, как пра­вило, не превышает года, после чего судно необходи­мо вновь доковать и окрашивать. К тому же краски (эффект которых основан на выщелачивании в воду ядовитых веществ — таких, например, как мышьяк) загрязняют воду и в течение довольно продолжитель­ного времени (когда судно уже уйдет из данного рай* она) воздействуют на те мелкие морские организмы, убивать которых уж нет никакого смысла.

Вот и возникла мысль использовать для целей борьбы с поселениями балянусов и мидий мощные ультразвуковые колебания. Несколько ультразвуко­вых вибраторов укрепляют вдоль корпуса судна из­нутри к его обшивке. Вибраторы возбуждают коле­бания обшивки, вблизи нее возникает мощное ульт­развуковое поле.

Каков же механизм губительного воздействия ультразвука на подводных «колонистов»? Прежде всего, обратили внимание на механические силы ка-витационной природы. Известно, что при значитель­ном разрежении (в частности, вследствие мощных упругих колебаний) в жидкости образуются участки разрыва сплошности, в которые диффундирует ра­створенный в ней воздух, а при более сильных раз­режениях— и водяной пар.

Кавитация на судах более известна как вредное явление. Она вызывает эрозию лопастей гребных винтов, превращая их за короткое время в обглодан­ные изъязвленные пластинки; в рыболокаторах и ги­дролокаторах образующиеся при особенно мощном излучении облака кавитационных пузвтрьков у вибра­торов не пропускают излучаемые и принимаемые сигналы. Но вот в деле борьбы с биологическими объектами, поселяющимися на корпусах кораблей, ка* витация явно полезна. Довольно скоро после появле* ния кавитационные пузырьки захлопываются. При

но

 

Кавитационные' пузырьки, воз­никающие на наружной поверх­ности обшивки при работе ультразвукового вибратора, не дают развиваться на обшивке колониям морских организмов.

Характерная картина на­ружной поверхности под­водной части судна, не за­щищенной от обрастания: морские желуди и другие организмы делают поверх­ность обшивки шерохова­той.

этом в воде возникают значительные силы и смеще­ния, приводящие к гибели как самих «обрастателей», так и их личинок:

Долгое время других причин гибели обрастателей под действием мощного ультразвука не искали. По­том заметили, что при кавитации и связанных с ней процессах электролиза выделяются азотная кислота и перекись водорода, это также не может не повлиять на жизнедеятельность обрастателей. Высказывались и другие гипотезы о причинах их гибели: возника­ющие в воде при кавитации тепловые поля, пульса­ции давления, мешающие личинкам обрастателей закрепляться на поверхности корпуса, и даже... сни­жение электрокинетического потенциала, а следова­тельно, и жизнедеятельности клеток организмов, подвергающихся озвучиванию.

Как бы то ни было, явление ультразвукового про-тивообрастающего облучения «работает». Частоты и интенсивность излучаемого звука выбирают такими, чтобы он не вызывал травмирующего действия на личный состав судов (ведь при работе вибраторов и вызванных ими колебаниях обшивки определенное

излучение, происходит и внутрь судна). Оказалось, чтр достаточно сильное угнетающее действие на ба-лянусов и их собратий наблюдается уже при мощно-стях вибраторов 200—300 ватт. При большой толщи­не обшивки судна, как установил В. В. Корнев, мощ­ность вибраторов приходится увеличивать.

Сколько же вибраторов требуется для эффектив­ных мероприятий против обрастания? Может быть, ими потребуется усеять подводную часть судна? П. И. Щербаков в своей статье* в научно-популярном журнале указывает, что на отечественных судах уста­навливают не более шести вибраторов, а иногда их количество сокращают до двух. Режим их работы мо­жет быть либо непрерывным, либо периодическим. Последнее обусловлено тем, что процесс прикрепле­ния личинок обрастателей к корпусу судна продол­жается несколько часов (до 20), поэтому даже при периодическом включении вибраторов вероятность уничтожения личинок достаточно велика. Во время движения судов вибраторы можно включать- реже, так как возникающие при ходе судна гидродинами­ческие силы содействуют срыву личинок с поверхно­сти обшивки.

И если случайные купальщики в какой-либо из гаваней почувствуют резь в ушах, беспокоиться не следует: просто одно из стоящих вблизи судов вклю­чило вибраторы ультразвуковой защиты. Но ультра­звук этот таков, что убивает он только мелкие мор­ские организмы, которые любят селиться большими колониями на подводной части судов.

Термин «гелиевая речь»

установился в международной практике уже более десятилетия назад. Связан он с глубоководными по­гружениями водолазов и аквалангистов. Во избежа-, ние физиологических нарушений в их скафандры вместо обычного воздуха вводят гелиево-кислород-

ную смесь. Речь водоЛаЗа'при этом сильйо деформи­руется. Частота резонансов полостей рта и носоглот­ки, участвующих в речеобразовании, смещается вверх, соответственно изменяются частоты характер­ных составляющих речи — формант, определяющих ее разборчивость. При повышенных давлениях это смещение еще увеличивается, и тогда речевая связь Между водолазом и обеспечивающим судном стано­вится практически невозможной. Учитывая «бубня­щий» характер такой речи, ей дали еще одно наиме­нование — «утиная».

Значительные работы по улучшению условий ре­чевой связи выполнены в США и Японии. Один из первых методов исправления искажений речи в ге-лиево-кислородной смеси был основан на искусствен­ной «обратной» деформации спектра речевого сигна­ла в тракте магнитофонной записи. Оказалось, что метод невозможно использовать для непосредствен­ной непрерывной связи, так как требуется известное время на запись и воспроизводство обработанной ре­чевой информации.

Лабораторией прикладных наук военно-морских сил США в Бруклине совместно с рядом фирм было выполнено много исследований и разработок по обес­печению нормальной речевой связи с водолазами и акванавтами при их глубоководных погружениях. Хороший результат получен при использовании так называемой вокодерной техники, применяемой в искусственных синтезаторах речи. Использовались многоканальные (до 34 частотных каналов) воко­деры.

Дальнейший прогресс обусловило привлечение цифровой техники. Речевой сигнал, сначала несколь­ко растянутый электронным трактом во времени, пре­вращается в серии двоичных импульсов преобразова­теля «аналог-цифра». Полученные импульсные группы вводятся в накопительные регистры. Далее серии им­пульсов переводятся в непрерывный сигнал преобра­зователем «цифра-аналог» с учетом обеспечения нор­мального времени произнесения слов.

При опытах связи с акванавтами подводной иссле­довательской лаборатории «Силэб» было полученб увеличение разборчивости речи с 20% (что харак^-

Спектрограмма фразы на английском языке, произнесенной в воз­духе (верхний рисунок) и в гелиево-кислородной смеси (нижний рисунок). Видно усиление колебаний высоких частот при звуча­нии речи в гелиево-кислородной смеси.

терно для обычной телефонной связи с человеком, на­ходящимся в гелиево-кислородной атмосфере) до 90%. Заметно возросла естественность звучания речи в телефоне.

Специалисты признают, что хотя в принципе проб­лему улучшения качества речевой связи с водола­зами и акванавтами можно считать решенной, по­требуются еще большие усилия для того, чтобы сделать аппаратуру связи более простой, дешевой и компактной. Нуждаются в отработке электронные устройства, корректирующие «гелиевую речь» при изменении глубины нахождения водолаза или аква­навта.

В подводной эре будущего устройства для коррек­
ции речевой связи как между самими «гомо аквати-
кус» — людскими обитателями подводного мира, так
и между ними и людьми на поверхности моря или
земли займут достойное место. ^:

СВЕТОМУЗЫКА И МУЗЫКОПЕЯ

„.Река звуков... переносит в душу слушателя настрое­ния, навеянные вдохнове­нием артиста, возносит ее в царство вечной красоты...

Г. Гельмгольц."О физиологиче­ских основах музыкальной гар­монии

Мы говорим, что некоторое произведение отличается му-зыкальностью даже тогда, когда оно является видом живописи... Конечно, и поэ­ты также называются твор­цами мелодий.

Она же (музыка) является
утешением в страданиях.
Поэтому флейты и наигры­
вают мелодии для людей,
пребывающих в скорби, об- •
легчая тем самым страда­
ния последних.. •

Секст Эмпирик. Против музы­кантов

Музыка — колыбель акусти­ки. И не коснуться ее, говоря об удивительном в мире звука, невозможно. Хотелось бы сказать о поисках человечеством правильных интервалов между тонами разной частоты, рождающих гармонические созвучия; о создании Пифагором с помощью опытов на его мо­нохорде (а проще — натянутой на деке струне с пере-* мещающимся зажимом) первого натурального музы­кального строя; о перевороте, совершенном в.XVII ве­ке, одним неведомым ранее органистом, которому удалось то, что не удавалось Кеплеру и Эйлеру, и ко­торый создал более совершенный равномерно темпе­рированный музыкальный строй, сохранившийся до нашего времени; о великих мастерах прошлого, кото­рые, не имея современных физико-математических представлений о процессе звучания тел, создавали тем не менее неповторимые по качеству скрипки; о музыкальных исканиях и порождениях XX ве-ва — «узкоинтервальной» четвертитонной музыке;

о различных «музыках" шумов», «рисованной музыке» и прочем..

Хотелось бы... Но по необходимости приходится ограничивать круг рассматриваемых тем. '

Цветомузыка. Новое ли это явление из области «перекрестных» психофизиологических эффектов? Еще античные философы, в частности, цитируемый нами Секст Эмпирик, говорили о слиянии эффектов вос­приятия музыки и живописи. Соединить цветовые ощущения с музыкой пробовал Леонардо да Винчи.

Ньютон после своих знаменитых опытов по раз­ложению с помощью призмы белого цвета на состав­ляющие отметил (скорее, быть может, формально), что «...ширина семи основных цветов спектра пропор­циональна семи музыкальным тонам гаммы или семи интервалам между нотами октавы».

Дед великого натуралиста Ч. Дарвина Эразм Дар­вин в книге «Хр.ам природы», вышедшей в 1803 году, указывает уже на возможность создания практиче­ского цветомузыкального устройства. В этом устрой­стве свет от мощной лампы проходит через цветные стекла и падает на белую стену. Перед стеклами по­мещают подвижные решетки, соединенные с клави­шами клавикордов, и «...производят одновременно слышимую и видимую музыку в унисон друг с другом».

Далее Э. Дарвин пишет: «В этом случае родство двух сестер — Музыки и Живописи — дает им право заимствовать друг у друга метафоры: музыканты го­ворят о блестящей музыке, о свете, о тенях концерта, а художники —*• о гармонии цветов и тоне картины».

Разумеется, цветоклавикорды Эразма Дарвина —
это не настоящая цветомузыка в ее позднейшем пони­
мании, как не настоящей цветомузыкой являются и
современные цветомузыкальные устройства в различ­
ных торговых салонах и на выставках. Загляните в
какой-нибудь магазин «Электроника», где демонстри­
руется подобное устройство. Синхронно с ритмами
фокстрота или танго вспыхивают за ажурной решет*-
кой спрятанные там разноцветные лампочки. Нет
движения света, нет динамики его формы, вообще,
. бесполезно искать здесь какие-либо принципы цвето-
музыкальных соответствий. '

Первыми, кто попытался обосновать пеихоэстети-ческие основы цветомузыки, были русские музыкаль­ные гении Скрябин и Римский-Корсаков. За основу светозвуковых ассоциаций они брали прежде всего соответствия тональностей и цвета. Скрябин написал к своему «Прометею» специальную световую парти­туру. В разное время это произведение пытались ис­полнить с цветовым сопровождением, но светотехника часто недалеко уходила от упомянутых выставочных устройств.

Однако не в этом главное. До сих пор не раз­работаны психологические принципы цветомузыки. Если Скрябин и Римский-Корсаков расходились даже в принципах простейших соответствий — в мнении о том, каким нотам октавы соответствуют те или иные цвета,—то что же говорить о более сложных прин­ципах цветомузыки: световом выражении общей идеи современного музыкального произведения, направлен­ности его отдельных частей и т. п.? Психофизиологи­ческие исследования в области светозвука находятся, по существу, в зачаточной стадии. Приведем некото­рые данные этих исследований, полученные совет­скими акустиками И. Л. Ванечкиной, Б. М. Галеевым, Р. X. Зариповым и другими.

Был, например, проведен анкетный опрос членов Союза композиторов СССР с целью определения за­кономерностей их цветового слуха при подобном би-сенсорном воздействии. Результат оказался несколько.неожиданным: у опрошенных ответствует «видение» цвета отдельных тонов. Однако многими отмечается разделение тонов по «светлостному» признаку: низкие тона — темные, высокие — светлые. Это подтвержда­ют и выводы других авторов.

Распространенной оказалась аналогия «тембр зву­чания — цвет». При этом доминантной опять-таки является светлостная характеристика. Инструментам, у которых основные спектральные составляющие, оп­ределяющие тембр, находятся в низкочастотной об-дасти, соответствуют темные цвета (коричневый, фио­летовый, черный), инструментам высокочастотной тембральной области — светлые цвета (голубой, ро­зовый, желтый, оранжевый),

Восприятие тональностей также 'происходит через светлостные характеристики: цвета мажорных то­нальностей светлее, чем цвета минорных, диезные то­нальности считаются яркими, активными, "бемоль­ные — блеклыми, пассивными.

Чаще всего увеличение интенсивности звукового раздражителя сопоставляется с увеличением интен­сивности отвечающего ему светового. Но при испол­нении светомузыкальных композиций натолкнулись и на такое психологическое явление, когда происходит «замещение раздражителей», то есть когда более сильному музыкальному раздражению у подопытного лица становится адекватно более слабое световое раз­дражение.

Количество возможных светозвуковых ассоциаций огромно. Можно предполагать, что наиболее часто встречающимися окажутся варианты бисенсорног© воздействия, отвечающие общезначимым ассоциа­циям, натуральным условным рефлексам, например:

ритм, динамика звука — ритм, динамика «свето-вого жеста»;

мелодическое развитие музыкальной компози­ции— графическое развитие светового рисунка;

громкость звука — размер светового пятна;

тональное развитие — развитие колорита всей ви­димой картины и т. п.

Ошибочно думать, однако, что цветомузыка огра­
ничится областью соответствия ощущений разнород-
йых органов чувств. Возможны совершенно иные эф­
фекты. Музыканты, как и писатели, часто применяют
прием контрапункта, когда одна тема сходит, дру­
гая же одновременно развивается, растет. Скрябин,
по-видимому, первый выразил идею комбинирован­
ного светомузыкального контрапункта. «...Нужны
световые контрапункты,— говорил он.—Свет идет
своей мелодией, а звук — своей... Мелодия может, на­
пример, начинаться звуками, а продолжаться линией
светов... Как это волнует. Как будто какую-то неизве­
данную землю открыл».!

Кроме цветомузыки возможны другие «перекрест­ные эффекты» в области одновременного восприятия язлений различными органами чувств. Поэт Игорь Северянин писал о «сладком теноре жасмина»; сопо-

148 '

етавляя эффект от обоняния запаха цветов со звуко­вым (и одновременно вкусовым!) ощущением. Неко­торые предлагали при исполнении музыкальных про­изведений, связанных с природой (например, «Поэмы о лесах» и поэмы «Море» Чюрлениса), выпускать в зал из баллонов вещества, создающие требуемые за­пахи (листвы, хвои, морских водорослей). Один из исследователей указывает, что у опрошенных компо­зиторов при прослушивании музыки возникали обо­нятельные и даже осязательные ассоциации («шеро­ховатая» музыка).

В романе американского фантаста Р. Бредбери «451° по Фаренгейту» описываются «телевизионно-музыкальные» стены будущего жилища. В такт му­зыке по стенам перемещаются, пробегают в различ­ных направлениях разноцветные сполохи переменной интенсивности. Быть может, эта картина недалека от одной из ближайших по времени и более или менее совершенных реализаций цветомузыкальных систем.

У нас в стране интерес к цветомузыке велик. В Харькове состоялось открытие городского концерт­ного зала цветомузыки. Присутствовавшим на премь­ере посетителям (их уже нельзя назвать просто слу­шателями) были предложены произведения Вагнера, Чайковского, Листа, Дебюсси в интерпретации автора цветовых композиций Ю. Правдюка. Аналогичные концерты состоялись в Москве, Казани, Ленинграде и других городах страны, причем в каждом случае характер цветового сопровождения и системы реали­зации этого сопровождения были различными.

1 марта 1826 года Пушкин записал в альбоме пиа­нистки М. Шимановской:

...Из наслаждений жизни Одной любви музыка уступает, Но и любовь мелодия...

Цветомузыка, о которой, как видно из книги Э, Дарвина, задумывались уже в пушкинские време­на, быть может, одно из совершеннейших проявлений эстетической стороны музыкального искусства. Но есть у музыки и другая, так сказать, прагматическая сторона. Музыка может настраивать и мобилизовы­вать человека, успокаивать и лечить его. Конечно, и

это не ново. Тот же Секет-Эмпирик, активнейший из философов-скептиков, написавший ряд трактатов против представителей различных профессий, в трак­тате «Против музыкантов» принужден все же приз­нать целебную силу музыки. Пифагор указывал на музыку как на главнейшее средство гигиены духа. В различные века нашей эры интерес к психологическому воздействию музыки не осла­бевал.

В США была организована Национальная ассо­циация музыкотерапевтов; представители ее состав­ляют лечебные каталоги музыки; это так называемая музыкальная фармакопея («музыкопея»), У истоков движения в США стоял еще Т. Эдисон, отобравший с помощью специалистов-музыкантов более сотни раз­личных музыкальных произведений, которые должны были воздействовать на эмоциональное состояние слушателей. Некоторые произведения рекомендова­лись «для умиротворения», другие — «для приятных воспоминаний», «для любви», «для пробуждения ве­селости» и даже «для развития чувства преданно­сти». В России в 1913 году виднейшим психиатром В. М. Бехтеревым также было основано.«Общество для выяснения лечебно-воспитательного значения музыки и ее гигиены».

, Наиболее часто нуждаются в действии музыки как лечебного средства для уменьшения раздражи­тельности, чувства-тревоги, нервного утомления, для подъема тонуса. Какую же музыку следует предло­жить в этих случаях? Веселую, бравурную, легкую, эстрадную? Конечно, здесь многое зависит от музы­кального вкуса и от характера человека. Но почти во всех случаях помогают произведения Шопена, Шуберта, Бетховена, Прокофьева. И, конечно же, Баха, всеисцеляющего Баха, имя которого называет почти каждый из опрашиваемых лиц, А если по ут­рам из репродуктора несутся «для увеличения бодро­сти "и создания трудового настроя» трескучие марши и пьесы некоторых современных композиторов с их ассонансами и формалистическими вывертами, это указывает лишь на неосведомленность музыкального редактора в области психоакустики. В радиовещании

Вот он—рецепт лекарства, действующего порой лучше меди­цинских средств, принимаемых внутрь.

Прибалтийских республик чаще звучит по утрам спо­койная мелодичная музыка, и ее «мобилизующий эффект» оказывается сильнее, чем у наивно-бравур­ных маршей. Благотворно влияние подобной музыки как средства, снимающего утомление, в частности, после долговременного действия мощного производ­ственного шума. '

Каков же механизм целебного воздействия музы* ки? Некоторые исследователи полагают, что он обус­ловлен прежде всего ассоциативными памятными связями. Слов нет, под камерную (да и не только ка­мерную) музыку. Шумана, Скрябина, Рахманинова хорошо «вспоминается», всплывают умиротворяющие ассоциации детских и юношеских лет. Но, по-видимо­му, музыкопея обусловлена не только этими факто­рами. Иначе как, например, объяснить, что ипохонд­рик, по свидетельству специалистов, испытывает об­легчение, слушая скорбную музыку, а сверхвозбуж­денный больной успокаивается при звуках быстрых, резких музыкальных композиций?

Некоторые лица, возможно, со слабым типом нервной системы испытывают утомление и, даже уг­нетение от вагнеровских труб и литавр (звучащих, например, в увертюре к «Риенци») или от симфоний Брукнера. С другой стороны, М. Горький, которого едва ли можно заподозрить в слабости нервной си­стемы, писал в одном из писем: «Много не могу слу­шать музыку, нервы не выдерживают».

Цветомузыка и музыкопея — «старинные новин­ки». Но, как видно, за много веков, прошедших с на­чала их появления, прогресс в исследовании этих яв­лений относительно невелик. И дело здесь прежде всего в сложности процессов их воздействия на чело­века. У них — все в будущем.

А теперь, когда мы поговорили в ряде очерков о звуках, издаваемых либо воспринимаемых человеком, травмирующих его или дающих ему успокоение и наслаждение, впору поговорить о звуках «малых сих» — окружающего нас животного мира, и среди них прежде всего о звуках, издаваемых существами, обитающими в водоемах планеты»

Г

БОЛТЛИВЫЙ

«МИР БЕЗМОЛВИЯ».

ЭХО-ЛОКАЦИЯ В ПРИРОДЕ

Те, кто обрекают всех рыб
на молчание и глухоту,
весьма мало знают природу
рыб..

Клавдий Элиан

О голосах птиц, животных

говорить не приходится: каждый человек слышал их много раз, иногда с наслаждением, иногда с тре­вогой. В работе орнитолога и зоолога XIII века Ф. Гогенштауфена уже содержались интересные све-дения о строении слуховой системы некоторых перна­тых. Укажем лишь, что сейчас птичьи голоса иногда используются в практических целях. Так, чтобы пре­дотвратить столкновение птиц с самолетами (для ко­торых такие столкновения могут оказаться губитель­ными), транслируют через мощный репродуктор за­писи криков ужаса самих птиц, и эти крики отпуги­вают пернатых от трассы самолета. Известен опыт воспроизведения магнитофонных записей тех же птичьих голосов для того, чтобы отгонять полчища насекомых от посевов или садов.

Совсем другое дело — голоса обитателей моря. Конечно, замечание древнеримского писателя Элиа-на о возможности их звукового общения было забы­то, и даже великий акванавт Жак-Ив Кусто, до вре­мени не интересовавшийся подводной акустикой, на­звал одну из своих первых книг о глубинах океана «Миром безмолвия» (впоследствии он, правда, поль­зовался уже определением «Мир без солнца»). Чув­ствительные гидрофоны, совершенная звукоанализи-рующая аппаратура позволили в наше время мор­ским биоакустикам в короткий срок ликвидировать отставание от их коллег, занимающихся акустикой воздушной и наземной фауны.

Теперь и. вопрос начинают ставить по-иному: а много ли вообще есть представителей подводной фау­ны, не прибегающих к звуковой связи, ведь звук

распространяется в воде значительно лучше, чем электромагнитные волны.

Изучены характер и назначение издаваемых под­водными живыми существами звуковых сигналов. Они в общем-то имеют такое же происхождение и назначение, как и у наземных живых существ: это сигналы призыва, агрессии («боевой клич»), оборони­тельные. В период нереста звуковая активность рыб возрастает. Азовский бычок, например, исполняет целые нерестовые песни. Нерестовые звуки напоми­нают кваканье, верещание, скрип, они активизируют самок, которые начинают двигаться в сторону источ­ника звука.

У амфибий идентифицирован такой сложный сиг­нал, как сигнал самки, отметавшей икру и пре­дупреждающей самца о том, чтобы он не тратил нап­расно, по выражению биологов, «репродуктивный по­тенциал». Как видим, звуковое общение в данном случае содействует реализации мудрого закона природы о сохранении каждого биологического вида.

Определенную биологическую информацию несут звуки движения некоторых рыб; при питании возни­кают подводные звуки, связанные с захватом и пере­тиранием пищи. В СССР выпущены обширные атла­сы звуков, издаваемых различными обитателями под­водного мира.

Исследователям понадобилось достаточно дли­тельное время, чтобы определить характер и распо­ложение слухового органа (или группы органов) у рыб. Рецепторы; звука, как правило, находятся в го­лове рыбы, но у некоторых рыб (например, трески) слуховое восприятие возможно с помощью так назы­ваемой боковой линии тела. Как похожи разработан­ные человеком еще в 30-е годы системы шумопелен-гаторных приемников по бортам корабля на боковую рецепторную линию рыб!

Обнаружены два типа слуховых аппаратов: аппа­
раты, не имеющие связи с плавательным пузырем, и
аппараты, в составе которых есть плавательный пу­
зырь. Пузырь действует подобно резонатору, и у рыб
со слуховым аппаратом второго типа слух более чув­
ствителен. " ' ^:

Звуки угрозы судака: А, Б — временная зависимость сигнала

(осциллограмма); В — частотная зависимость компонент Сигнала

(спектрограмма).

Чувствительность слуха у человека на различных частотах определяется достаточно просто. Интенсив­ность звука данной частоты медленно увеличивают. При определенной интенсивности человек говорит: «слышу». Пороговая чувствительность слуха на этой частоте определена. А как подаст рыба сигнал о том, что она слышит данный звук? Американские ученые, изучая подводный звук, определяли момент начала восприятия звука акулой по реакции ее сердечной; мышцы. Максимальной была чувствительность слуха, акулы в области частот 20—160 герц, причем инте­ресно» что слуховые пороги по звуковому давлению,; колебательному смещению и колебательной скорости,

частиц среды у акулы менялись в значительно боль­шей степени, чем у человека.

Громадное количество работ посвящено звуковым сигналам дельфинов. Сигналы эти особенна разно­образны и совершенны. Некоторые исследователи усматривают сходство сигналов дельфинов с древни­ми человеческими языками. Феноменальна способ­ность дельфинов к звукоподражанию. Ожидают в связи- с этим., что когда-нибудь начнется сознатель­ный диалог между дельфином и человеком.

Косатки и дельфины из различных морей, по-видимому, могут в той или иной степени понимать друг друга, о чем свидетельствует такой эксперимент. Двум косаткам, до тех пор молчаливым, предостави­ли возможность в течение целого часа разговаривать по телефону (приемниками и излучателями звука, разумеется, служили гидрофоны). Одна из косаток находилась в аквариуме в штате Вашингтон, дру­гая—в Ванкувере (Канада). Исследователи отме­чали, что беседа была очень оживленной.

У тюленей выявлены не только высокая способ­ность к звукоимитации, но и музыкальный слух. Труппе подопытных тюленей спели часть народной песни жителей Гебридских островов. Один из тюле­ней чистым контральто повторил мелодию.

Изучению живых звуков моря в значительной ме­ре содействовало широкое распространение различ­ных подводных аппаратов. В нашей стране начало было положено подводной лодкой «Северянка», от­служившей свой воинский срок и переоборудованной затем для глубоководных исследований. Велико было удивление экипажа лодки, когда, попав в стаю сель­ди, он обнаружил, что эта небольшая рыба может издавать довольно интенсивные звуки высокого ре­гистра!

Новые подводные аппараты — буксируемые, авто­номные — погружаются на глубины, недоступные подводной лодке прошлого поколения. И здесь гидро­навтам открываются, среди прочих, и новые акусти­ческие феномены.

Автору давно хотелось побеседовать об этом с М. И. Гирсом, который имеет на своем счету наи­большее в нашей стране количество глубоководных

погружений в самых различных аппаратах и наречен журналистами «гидронавтом № 1». Но как повидать его, если на Канарских островах, где условия для погружения особенно удобные, он бывает, пожа­луй, чаще, чем у себя дома, на Васильевском ост­рове?

Беседа все же состоялась. Для начала вспомнили, как семилетний Миша Гире не без труда осваивал конькобежное искусство на катке Центрального пар­ка культуры и отдыха. Кажется, это было совсем недавно, но вот теперь М. И. Гире — капитан-настав­ник, освоивший в совершенстве технику гидронавти-ки, обучивший глубоководным погружениям сначала сам себя (ибо у нас не было специалистов в этой об­ласти), а затем и многих других специалистов — гид­ронавтов. Он произвел десятки разнообразных, порой опасных погружений в Черном и Средиземном мо­рях, в Атлантическом океане.

Разговор касался лишь одного вопроса — приме­нения акустической техники при подводных погруже­ниях и исследованиях.

— Конечно, роль ее очень велика,— сообщил Гире.— Можно определять места зарождения косяков рыб, пути их миграции. Хотя гидрофонные системы, ввиду относительно малого водоизмещения подводных аппаратов, менее совершенны, чем судовые шумопе­ленгаторы, но все же чувствительные гидрофоны лег­ко улавливают звуки морских обитателей. Очень ха­рактерны звуки, издаваемые косатками, их ни с чем не спутаешь.

Говоря о звуках обитателей моря, мы до сих пор имели в виду прежде всего практическую цель — возможность их обнаружения и отлова. Но есть еще один аспект, связанный уже не с практикой, а скорее с психологией. Представим себе на мгновение лес без птичьего пе№ия. Трудно, тоскливо человеку в таком мертвом лесу. Можно понять,, почему свободные от вахты подводники во время длительных автономных плаваний без выхода на поверхность вдруг сгрудят­ся у рубки гидроакустика, попросят его дать хоть нем­ного послушать, что делается за бортом. Крикам ко­саток моряки радуются так же, как они радова­лись бы птичьим песням в лесу, в поле, в саду,,

-И чем ближе будет человек к веку гидрокосмоса, чем более глубокие горизонты моря он будет обжи­вать, тем больше будет ценить звуки морских обита­телей, нарушающие зловещую тишину черных мор­ских пучин.

Теперь впору поговорить и о более сложных зву^ ковых сигналах в животном мире, сигналах, связан­ных с приемом отраженного эха. Здесь орнитологи и зоологи, исследующие надводную фауну, опередили, в силу естественных причин, морских биоакустиков. Уже достаточно давно было показано, что летучие мыши пользуются эхо-локационным аппаратом для по­иска пищи в вечернее время. Позже были установле­ны количественные характеристики локационных сиг­налов различных семейств летучих мышей — подково^ носов, ушанов, длиннокрылое, нетопырей, трубконосов. У последних частота заполнения сигналов наиболь­шая, она достигает 160 килогерц, то есть почти в де­сять раз превышает верхнюю граничную частоту об­ласти слышимости человеческого уха. При этой ча­стоте длина звуковой волны в воздухе не превышает 2 миллиметров, поэтому летучая мышь способна об­наруживать насекомых совсем малых размеров.

Восхищаясь изощренным аппаратом активной звуколокации, энтомологи долгое время не обращали внимания на то, что тела бабочек, на которых охо­тятся летучие мыши, покрыты волосами. Оказалось, что этот волосяной покров в определенной степени поглощает высокочастотные ультразвуковые сигналы охотящихся летучих мышей, и последним труднее обнаружить свою добычу.

Дальше — больше. Совсем недавно обнаружили, что существуют виды бабочек, которые могут испу­скать сигналы той же частоты, что и ведущие поиск летучие мыши. Своими помехами бабочки сбивают преследователей с курса. Как не вспомнить системы активных помех радио- и гидролокационным станци­ям. Человек был уверен в своем приоритете в обла­сти активной радио- и гидролокационной защиты са­молетов и кораблей, но природа в лице маленьких бабочек опередила его!

Некоторые другие птицы — стрижи-саланганы, та­инственные гуахаро: (южноамериканский козодой) так-

же обладают способностью к эхо-локации. Их эхо-.локационный аппарат не столь совершенен, как у ле­тучей мыши, но все же позволяет им ориентировать­ся в пространстве. Для стрижей это важно ввиду большой скорости полета, а для гуахаро, обитающего в пещерах, — из-за трудности перемещения в вечной темноте.

И, наконец, дельфины. С точки зрения «живой эхо-локации» это, несомненно, венец природы. Они способны «автоматически» уменьшать продолжитель­ность сигналов (посылок) и интервалы между сиг­налами при приближении к цели, что содействует точному наведению на нее. Жировая подушка и вы­емка соответствующей формы в передней части го­ловы образуют линзу — концентратор излучаемой звуковой энергии, причём сектор, в котором излу­чаются и принимаются звуковые сигналы, может ме­няться. Частотная модуляция сигнала позволяет дельфину «отстроиться от помех» и облегчает распо­знавание особенностей отражающего объекта.

Дельфин, помещенный в установку для определения про­странственных характеристик направленности его эхо-лока­ционного аппарата.

Дельфины могут с помощью эхо-локации оцени­вать форму отражающего тела, его размеры (с точ­ностью -до нескольких- миллиметров), степень отра­жения звука от него. Их локатор — многоцелевой, то есть если в локационном поле дельфина находится несколько отражающих объектов, то все они фикси­руются. Некоторые исследователи приписывают дель­фину способность сканирования пространства звуко­вым пучком, то есть как бы построчного считывания эхо-локационной картины на довольно далеком рас­стоянии впереди.

Несомненно, существуют и рыбы, обладающие способностью к зхо-локации, и лишь несовершенство техники глубинного лова не позволяет пока обнару­жить их. Зато в научной печати появилось ^сообщение об эхо-локационных сигналах золотоволосого пингви­на, который, подобно дельфинам, Применяет их для поиска пищи.

Еще несколько десятилетий назад биоакустика представляла собой как бы архипелаг отдельных ост­ровков знаний. Сейчас она развилась в сложную, технически вооруженную о.бласть биологии и бионики. Дальнейшее изучение голосов птиц, животных, рыб укрепит в человеке уважение к «малым сим», будет содействовать сохранению мира живой при­роды.

Наше короткое повествование о мире звуков по­дошло к концу. Быть может, не у каждого читателя оно пробудит в полной мере чувство восхищения пе* ред всем, что достойно удивления в этом мире. Но, несомненно, никто не откажет акустике в многообра­зии ее проявлений и широки

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: