أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
Advertisement
العلوم الطبيعية

ستونهنج أدت دور غرفة صوتية عتيقة

طبع المهندسون نموذجاً مصغراً ثلاثي الأبعاد لحجارة ستونهنج لدراسة تأثير بنيتها في المحادثات والطقوس والموسيقى

البرفيسور تريفور كوكس Trevor Cox
مهندس الصوتيات

ستونهنج حالياً غير مكتملة. كيف قمت بإعادة بنائها بدقة لتبدو كما كانت عليه على الأرجح قبل آلاف السنين؟
حسناً، قبل كل شيء، بصفتي أستاذاً في الصوتيات فأنا لم أقم بذلك بنفسي، وإنما من خلال التحدث إلى علماء الآثار لأن هذا ليس مجال تخصصي. ويسود الاعتقاد لدينا أن ستونهنج Stonehenge هي ما هي عليه وأنها ثابتة على حالها ولكن الحقيقة أنها مرت بمراحل عديدة. ففي البداية كانت دائرة حجرية كبيرة، ربما قطرها 100 متر، في عام 2900 قبل الميلاد. فالنموذج الذي ننظر يعود إلى 2500 قبل الميلاد، لذلك ما زال قديماً جداً. ففي هذه المرحلة كان هناك 157 حجراً. حالياً، الكثير منها إما ممدد على الأرض أو في الواقع مفقود تماماً.
أعادت منظمة إنجلترا التاريخية Historic England بناء النصب التذكاري – عندما كانت تؤسس مركز الزوار الجديد قبل بضع سنوات. وقد استخدمنا هذه البيانات التي تستند إلى بعض أحدث الأدلة الأثرية، لتحديد كيف كانت الدوائر الحجرية في الماضي.

لماذا اخترت بناء نموذج ستونهنج على مقياس 1 إلى 12؟
حسناً، افترض عدد قليل من الناس أن السبب هو أنني كنت أقلد المشهد الشهير في الفيلم الوثائقي الهزلي الأمريكي This Is Spinal Tap. إذ استخدموا نموذجاً من ستونهنج، كان صغيراً على نحو مؤسف. وكان بقياس 1 إلى 12 لأنهم خلطوا بين البوصات والأقدام. ولكن الأمر مجرد صدفة. وكان علينا وضع نموذجنا في غرفة شبه كاتمة للصدى – جدرانها شديدة الامتصاص. وكان سؤالنا حرفياً “ما هو أكبر نموذج يمكن أن تتسع له هذه الغرفة؟”. كلما صغُرت النماذج، فإنها تواجه مشكلات مع أمورٍ مثل امتصاص الهواء، ويكون من الصعب أن تعمل مكبرات صوت على نحو صحيح. لذلك تحاول الحصول على أكبر مقياس يمكن العمل معه. ويبلغ قطر نموذج ستونهنج نحو مترين ونصف المتر، وبالكاد اتسعت له غرفتنا.

ما نوع الأصوات التي استخدمتها؟
عندما اختبرناها، شغَّلنا ما يُسمى المسح الجيبي Sine sweep] اختبار الرنين[. لذا، فهو تردد ماسح. ويمكنك سماعه عندما يبدأ بتردد منخفض ثم يختفي ولكنه مستمر. استخدمنا المسح الجيبي لأننا أردنا قياس كل تردد على حدة.
وبعد ذلك هناك عملية رياضياتية تسمى إزالة الالتفاف Deconvolution. ويوصلنا هذا إلى ما نريده حقاً ويُسمى الاستجابة النبضية Impulse response. والمكافئ هو أنك إذا دخلت غرفة وصفقت يديك والتقطت الصوت على ميكروفون، فستحصل على استجابة الغرفة للنبضة. النبضة هي التصفيق في هذه الحالة.

بمجرد أن جمعت بياناتك الخام، كيف عالجتها؟
بمجرد حصولك على الاستجابة النبضية، وهي بصمة الصوت الصوتية لمساحة ما، فهناك طرق مختلفة لمعالجتها للنظر في الكيفية التي يستجيب بها الناس للصوت. ولذلك عندما نصمم، على سبيل المثال، قاعة للحفلات الموسيقية، هناك مجموعة من المعايير التي نستمدها من هذه الاستجابة النبضية من خلال بعض الحسابات التي نعرف أنها تترابط جيداً مع سمع الناس. فأحدها هو زمن الارتداد Reverberation time. فإذا ذهبت إلى كاتدرائية وتحدثت، فإن الصوت يرتد لفترة طويلة قبل أن يضمحل. ويُطلق على الوقت الذي يستغرقه هذا زمن الارتداد. إنه أقدم مُعَامِل في التصميم الصوتي المعماري. لذلك كان هذا أول ما حسبناه. وبالنسبة إلى نموذج ستونهنج، حصلنا على زمن ارتداد في الترددات المتوسطة من نحو 0.6 إلى 0.7 ثانية. ربما يكون هذا مثل دار السينما. في دور السينما الصدى قليل. لذلك، ستسمع صوتك مدعوماً بالانعكاسات، وستتحسن النغمات الموسيقية قليلاً، لكن التأثير بالكاد يكون ملحوظاً.

ما هو أهم ما توصلت إليه؟
يعتمد ذلك على المكان الذي تنظر إليه، ولكن تضخيم الصوت، بسبب الانعكاسات، جرى بنحو أربعة ديسيبل في النموذج في المتوسط. ويمكنك أن تتخيل حالة تحاول فيها التحدث ويكون كلامك بالكاد مسموعاً. أنت تتحدث إلى الآخرين عبر مسافة كبيرة في هذا المكان، من المحتمل أن تصل إلى 30 متراً. وربما يكون هناك القليل من الضوضاء الصادرة عن الجمهور، ولكن هذه الأربعة ديسيبل قد تكون كافية لرفع صوتك بما يجعل أكثر كلامك مسموعاً. فهذا صحيح، بشكل خاص، إذا كان الحشد كبيراً ولا يمكنك توجيه الخطاب نحوهم مباشرة دفعة واحدة. وفي الواقع، فإن هذه الانعكاسات مفيدة حقاً في معادلة تأثير حقيقة أن الصوت أقوى في بعض الاتجاهات من غيرها. لذا، فإن التضخيم هو أول شيء. وهذا من شأنه أن يجعل الموسيقى مسموعة على نحو أفضل أيضاً. أي شيء أعلى يبدو أفضل قليلاً. ولكن، بعد ذلك تحصل أيضاً على هذا الصدى. لا نعرف بالضبط ما هي الموسيقى التي عزفوها أو لم يعزفوها، لكننا نعلم بشكل عام أن الموسيقى تبدو أفضل مع بعض الصدى. لذلك، يمكننا أن نتخيل أن تصميم ستونهنج سيحسِّن جودة الموسيقى.

كيف أثَّر ذلك في الكلام؟
إذا استمعت إلى تسجيلاتنا، فإنه يمكنك العمل بما يسمى “إعادة خلق البيئة السمعية” Auralisation وإضافة بعض الكلام إليها والاستماع إلى ما يبدو عليه الأمر. ويمكنك سماع تأثير الأحجار، ويمكنك أيضا سماع صوت جهير أكبر بكثير في أصوات الأشخاص. إنه يشبه إلى حد ما أن تغني في حمامك. ذلك لأن الطريقة التي يتفاعل بها الصوت مع الأحجار تختلف باختلاف التردد. فعلى سبيل المثال، الأرض أكثر امتصاصاً للتردد العالي. لذلك، يميل صوت في ذلك الاتجاه إلى التلاشي على نحو أسرع. لكن لديك أيضاً حقيقة أن مقدار الطول الموجي للصوت يحدد الكيفية التي يتفاعل بها مع الأحجار المختلفة والفجوات بينها. لذلك، أيضا، إذا كان لديك موجة صوتية بكبر الحجر نفسه تقريباً، فستحصل على تأثير مُشتِّت. وإذا كانت الموجة الصوتية أصغر بكثير من الحجر، وهو ما يحدث عند الترددات العالية، تحصل على انعكاس مباشر. ففي الترددات المنخفضة، يكافح الصوت للهروب من بين فجوات هذه النصب الكبيرة جداً؛ لأن الفجوة صغيرة جداً وهذا يُقيّد الصوت؛ فتحصل على تعزيز الجهير. وعند التردد العالي يكون من السهل عليه أن يتبدد عبر الفجوة؛ لأن الموجة الصوتية أصغر من الفجوة.

هل تعتقد أن هذه الخصائص الصوتية لـ“ستونهنج” صُممت لتكون كذلك؟
أعتقد أن هذا غير مرجح إلى حد ما لأننا نعلم أن إعادة تصميم ستونهنج لم تغير الصوتيات بطريقة مسموعة بشكل خاص. وأعتقد أنه من الأرجح أنهم كانوا يصممونها لأسباب أخرى، ولكن بعد ذلك تعرفوا على خاصيتها الصوتية وأمكنهم استغلالها. وأعتقد أنهم سيكونون حمقى بعض الشيء إن لم يستفيدوا من تعزيز الصوت الذي يحصلون عليه هناك.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى