Koliko je glasno doista glasno?

Nije nam teško prepoznati kada glazba postane glasnija ili tiša, no znatno nam je teže odrediti koliko je neki ton tiši ili glasniji u odnosu na neki drugi. Dokučiti je li neki ton duplo glasniji ili upola tiši jednako je teško kao objasniti koliko vam je jedan vic smješniji od drugoga.

Glasnoća zvuka ima čudnu osobinu: za nju ne vrijede matematička pravila, osobito ona kod zbrajanja. U normalnim okolnostima sumiranje ima smisla: kada osoba A i osoba B osobi C daju po jednu jabuku, tada osoba C ima dvije jabuke. Ako joj osoba A da dvije, a osoba B tri, srećković C ima pet jabuka. No kod zvuka, stvari nisu tako jednostavne.Nađete li se na koncertu orkestra u kojem može biti i stotinjak instrumenata, može li se sa sigurnošću reći da su sto puta glasniji od jednog instrumenta u orkestru? Naravno da ne. Uostalom, teško je u ovom slučaju generalizirati jer glasnoća ovisi o vrsti instrumenata i uputama dirigenta: neki sviraju tiše, neki glasnije, može se dogoditi i da čitav orkestar svira tiše od jednog jedinog instrumenta.

Međutim, uzmemo li deset violina (ili bilo kojih drugih deset identičnih instrumenata) koje će skupa jednakom snagom i jednakim intenzitetom zasvirati identičnu melodiju – njihov zajednički zvuk nije deset puta glasniji od jedne jedine violine. Mnogi se slažu da svirka deset violina zvuči kao da sviraju dvije violine. Dakle, ako ikada završite na koncertu najavljenom kao “100 violina”, to znači da ćete imati dojam kao da sviraju samo njih četiri.

Zamislimo veliku, praznu koncertnu dvoranu sa sto violinista na pozornici. Kada zasvira prva violina, njezin zvuk propara tišinu na identičan način kao kada u mračnoj prostoriji upalite svjetlo. Nakon toga zasvira druga violina koja doprinese glasnoći, ali ipak ne tako impresivno kao kada se oglasila prva violina. Uključuje se treća i zvuk postaje tek neznatno glasniji, potom četvrta, peta, šesta… I nakon nekog vremena se izgubite jer više ne možete razaznati kada se koja violina uključuje u zajedničku svirku.

Čuje li itko razliku između 59. i 60. violine po redu? Najvjerojatnije ne, ali da je 59. violinist zasvirao prvi ili drugi, doživjeli bismo ga znatno glasnije premda i sada svira posve jednako glasno. Zašto je tome tako? Dva su razloga: jedan je vezan uz zbrajanje zvučnih valova, a drugi za naše organe sluha.

Ne ulazeći u detalje slušne akustike, možemo reći da zvučna energija dolazi do unutrašnjeg uha i proizvodi tlak koji tjera bubnjić na titranje. Ovisno o broju titraja, mozak prepoznaje tonove, njihovu frekvenciju i glasnoću. Kada je nešto tiho, bubnjić titra slabije i obratno. Postoji najniži zvučni tlak kao što postoji i najviši koji može izazvati neugodnost ili bol, pa čak i probiti bubnjić i oštetiti uho.

Odsviramo li isti ton glasno i tiho, njegova se frekvencija ne mijenja, ali se mijenja pritisak, odnosno tlak koji je veći što je ton glasniji. Da bismo izveli sljedeći pokus trebaju nam dva dječja ksilofona, mikrofon, monitor koji će pokazivati intenzitet zvuka i, naravno, dva blizanca.

Neka prvi blizanac po imenu Frit odsvira bilo koji ton na ksilofonu i recimo da monitor pokaže da je glasnoća zvuka bila 10 nečega. Drugi blizanac po imenu Frut neka učini to isto, a iz razloga što su blizanci, sila i način udaranja bit će identični, pa će monitor opet pokazati 10 nečega. No kada zasviraju skupa, monitor neće pokazati 20, već možda 14, jer je dio zvuka jednostavno ‘nestao’.

Svaki zvučni val ima brijeg i dol (slikovito prikazano kao gore-dolje) i kada dva instrumenta zasviraju u isto vrijeme, možete se kladiti da ipak ne zasviraju istovremeno i da njihovi zvukovi do mikrofona neće stići u isti trenutak.

Na putu od instrumenata do mikrofona dio bregova jednog vala ‘poništit’ će s dijelom dola drugog vala i tako će se izgubiti dio početne snage zajedničkog zvuka. Hipotetski, kada bi se bregovi i doli savršeno ‘poništili’ – bez obzira što sviraju dva instrumenta – mi ne bismo čuli apsolutno ništa.

Jasno da je ovo u praksi teško izvedivo, jer puno je faktora u igri – od razmještaja u prostoriji, odbijanja od zidova, no treba spomenuti kako sličan princip koriste radnici koji rade sa zbilja bučnim strojevima u bučnom okruženju: nose posebne slušalice, tzv. ‘active ear defense’, s mikrofonom koji upija zvukove iz okoline. U njima se stvara ‘kontra-zvuk’ protiv zvuka koji dolazi: zvukovi su identični, ali su im bregovi i doli različiti. Čitava filozofija temelji se na tome da će se bregovi i doli dvaju zvukova ‘sukobiti’ i međusobno većim dijelom ‘poništiti’ što će sačuvati slušne organe vrijednih radnika ili barem donekle ublažiti izloženost buci.

Vratimo li se na one violine s početka priče, možemo doći do zaključka da što je više instrumenata, njihova međusobna ‘poništavanja’ su češća i upravo iz tog razloga 59. violinu nećemo nikada doživjeti jednako glasno kao onu prvu ili drugu. I da ne ostane nerazjašnjeno – ovo pravilo vrijedi isključivo ako se svira isti ton. Onoga trenutka kada violine podijelimo u dvije ili više grupa i kada one zasviraju različite melodije, sam će zvuk postajati glasniji i glasniji jer je sve manje identičnih bregova i doli koji se mogu međusobno ‘poništiti’. U prijevodu: ako dva instrumenta sviraju dva različita tona zvučat će glasnije nego kada dva instrumenta sviraju isti ton.

E sad, zašto naš mozak ne sumira zvukove na jednostavan, matematički način? Odgovor treba potražiti u evoluciji. Sluh nas je održao na životu sve ovo vrijeme, još od pećinskih dana. Uši moraju čuti širok raspon zvukova: od onih tihih koji predstavljaju potencijalnu opasnost do onih najglasnijih uz uvjet da im ti glasni zvukovi ipak ne mogu tako lako naštetiti.

Što je zvuk glasniji, progresivno ima sve manji utjecaj na organe sluha. Isto pravilo vrijedi i za ostala ljudska osjetila poput njuha, okusa, vida, dodira, hladnoće, topline, boli… Šest kontejnera napunjenih identičnom količinom i vrstom otpada ne mirišu šest puta gore od jednog kontejnera, 100 svijeća u sobi ne obasjava sobu sto puta bolje od jedne svijeće, a ako ste dovoljno hrabri (ili ludi) pa si zabodete pribadaču u jagodicu prsta, uočit ćete da se bol ne udvostručuje ako do prve pribadače zabodete još jednu.

Svirate li isti ton desetak sekundi, doživljavat ćete ga sve tišim i tišim, jednako kao što ćete deseti udarac u isto mjesto prestati doživljavati jednako bolno kao kod prvog udarca. Naš mozak vječno je na oprezu uvijek spreman reagirati na svaku naglu promjenu jer ona može značiti opasnost. No onoga trenutka kada se nešto počne ponavljati i ako iza toga ne slijedi uzbuna, mozak tu radnju ‘gura’ u drugi plan kako bi mogao i dalje biti usredotočen na neku drugu prijetnju koja bi se mogla pojaviti.