Физика в быту — страница 3 из 16

Воздействие звуков

Особо важные частоты

То, о чём сейчас будет сказано, пригодится нам не только в этой части книги. Мы снова вспомним об этом в части 3, когда речь пойдёт о воздействии на нас электромагнитных полей.

Как вы помните, у тел любой формы есть свои собственные частоты, зависящие от размеров, формы, плотности. А что такое наше тело, как не «набор» клеток, органов и систем? Для всех составных частей наших организмов, от молекул ДНК и клеточных мембран до крупных органов и целых систем (кровеносной, нервной) имеется свой ряд собственных частот, на которые эти части, органы и системы откликаются наиболее явно. Такие частоты определяют экспериментальным путём и называют биоэффективными. Общая закономерность проста: чем меньше орган, тем выше его собственные частоты (как и у струн: чем короче струна, тем больше её основная частота и соответственно выше тон). Так, частоты клеточных мембран имеют порядок миллиарда герц – это выходит очень далеко за пределы звукового и даже ультразвукового диапазонов. В низкий звуковой диапазон попадают биоэффективные частоты нервных волокон (50–60 Гц), некоторые частоты кровеносной системы (80 и 300 Гц). Диапазоны частот ритмов мозга достаточно широки: от 0,3 до 100 Гц – это инфразвуковой и звуковой диапазоны. В инфразвуковом диапазоне лежат частоты отклика кровеносной, сердечно-сосудистой, нервной систем, а также крупных органов: сердца, желудка, почек, позвоночника, кишечника, лёгких и других.

Опыт показывает, что отклик на внешнее воздействие на биоэффективной частоте может как улучшить состояние организма, так и ухудшить его. Тут многое зависит от интенсивности воздействия. Когда мы имеем дело с резонансными явлениями, всегда требуется особая осторожность. Причём неважно, какова природа воздействия: звуки, механическая вибрация, электромагнитные поля – в живом организме механические и электромагнитные колебания могут трансформироваться друг в друга (так, механические сокращения сердца приводят к колебаниям его электрических потенциалов).

Теперь, когда вы узнали о биоэффективных частотах, многие из которых попадают в инфразвуковой диапазон, вас не удивляет, что инфразвук значительной интенсивности опасен для организма и вызывает неблагоприятные реакции самых разных его систем, о чём мы уже говорили в первой главе. Даже при небольшой интенсивности инфразвук может испортить настроение, причём вы даже не поймёте, почему оно испортилось.

Но учёным удаётся получить и благоприятные отклики на инфразвук. Так, с помощью инфразвука с частотой 0,9 Гц при определённой интенсивности можно повысить общий тонус, вызвать прилив бодрости и жажды действий.


Очень сильно на человека действуют ритмичные звуки. Так, музыка с подчеркнутым ритмом 60 ударов в минуту приводит в состояние расслабления. А определённые ритмы барабанов могут ввести человека в транс.


Роль звуков в самочувствии и здоровье человека находится в процессе активного исследования.

Музыка и мозг

Несомненно, музыка и звуки природы сильно действуют на человека. И тут не надо искать совпадений с биоэффективными частотами (хотя и они могут иметь значение). Просто всё то, что доставляет нам радость, эстетическое наслаждение, чувство эйфории, полёта и вдохновения, сопровождается определёнными гормональными и биохимическими изменениями в организме, укрепляет иммунитет и продлевает жизнь. И это научно вполне обосновано.

И всё же музыка занимает особое положение среди «всех великих наслаждений», говоря словами Пушкина. Дело в том, что при восприятии музыки задействуются в той или иной степени почти все области головного мозга! Это подтверждено с помощью современных методов нейровизуализации. Отдельного центра восприятия музыки нет. Когда мы её слушаем, активируется сразу несколько областей мозга за пределами слуховой коры. Одни участки определяют источник звука, другие анализируют его частоты, третьи занимаются анализом мелодии, гармонии и ритма. В левом (доминантном, «логическом») полушарии обрабатывается смысловая информация, содержащаяся в музыке, правое (недоминантное, «интуитивное») полушарие обеспечивает переживание музыки, причём в эмоциональное реагирование вовлечена не только кора, но и подкорка – эволюционно более древняя часть мозга. А поскольку состояния повышенной творческой активности и интуитивных озарений легче всего достигаются через стимуляцию недоминантного правого полушария, то наслаждение музыкой отнюдь не бесполезное занятие!


У профессиональных музыкантов при прослушивании музыки активнее включается «логическое» полушарие, в отличие от простых слушателей, воспринимающих музыку больше на уровне эмоций.

Музыка и дети

За три месяца до рождения в мозгу плода уже начинают действовать слуховые системы. Он воспринимает, прежде всего, звуки организма матери. Но до него доходят и звуки внешнего мира, хотя и приглушённые, и плод реагирует на них движениями и изменением сердцебиения.

О пользе раннего музыкального развития давно и много говорят и пишут. Установлено, что длительное обучение музыке вызывает физические изменения в мозге (как, впрочем, и обучение любым другим умениям и навыкам): увеличивается площадь слуховых зон, реагирующих на музыку, образуются новые межнейронные связи, так что можно смело говорить о музыкальном развитии мозга. Мозг можно тренировать так же, как вы накачиваете мышцы при регулярных упражнениях. Но есть ли от этого толк?

Скорее всего, не случайно среди талантливых физиков и математиков многие (более 60 %) обладают развитым слухом и регулярно музицируют (вспомним хотя бы Эйнштейна, играющего на скрипке под аккомпанемент другого гениального физика, Макса Планка). Идеи часто рождаются в правом «интуитивном» полушарии, а музыка, как уже говорилось, помогает его активировать. У талантливых людей хорошо и взаимосвязанно работают оба полушария, чему также способствует музыка. Гёте, к примеру, утверждал, что ему всегда лучше работается после прослушивания скрипичного концерта Бетховена.

У детей дошкольного возраста ведущую роль в обучении чему бы то ни было играет именно недоминантное правое полушарие, и в этом же возрасте активно формируются множественные межнейронные связи. При занятиях музыкой (и другими искусствами тоже) эти процессы активизируются.

Не обязательно учить ребёнка играть на инструменте (хотя это дело очень полезное, требующее координации работы двух полушарий), можно просто слушать музыку. Многие исследования подтверждают благотворное влияние музыки на умственное развитие, развитие пространственного мышления (за которое тоже отвечает правое полушарие), речи и внимания.

Есть распространенные мифы об особом воздействии музыки Моцарта: дескать, 10 минут прослушивания его сонаты заметно повышает уровень IQ студентов. Или что дети, которые росли под музыку Моцарта, в дальнейшем достигают большего успеха в жизни. Хотя строго научных доказательств «эффекта Моцарта» и нет, но и научного опровержения тоже нет. Так что никто нам не мешает верить и применять музыку Моцарта (и не только его – прекрасных композиторов много!) в качестве универсального релаксанта и стимулятора творческой активности. Надёжно установленными можно считать утверждения о том, что музыка должна быть: а) любимая, б) не слишком громкая.

Но о громкости будет отдельный разговор чуть позже. Сначала о приятном.

Музыкотерапия

Греческий философ Пифагор (примерно VI век до н. э.) был убеждён, что правильно подобранная музыка может не только создавать нужное настроение, но и лечить болезни. Древнекитайский мыслитель Конфуций отводил музыке важную роль в управлении государством. В начале XIX века французский психиатр Эскироль успешно применял лечение музыкой в психиатрических клиниках. Во второй половине XX века музыкотерапия, как и арт-терапия в целом, стала одним из популярных направлений альтернативной медицины. В ряде стран западной Европы (Швеции, Германии, Австрии) и в США возникли музыкально-психотерапевтические центры и общества. Постепенно это направление лечения развивается и в России.

Между большинством болезней и психическим состоянием человека существует прямая связь, так что целебный потенциал музыки не вызывает сомнений. Под воздействием музыки меняются артериальное давление, частота сердцебиений, ритм и глубина дыхания. И, безусловно, огромное влияние музыка оказывает на нервную систему.

Сторонники музыкотерапии делятся на две группы. Одни считают, что её целебная сила основана «лишь» на психологическом воздействии. Но даже если так, разве этого мало? Другие верят в непосредственное физическое действие на организм звуковых волн. Но все сходятся в убеждении, что, хотя мы пока и не понимаем до конца всех механизмов воздействия музыки и прочих звуков, это воздействие может помочь в лечении многих болезней. Музыкальные терапевты высоко оценивают лечебный потенциал классической музыки, а также некоторой этнической музыки. И считают вредными для здоровья тяжёлый рок и ему подобные музыкальные направления: громкие низкочастотные звуки, жёсткие ритмы и монотонные повторения рока оказывают угнетающее действие на мозг и психику. Классическая же музыка, гармоничная и богатая высокочастотными звуками, даёт прилив жизненных сил и творческой энергии.

Разные инструменты дают разный терапевтический эффект: возможно, частоты-форманты разных инструментов «родственны» частотам тех или иных органов и систем. Так, согласно наблюдениям, звуки флейты помогают при заболеваниях бронхо-лёгочной системы (как и звуки саксофона, ксилофона, колокольчиков), кларнет хорош при сердечно-сосудистых проблемах, фортепиано и арфа успокаивают нервную систему, а барабаны оказывают оживляющее влияние.

Что лучше: играть самому или слушать? Оказывается, оба эти действия дают сравнимые результаты. Так, общеизвестно, что игра на духовых инструментах укрепляет дыхательную систему. Но и простое прослушивание музыки, исполняемой на этих инструментах, оказывает подобное действие! Почему? Да потому, что при слушании вы непроизвольно подстраиваете дыхание под ритм дыхания исполнителя, даже не сознавая этого, – подобно тому, как ваши связки беззвучно воспроизводят звуки речи, которые вы слышите. А слушая пение, мы тоже беззвучно поём. Большинство пианистов подпевают себе под нос, когда играют (на аудиозаписях Глена Гульда это хорошо слышно).

Абсолютно все специалисты сходятся во мнении об особой пользе вокала. Пение, как активное, так и беззвучное, улучшает кровоснабжение мозга, помогает наладить правильное дыхание, а также укрепляет сердечную мышцу. Когда человек поёт, во внутренних органах возникает вибрация – ведь при пении больше половины звуковой энергии идёт во внутренние органы, а не в окружающую среду. В результате улучшается кровоснабжение всех органов, снимаются застойные явления.

Сильное и прямое воздействие и на тело, и на эмоции оказывают ритмы. Определённые ритмы могут ускорять или тормозить обменные процессы, расслаблять или тонизировать мускулатуру. Поп-музыка «выезжает» во многом именно на простых ритмах (зачастую примитивных).


Весьма опасны могут быть синтезируемые на компьютерах ритмы с одинаковой частотой, звучащие на большой громкости. Жёсткая периодичность таких ритмов противоестественна – живые ритмы всегда «дышат». А низкие частоты, как мы уже поняли, могут вызвать нежелательные резонансы в организме.


Пётр Ильич Чайковский говорил о музыке Моцарта: «Слушая его музыку, я как будто совершаю хороший поступок» (в письме к Надежде Филаретовне фон Мекк от 11/23 января 1883 года). Целительна для духа, души и тела самая разная музыка – главное, чтобы она была хорошей.

Немного о мантрах

Определённые сочетания звуков использовались во многих древних культурах для воздействия на психику и тело человека. И это понятно, ведь голос – самый совершенный и самый первый музыкальный инструмент, данный нам.

Санскритское слово «мантра» означает в буквальном переводе «инструмент мышления». Считают, что мантры появились более трёх тысяч лет назад. Для людей, практикующих йогу или медитацию, повторение мантр – это способ успокоения ума.


Основная мантра индуизма – «Ом» (произносится как АУМ на выдохе, на одной высоте, нараспев), с неё начинаются и ею заканчиваются все индуистские молитвы (можно провести аналогию с христианским «Аминь»), причём правильному произношению мантр индийских браминов учат годами.


Много книг написано об исцеляющей силе мантр. В сущности, это неспешное ритмичное пропевание звукосочетаний. Не только гласные, но и многие согласные звуки вызывают ощутимые вибрации в носо-рото-глоточном и грудном резонаторах, передающиеся и другим органам. Не говоря о психотерапевтическом действии мантр (вы же не просто их произносите – вы сосредотачиваете свои мысли на чём-то возвышенном), вибрации их звуков оказывают физическое воздействие. Вспомним о формантах гласных – повышенной силе вибраций на определённых, для каждого звука своих, частотах, не зависящих от высоты основного тона. Веками эмпирически подбирались сочетания звуков, наилучшим образом воздействующих на те или иные системы организма. Доверимся многовековой мудрости.

Берегитесь громких звуков

Наша слуховая система может воспринимать звуки в очень широком диапазоне интенсивностей, но всё же она лучше приспособлена для обработки звуков средней интенсивности. При длительном воздействии громких звуков у человека временно ухудшается слух – вспомним об усталости мышц среднего уха, отвечающих за амортизацию слишком интенсивных колебаний барабанной перепонки. Эффект ухудшения слуха начинает проявляться при уровне громкости более 75 дБ (шум на оживлённой улице) и может длиться до 16 часов. При длительном воздействии звуков с уровнем громкости более 90 дБ могут начаться необратимые изменения в слуховой системе, вплоть до полной глухоты. Степень повреждений пропорциональна времени воздействия громкого звука. При уровне громкости 90 дБ максимально допустимое время воздействия составляет 8 часов, 95 дБ – 4 часа, 100 дБ – 2 часа, 110 дБ – 30 минут (на танцевальной дискотеке вы, скорее всего, столкнётесь именно с таким уровнем громкости). При превышении допустимого временнóго предела полного восстановления слуха уже не происходит.

По европейским нормам, максимально допустимый уровень громкости для наушников плеера равен 100 дБ. Но некоторые наушники могут выдавать громкость до 110–120 дБ! При столь высоких уровнях громкости «усталость слуха» начинает проявлять себя уже через несколько минут, и тогда звук той же самой громкости кажется более тихим, и вы ещё больше увеличиваете громкость, ведь она опьяняет, подобно алкоголю и наркотикам. Между тем повреждается миелиновая оболочка слуховых нервов. В тишине она постепенно восстанавливается. А если отдыхать ушам не дают, постепенно развивается тугоухость, иногда в течение 5–10 лет. И вот вы уже плохо понимаете речь, потому что верхний частотный диапазон, в котором лежат форманты звуков, сильно занижен. Вот уже несколько десятилетий признаки «старения слуха» наблюдаются у более чем половины выпускников школ.


Каждый десятый любитель MP3-плееров имеет диагностированные нарушения слуха. Не злоупотребляйте громкостью и выбирайте полноразмерные наушники с шумоподавлением – они самые безопасные.


Чрезмерное усиление звука при помощи сверхмощной электронно-акустической аппаратуры стало настоящим бичом поп-культуры. Особую опасность представляют низкие звуки и инфразвуки, выдаваемые такой аппаратурой. Этим и опасны концерты рок-музыки, хэви-металл и им подобные: уровень громкости на них достигает 110–120 дБ.

Также установлено, что звуки высоких частот в диапазоне 1000–3000 Гц и интенсивности более 90 дБ вызывают значительное повреждение сенсорных клеток головного мозга.


Для детей и подростков предельно допустимая громкость звука – 70 дБ.

Городские шумы

Естественные шумы звуков природы привычны и даже необходимы человеку, потому что абсолютная тишина угнетает психику. Другое дело – городские шумы: они стали важным фактором риска развития гипертонической болезни и ишемической болезни сердца. Техногенный шум увеличивает содержание в крови гормонов стресса.

Согласно санитарно-гигиеническим нормам, допустимый максимум шума для жилых помещений ночью – 45 дБ (шум кондиционера), но для разных спящих людей индивидуальный порог влияния шума варьируется от 30 до 60 дБ. Так, шум кондиционера кому-то уже может обеспечить бессонницу. Если шумовой фон по ночам достигает 50 дБ (шум вытяжного вентилятора) и более, возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Дневная норма громкости для жилых помещений – не более 55 дБ. Работающий телевизор на средней громкости обеспечивает вам 60 дБ, а если вы открыли окна, выходящие на улицу с интенсивным движением, то шум будет ещё больше. Постоянное действие шума более 80 дБ нарушает секреторную и моторную функции желудка и может привести к гастриту.

Замечали, как поездки в метро (особенно в старых вагонах) утомляют слух? При торможении поезда грохот в вагоне может достигать 110 дБ. Но опасен для здоровья только длительный шумовой фон. Звуки фена и пылесоса, хотя и громкие (до 75 дБ), угрозы здоровью не несут.


В инструкциях к приборам или на сайтах вы можете встретить другую единицу измерения уровня громкости: не дБ (децибел), а дБа (акустический децибел). Разница между ними в том, что уровень громкости в дБ не учитывает различную чувствительность уха к разным частотам, а оценка громкости в дБа это различие принимает в расчёт. Санитарно-гигиеническое нормы даются именно в дБа. Если сигнал по частоте приближается к границам звукового диапазона, его уровни громкости по шкале дБ и дБа будут сильно отличаться. Так, для инфразвука акустическая (слышимая) громкость становится равной нулю даже при значительной объективной громкости в дБ, поэтому уровни громкости инфразвука указывают только в дБ.


Немецкий врач-гигиенист Роберт Кох в своё время предсказывал: «Когда-нибудь человечество будет расправляться с шумом столь же решительно, как оно расправляется с холерой и чумой». Но пока что более половины населения Европы проживает в районах с уровнем шума 60–65 дБ, и этот уровень продолжает увеличиваться. Вред от шумового загрязнения стал сравнимым с вредом от курения (а по некоторым оценкам, шум сокращает жизнь даже больше, чем курение).


Если у вас в комнате включены сразу два прибора, создающие шум по 40 дБ каждый, не переживайте: общий уровень громкости будет не 80 дБ, а всего 43. Ведь возрастание интенсивности звука в 2 раза соответствует увеличению уровня громкости примерно на 3 дБ, ведь ухо «логарифмирует» звуковой сигнал. Как всё же мудро устроен наш слух!

Часть 2. Что нам светит