Головокружительный звук

Человеческое ухо выполняет одновременно две функции: оно является органом слуха (кортиев орган, улитка) и органом равновесия (полукружные каналы). Воспринимаемый нами звук должен возбуждать колебания как в кортиевом органе, так и в полукружном канале — почему же при громком звуке мы не теряем равновесия? Высокочастотные звуковые колебания, говорит Дедал, не могут возбудить колебания жидкости в полукружном канале. А что если создать сильно асимметричный звуковой сигнал, в котором короткие импульсы повышенного давления чередуются с длительными периодами низкого давления? По мнению Дедала, такой сигнал не будет гаситься в лабиринте, а сможет раскачать жидкость в полукружных каналах. Вязкая жидкость будет реагировать только на продолжительные импульсы. Вначале Дедал сомневался в правильности этого вывода. В акустических лабораториях очень часто используют сигналы такой формы, но никто не хватается за голову и не валится с ног. Потом Дедал вспомнил, что усилители, громкоговорители, да и сами уши вносят существенные фазовые искажения в сигнал. Все гармонические составляющие исходного сигнала, определяющие его слуховое восприятие, сохраняются, однако форма сигнала чаще всего не имеет ничего общего с исходной. Поэтому инженеры фирмы КОШМАР работают над созданием специальных генераторов, пытаясь подобрать такую форму исходного звукового сигнала, чтобы после всех изменений он приходил в лабиринт именно в том виде, который необходим для возбуждения колебаний жидкости в полукружных каналах. Чувство равновесия нарушится, человек почувствует головокружение и упадет. Это жуткое, но безвредное оружие будет идеальным средством усмирения бушующей толпы, деморализации солдат противника; вообще с помощью такого устройства можно заставить любого человека прекратить любую деятельность и судорожно заняться поиском опоры. Однако «тактическая ценность» этого оружия несколько снижается из-за того, что оно в равной мере поражает обе стороны. «Головокружительный звук» меньшей интенсивности, вызывающий лишь слабое замешательство, будет как нельзя кстати для композиторов-авангардистов, все еще не теряющих надежды покорить буржуазную аудиторию. Головокружительный ультразвук мог бы делать свое черное дело, оставаясь незаметным для слуха. У наркологов появится способ действовать на расстоянии на алкоголиков и наркоманов, вызывая у них головокружение и тошноту в тот самый момент, когда они вознамерятся предаться своим порокам.

Впрочем, аналогичный принцип можно использовать и для достижения обратного эффекта. Почему обязательно обманывать чувство равновесия, не лучше ли помочь ему? Можно придумать некий аналог слухового аппарата, который подавал бы во внутреннее ухо более точную и подробную информацию для органов равновесия. Такой аппарат принесет огромную пользу старикам и людям с нарушенной координацией. Этот прибор позволит не только восстановить утраченную координацию, но и значительно улучшить ее по сравнению с нормальной. Дело в том, что в отличие от бинаурального слуха, способного создавать эффект объемного звучания, наличие парных вестибулярных органов не дает «объемной» информации о равновесии. Вестибулярный аппарат определяет скорость вращения головы относительно некоторой оси, но не способен определить центр вращения. Подавая в вестибулярный аппарат искусственно усиленный сигнал разбаланса, мы позволим ему определять не только угловые ускорения по трем измерениям, но и мгновенные центры вращения. Соответственно Дедал разрабатывает стереошляпу, оснащенную современными чувствительными акселерометрами. Этот прибор измеряет угловые скорости и ускорения, определяет мгновенные центры вращения и через наушники передает сигнал разбаланса (закодированный в виде ультразвуковых колебаний определенной формы) в правое и левое ухо по отдельности. Наушники не помешают нормально воспринимать окружающие звуки, но обладатель стереошляпы приобретет качественно новое чувство координации. Легкость, с которой мы учимся ездить на велосипеде, доказывает, что человек без труда овладевает новыми для себя навыками балансировки, так что обладатель стереошляпы быстро научится пользоваться ею чисто рефлекторно.

Появится новое поколение танцовщиков, канатоходцев и эквилибристов. Граждане преклонного возраста смогут ходить по проволоке; возникнут новые виды спорта; наша жнзнь обогатится новыми ощущениями. Более того, к стереошляпе можно будет подключать выносные датчики. Летчик сможет непосредственно ощущать поведение своей машины даже в тумане или в темноте; он как бы сольется с самолетом и будет вести его инстинктивно и безошибочно. Космонавты, страдающие в невесомости от расстройства вестибулярного аппарата, получает надежное средство инерциальной навигации. Стереошляпа Дедала исцелит и страдающих от морской болезни, если подключить к ней навигационный гирогоризонт. А при острых отравлениях стереошляпа поможет мгновенно очистить желудок, направив в уши искаженный сигнал.

New Scientist, November 16, 23, 1978

Использование головокружительного звука дает нам гуманный способ борьбы с засаживанием голубями общественных зданий: птицам не удается удержаться на узких карнизах.