Мы живём в мире звуков. Абсолютной тишинымвиприроде не бывает. Если звуковые волны, вызванные голосом или движением, встречают на своём пути препятствие ( стену, скалу или лес), они, отражаясь, возвращаются к нам...
Такой повторный звук и называется эхом. Каждый из нас встречался с ним в лесу или в горах, где отражающими поверхности были, соответственно, деревья и скалы. Звук может испытать и несколько отражений, тогда эхо возникает много раз - например в виде раскатов грома.
У древних греков была такая легенда. В лесах Эллады, на берегу светлого ручья, жила прекрасная нимфа по имени Эхо. Гера, жена всесильного Зевса, наказала её за болтовню, и Эхо стала почти невидимой - могла лишь повторять последнее слово из услышанного.
Однажды в нустом лесу Заблудился прекрасный юноша Нарцисс. С восторгом глядела Эхо на с тройного красавца., скрытая от него лесной чащей. Вдруг под её ногой хрустнула сухая ветка. "Кто здесь?" - громко окликнул Нарцисс.
"Здесь!" - ответила Эхо.
С изумление оглянулся юноша по сторонам.
"Иди ко мне!" - позвал он.
"Ко мне!" - радостно отозвалась нимфа. Протяну руки к Нарциссу, Эхо вышла из-за дерева, но юноша прогнал её. За это Нарцисса настигла кара разгневанной его жестокостью богини - он влюбился в собственное отражение и погиб от страсти.
По другим предания, нимфа Эхо так любила Нарцисса, что исчахла, и от неё остался только голос. Он-то и откликается теперь на зов человека...
Не удовлетворять объяснения и чудесного явления, данными в мифах и легенда, древние пытались разгадать загадку отражения звуков. Первые акустические опыты были проведены в VIвеке до н. э. Пифагор установил связь между высотой тона и длиной струны или трубы, издающей звук. Через два столетия Аристотель впервые правильно описал, как распространяется звук в воздухе. Он утверждал, что звучащее тело вызывает сжатие и разрешение воздуха, и объяснил эхо отражением звука от препятствий.
Римский поэт, философ, учёный Лукреций Кар в I веке до н. э. в трактат " О природе вещей" выразил тогдашние представления об акустике, в том числе и об акустике помещений. Витрувий в "Десяти книгах об архитектуре" обобщил опыт античных архитекторов и сформулировал ряд положений, которые явились генеральным предвидением и даже используются в наше время при строительстве современных театров.
До наших дней дошли так называемые "шепчущие галереи" Древнего Рима и Китая. В них, благодаря особым образом ориентированным отражающими поверхности, тихие звуки распространялись на большие расстояния, и люди, удалённые друг от друга на десятки метров, могли общаться, не напрягаясь голоса. Особые звуковые каналы позволяли правителя в своих дворах подслушивать откровенные высказывания сановников, полагавших, что их не слвюышат, и на основании этого оценивать их преданность.
Пещера с наиболее совершенной акустикой из всех известных в мире расположена близ древнего сицилийского города Сиракузы. Здесь даже шёпот может отчётливо передаваться во все её уголки, а крик усиливается до громкости выстрела из пушки. Пещеру назвали " Ухо Диониса". Там, в одной из галерей древних каменоломен, раньше помещали пленных. Благодаря естественным каналам - щелям наверху было слышно все, о чем пленные говорили между собой. Таким образом, выведывались их секреты и разоьлачались заговоры.
Своеобразными звуковым эффектами отличались и православные храмы - золчие Древней Руси, хотя и не знали законов современной физики, строили храмы, уникальные по своим акустический свойствам.
Голоса священника и певчих отражались от купольной части сооружения вниз, к молящимся, и у тех возникало ощущение общения с небом. А в Георгиевской соборе Юрьевна монастыря под Новгородом, построенном ещё в XII веке, можно слышать слова, произнесенной даже шёпотом в любом из углов собора. Такое многократное отражение звука в закрытых помещениях от различных предметов носит название реверберации. Она может быть сильной, и тогда говорят о "гулкости" помещения. Некоторые тайны древних зодчих удалось раскрыть. В старых церквах Киева, Владимира и Пскова есть круглые отверстия по основанию купола. Это так называемые "голосники" - горлышки глинянных кувшинов разных размеров, вделанных мастерами в толщину каменного купола при строительстве. Они усиливают эффект реверберации, являясь акустические резонаиорами.
В далёкие времена воины прикладывали ухо к земле и таким образом обнаруживали конниц противника значительно раньше, чем она появлялась в поле зрения. А известный учёный Леонардо да Винчи в XV веке писал : " Если ты, будучи на море, отпустишь в воду отверстие трубы, а другой конец её приложишь к уху своему, то услышать сможешь шум движения кораблей очень отдалённых от тебя". Так, Леонардо, сам того не подозревая, заложил первый камень в фундамент новой науки - гидроакустики. Он же разъяснил, что звуковые волны от разных источников распространяются независимо.
Вплоть до середины прошлого тысячелетия зодчие все ещё пользовались представлениям об акустике помещений, заимствованными из античного мира. В 1660 году в опытах Роберта Бойля было доказано, что воздух является проводником звука, то есть в полной пустоте звук не распространяется. Спустя полвека вышли мемуары Жозефа Савера по акустике, опубликованные Парижской Академией наук.
И, наконец, в XIX веке из представлений античного мира стали выкристализовываться точные знания. Целый ряд гениальных учёных, всерьёз занимавшийся проблемами эха, - Эйлер, Лагранж, Фурье, Стокс, Юнг, Гельмгольц, Стретт ( последний более известен под именем лорда Ралея) - создали акустику как науку.
Водная среда проводит звук лучше, чем воздух: примерно в 5 раз быстрее и дальше. Чтобы заставить предметы "звучать", дельфины издают короткий щелчок ( локационный импульс). Чем дальше предмет, тем больше времени нужно, чтобы звуковой импульс добежал от дельфина до предмета и обратно в виде эха. Считается, что дельфины способны обнаружить при помощи эха косяки рыб на расстоянии до нескольких со метров.
Бельгийские учёные установили, что древние майя строили пирамиды как гигантские резонатор, производящие странное, вызывающе оторопь эхо. Например, звуковые волны, отражающиеся от пирамиды Эль - Кастильо, во производят щебет священной птицы кетцаль и стук дождевых капель. Но объяснить это явление учёные не смогли.
