И все это будет верным, потому что звук – одно из самых фундаментальных явлений, очень многогранное, объемное и глубокое понятие. Это симфония воды и ветра, пения птиц и шелеста листвы. Первая песня матери и величайшие музыкальные произведения – это звук. Он вечный спутник всех движущихся объектов. Наш голос – это звук, который сопровождает нас от самого рождения до последнего вдоха. Звук объединяет эпохи, национальности, религии, людей разных стран и возрастов. Он окружает нас повсюду: наполняет, созидает и исцеляет…
С научной точки зрения звук – это волна, а точнее, физическое явление волновой природы. Звуковые волны являются одним из главных источников информации об окружающем мире, благодаря им мы можем разговаривать друг с другом, наслаждаться музыкой и звуками природы.
Наука, которая изучает звук, называется акустикой (от греч. ἀκούω (аку́о) – «слышу»). В классической физике, когда речь идет о звуке, обычно используется термин «звуковые колебания». Он отражает суть явления, поскольку механическое движение в упругой среде вызывает волнообразное колебание ее плотности, или, с точки зрения помещенного в среду тела, колебание давления на это тело со стороны среды. Эти колебания давления и воспринимаются нами как звук, точнее, как звуковое поле.
Для меня всегда было загадкой, как все-таки появляются звуковые волны. Оказывается, звук в воздухе – это передача периодических колебаний между соседними сталкивающимися атомами или молекулами. Получается, что, когда атомные частицы сталкиваются со своими соседями, они передают им свои колебания. Передача вибраций между любыми двумя соседними атомами или молекулами в газах, составляющих воздух, и характеризуется как звук.
В то же время британский инженер-акустик Джон Стюарт Рид (изобретатель кимаскопа) в своих исследованиях показал, что на самом деле привычная для нас модель звуковых волн является неполной, а сам термин – не совсем верным, поскольку он относится к графическому представлению математического закона энергии звука. Хотя термин «звуковые волны» корректен с точки зрения его графического представления, он не отражает в полной мере то, что на самом деле представляет собой звук.
Исследователь отмечает, что звук распространяется в виде звукового пузыря, который естественным образом расширяется со скоростью звука. Его внешняя поверхность находится в состоянии радиальной пульсации или колебания, что означает, что он расширяется и сжимается. При этом звуковое событие, создавшее пузырь, находится в центре. Все звуки содержат области высокого и низкого давления, называемые сжатиями и разрежениями. Именно эта пульсация внешней поверхности звукового пузыря обычно иллюстрируется в виде волнообразного графика, который мы привыкли видеть еще в курсе школьной физики. По мнению Дж. С. Рида, люди даже не представляют, что большинство окружающих нас звуков представляют собой красивые, мерцающие звуковые пузыри.