Шум. История человечества. Необыкновенное акустическое путешествие сквозь время и пространство - страница 3

Уже древнейшие рыбы имели примитивные органы слуха. В отличие от обитателей суши у рыб до сих пор нет среднего уха – только внутреннее. Зато это достижение эволюции они получили первыми и владеют им как минимум 380 млн лет. В начале 2000-х гг. палеонтологи изучили останки доисторической рыбы пандерихтиса (верхний девон, примерно 384–376 млн лет назад). Она жила незадолго до появления земноводных, была похожа на сплющенную сверху латимерию и имела отверстие над внутренним ухом, как все рыбы. Однако у пандерихтиса это отверстие было существенно больше, чем у его предшественников. В 2006 г. шведские палеобиологи Мартин Бразо и Пер Ольберг выдвинули гипотезу, согласно которой среднее ухо наземных позвоночных развилось как раз из этого увеличенного отверстия. Ученые также убеждены, что первые амфибии дышали ушами[2].

Органы дыхания и органы слуха образовали две независимые системы только у тех позвоночных, которые полностью вышли на сушу. О былой связи двух систем напоминает один лишь маленький орган: евстахиева труба, тонкий канал между средним ухом и носоглоткой. О ней знает каждый, кто летал в самолете. Когда на взлете и посадке начинает закладывать уши, мы зажимаем нос и сглатываем. Через евстахиеву трубу воздух движется из носоглотки в ухо и давит изнутри на барабанную перепонку, уже натянутую до предела из-за внешнего давления. Раздается спасительный щелчок, и боль отпускает – внутреннее и внешнее давление выровнялось. Правда, во время болезни этот трюк не работает. Отекшая слизистая не пропускает достаточное количество воздуха в евстахиеву трубу. Тогда от боли в ушах нет спасения. Другая уязвимая категория – маленькие дети. Они часто плачут при взлете и посадке, потому что не умеют сглатывать в нужный момент.

В течение нескольких миллионов лет после выхода на сушу у позвоночных сформировался привычный нам орган слуха: наружное ухо (обычно с ушной раковиной), слуховой канал, среднее ухо и внутреннее ухо с чувствительными волосковыми клетками, которые воспринимают звуковой сигнал, а затем по слуховым нервам информация поступает в мозг. Плюс барабанная перепонка со слуховыми косточками: молоточком, наковальней и стремечком. Это хрупкая и очень чувствительная конструкция. В отличие от многих других органов ухо с трудом восстанавливается после повреждений, а сильная травма может привести к глухоте или тиннитусу, ведь чувствительные волосковые клетки не способны к регенерации.

Чтобы лучше понимать природу шума, нужно взглянуть на него с точки зрения физики. То, что мы называем громкостью звука, по сути является уровнем звукового давления и измеряется в децибелах (дБ). Децибел – это десятая доля бела. Данная единица измерения появилась в начале XX в. и получила свое название в честь Александра Грэма Белла (1877–1922), который наряду с немецким физиком Филиппом Рейсом (1834–1874) был основоположником современной телефонии.

Труднее всего понять, что единица измерения громкости звука имеет логарифмический характер. Попросту говоря: измерение в децибелах не предполагает плавного и равномерного изменения значений, как в случае измерения веса килограммами, а длины – метрами. Уровень звукового давления, измеряемый в децибелах, растет чем дальше, тем быстрее. Его повышение всего на 10 дБ может означать резкое усиление громкости: так, например, звук 60 дБ почти вдвое громче, чем 50 дБ. Начало отсчета, полная тишина, – это 0 дБ. Беседа (от спокойной до очень оживленной) – примерно 50–60 дБ, шум газонокосилки – 70–80 дБ, рок-концерт – 110 дБ. Шум низко летящего самолета находится на уровне около 120 дБ, а грохот взорвавшейся петарды может достигать 140 дБ. После 1925 г. в немецкой психоакустике использовалась еще одна единица измерения – фон. Сейчас она вышла из употребления, но раньше служила для оценки громкости звука в субъективном восприятии.