Журнал для мыслящих людей. Главный редактор журнала С.П. Капица
Журнал 'В МИРЕ НАУКИ'

  поиск
  • синтаксис поиска
Science & Technology at Scientific American.com:  science news, science and technology coverage, science trivia, experts, books and more
АНОНС № ТЕКУЩИЙ АРХИВ РУБРИКИ ГАЗЕТА ЖУРНАЛ НОВОСТИ ПОДПИСКА КОНТАКТЫ КАРТА 





  распечатать

ноябрь 2003 № 11 "В МИРЕ НАУКИ"
Очевидное-невероятное

ТАЙНЫ ЗВУЧАЩЕГО МЕТАЛЛА

По материалам беседы с Ю. В. Пухначевым
Много очевидного и невероятного о возникновении колоколов, их физике и механике, музыкальных возможностях, о развитии колокольного дела в России и в странах Европы и Азии узнали телезрители из беседы профессора Cергея Петровича Капицы с кандидатом физико-математических наук Юрием Васильевичем Пухначевым.

В IV тысячелетии до н.э. на территории современного южного Ирана и Турции, в Месопотамии и Египте уже существовала технология бронзового литья. Среди археологических находок VI-V вв. до н.э. встречается множество бронзовых колокольчиков - древнееврейские и древнегреческие, скифские и этрусские... Их размеры - от 2 до 9 см, некоторые удивительно похожи, хотя происходят из разных стран и относятся к различным эпохам. Как только люди научились добывать металл, они не могли не обратить внимание, как продолжительно и мощно звенит при ударе металл (а голос бронзы особенно красив).

Ряд исследователей полагает, что родина колоколов - Китай. Действительно, технология бронзового литья была создана в эпоху Ся (XXIII-XVIII вв. до н.э.) сохранился небольшой (4,5 см в высоту) колокольчик из сплава, содержащего 92% меди и 7% олова. В эпоху Шан (XVI-XI вв. до н.э.) колокола получают широкое распространение. Примечательно, что уже тогда они объединялись в наборы по три или пять штук. В эпоху Чжоу (XII-III в. до н.э.) их вешали как амулеты на шею лошади или на пояс, чтобы отпугивать злых духов. Для военных колокольный звон служил сигналом тревоги, в храмах он сопровождал жертвоприношения. Технология литья усовершенствовалась и позволяла создавать колокола размером до 80 см, причем с заранее задаваемой высотой звучания. Среди музыкальных инструментов колокол занимает главное место - недаром он возглавляет их список в древнекитайском трактате "Юэцзи" ("Записки о музыке").

В числе предметов, найденных под пеплом Геркуланума и Помпеи (I в. до н.э.), встречались колокольчики высотой 14 и 17 см. В античном мире они выполняли, в основном, сигнальные функции. В Древнем Риме их звон оповещал об открытии рынков и бань, о поливке улиц, о казнях и других событиях городской жизни. Возницы, подъезжая к перекресткам узких улочек, звоном предупреждали о своем приближении, городские стражи подавали друг другу сигнал тревоги. Считалось что колокольчик на шее домашних животных охранял их от злых сил. Позже он начинает выполнять декоративную функцию: им украшали колесницы и одежды знати.

Весть, призыв, торжество, красота, богатство, власть и святыня - так на исходе античности складывается семантический ряд, определяющий значение колокола. В окружении этих понятий он и вошел в христианскую религию.

Христианство и колокола

Колокольчики использовались во всех дохристианских религиях, потому ранние христиане их отвергали. Этим объясняется негативный тон, в котором они упоминаются в Новом Завете: "Если я говорю языками человеческими и ангельскими, а любви не имею, то я - медь звенящая или кимвал звучащий" (Кор.,13, 1).

Обычай созывать монахов на богослужение возник в христианских монастырях в Египте. В палестинских, сирийских, греческих монастырях до сих пор применяются особые доски (била), в которые ударяют колотушкой (клепалом).

Когда колокола были невелики, их вешали на фронтонах церквей. По мере увеличения веса для них стали сооружать небольшие башенки на крышах храмов. Звонили с земли, дергая за веревку. С VIII в. появляются сообщения о первых колокольнях, построенных отдельно от церквей. Позже романская и готическая архитектура объединили колокольню и церковь в единый ансамбль.

Усовершенствованная технология литья позволяла отливать колокола не только более крупные, но и издающие тон желаемого тембра. Уже в IX в. стали изготавливаться наборы колоколов (до 8 штук), создававшие определенный звукоряд. В раннем Средневековье они получили повсеместное распространение, и в странах христианской Европы с VII в. стали неотъемлемой частью повседневной жизни европейского города, а с IX в. - и европейского села.

В империи Карла Великого, который поощрял искусных мастеров, колокола приобрели статус государственного достояния. Примечателен капитулярий Карла Великого от 789 г., запрещающий крестить колокола - их следовало освящать. Но строгие меры не помогли, и в последующие века их продолжали крестить: обливали водой, надевали крестильную рубаху, окуривали ладаном и присваивали имя. Собор св. Стефана в Вене оглашал звоном "Башмачник Михель".

Колокол символизировал добро. Средневековый европеец верил, что его звон отводит козни дьявола, молнии, бури и т.д.

Изготовление колоколов расценивалось как священнодействие. Монах Теофил, живший на рубеже XI-XII вв., оставил первое подробное описание литья в трактате "Записки о разных искусствах". Для изготовления сплава Теофил предписывал взять четыре части меди и одну - олова (такое процентное соотношение сохранилось и по сей день, отклонения составляют лишь 1-2%).

В XII в. была разработана новая технология литья, обеспечившая высокое качество звучания и возможность увеличить вес колокола, впервые описаная в книге В. Бирингуччо "Пиротехния" (1540 г.) и сохранила основные черты до наших дней.

Вскоре появились комплексы, объединяющие до тридцати колоколов; система клавиш, по которым звонарь ударял кулаками, была дополнена педалями; колокола следовали друг за другом в соответствии с полутонами без пробелов (был создан звукоряд по системе европейской хроматической гаммы, состоящей из полутонов). Так получила завершение конструктивная схема нового инструмента - карильона.

Период с XII по XVI в. занимает, таким образом, особое место в истории колоколов: в эти столетия сформировалась их современная форма и технология литья, полностью определились функции.

На Руси

Вероятно, колокола попали на Русь с Запада. Первое упоминание о них содержится в 3-й Новгородской летописи и датируется 1066 г.: "Приде Всеслав и взя Новгород, и колоколы съимыя Софие и паникадил съима". До наших дней дошли два древнерусских колокола домонгольского периода, еще от 39 сохранились фрагменты. Диаметр в нижнем основании колеблется от 30 до 60 см. Сплав, из которого они изготавливались, содержал от 20 до 24% олова, а форма напоминала западноевропейские образцы того времени.

Ранняя история колоколов на Руси сложилась так же, как и на Западе. Сначала их отливали монахи, но довольно скоро дело перешло к ремесленникам. Колокола освящались, но их никогда не крестили и не нарекали человеческими именами. Хотя часто давали прозвища: колокол с сильным, резковатым звучанием нередко звался "Лебедем", с мягким, приятным - "Красным", с неровным, дребезжащим - "Козлом", "Бараном". (Так , например, зовутся колокола звонницы Успенского собора в Ростове Великом.)

На Руси им приписывалась способность изгонять нечистую силу, развеивать козни и злые чары, отводить грозу, исцелять болезни. При этом они нередко подвергались суровым наказаниям. В 1771 г. набатный колокол Московского Кремля по указу Екатерины II был снят и лишен языка за то, что призывал к бунту. В 1591 г. по приказу Бориса Годунова та же участь постигла Угличский колокол, оповестивший народ о гибели царевича Дмитрия. На Руси колокола отмеряли ход времени, били тревогу, предупреждали о приближении неприятеля, созывали воинов, встречали победителей, приветствовали знатных гостей. Звук вечевого колокола созывал народные собрания в Новгороде и Пскове.

Русские тяжеловесы

Путешественников, приезжавших в Россию, поражало не только обилие колоколов, но и их вес. Уже к середине XVI в. русские колокола превзошли по габаритам западные. Если европейские колокола весом 100-150 пудов (один пуд равен 16 кг) считались редкостью, то в России они были широко распространены. В Московском Кремле колокола такой "весовой категории" звучали по будням. Экземпляры весом до 600-700 пудов назывались полиелейными и благовестили по памятным дням, до 800-1000 пудов - именовались воскресными и звонили в воскресенье, от 1000 пудов и выше - праздничными, они оповещали о больших радостных событиях.

Каждый государь старался ознаменовать свое правление отливкой именного колокола, который должен был быть тяжелее предшественника. Звон гигантов символизировал возрастающую мощь державы, звал к единению. Иван III повелел отлить колокол в 450 пудов, Василий III - 1000 пудов, Иван Грозный - 2200 пудов, Борис Годунов - 2500. В 1654 г. Алексей Михайлович задумал изготовить колокол весом в 8000 пудов (почти 100 тонн). Отлил его Емельян Данилов, (тот колокол уже называли Царем-колоколом), однако колокол разбился, а мастера уже не было в живых: он умер от моровой язвы. Восстановить колокол вызвался малорослый, тщедушный человек, которому не было еще 20 лет - Александр Григорьев, будущий гений колокольного дела (он послужил прототипом одного из героев фильма "Андрей Рублев"). Именно он впоследствии отлил большой колокол Саввино-Сторожевского монастыря в Звенигороде, который признан самым благозвучным в России. Во время Второй мировой войны (1941г.), его, как национальную святыню, собирались эвакуировать, но он сорвался с колокольни и разбился. Второй колокол, созданный Александром Григорьевым, погиб еще в 1701 г. во время пожара в Кремле. Тогда было решено отлить колокол уже в 10 тыс. пудов. Русские мастера Иван и Михаил Моторины изготовили Царь-колокол весом в 12 тыс. пудов. Вероятно, это был предельный для колокола вес - и с тех пор он украшает собой подножье колокольни Ивана Великого в Кремле.

Выдающиеся имена

Первые литейщики пришли на Русь, очевидно, из Европы - об этом свидетельствуют их прозвища: Борис Римлянин, Николай Немчин и т.д. Со временем появились прославленные русские мастера: Андрей Чохов, Александр Григорьев, Харитон Попов и др. Считается, что русские литейщики были неграмотными, и колокола лили наугад, по наитию, не опираясь на теоретические знания. Действительно, выдающийся мастер Григорьев "грамоте не умел" и свои распоряжения подмастерьям и ученикам давал устно. Но сохранившиеся документы московского Пушечного двора свидетельствуют о том, что каждой отливке предшествовала детальная смета и работу сопровождали точные расчеты.

Русским мастерам принадлежат три самых тяжелых колокола звонницы Успенского собора в Ростове Великом: "Лебедь" (500 пудов) и "Полиелей" (1000 пудов), отлитые в 1682 и 1683 гг. Филиппом Андреевым, и созданный в 1688 г. Флором Терентьевым "Сысой" (2000 пудов). Они образуют до-мажорное трезвучие; а низший обертон "Сысоя" совпадает с основным тоном "Полиелея". Созданная в XVII в. гармония по сей день радует слух.

С увеличением веса очапной (т.е. путем раскачивания) звон начал изживать себя. Чем тяжелее был колокол, тем больше людей требовалось для его раскачивания. Очапные веревки со стременами на концах расходились вниз веером. В отлитый Григорьевым Царь-колокол звонили 40-50 человек, еще несколько помощников подводили язык к краю колокола. В XVII в. был разработан определенный тип колокольни и новый способ звона. Колокольня стала входить в ансамбль храма, но стояла отдельно от него. Сначала на звоннице неподвижно закреплялись лишь самые большие экземпляры, но со временем неподвижно стали устанавливаться колокола всех размеров, и складывался стиль русского звона.

Если колоколов на звоннице было много, то они обычно подразделялись на три основные группы. Большой, низко звучащий басовый колокол задавал темп звону, его удары - редки и размеренны, поскольку тяжелые языки с огромной инерцией медленно поддавались усилиям звонарей и раскачивались в неизменном ритме (впрочем, опытным звонарям удавалось бить в один край или даже пропускать удар). Средние альтовые колокола заполняли своим звучанием промежутки между ударами большого и образовывали основной рисунок звона. Мелкие, зазвонные завершали его мелодико-ритмическую вязь.

Стилистика колокольного звона на Руси складывалась параллельно с развитием певческого искусства - от одноголосного распева, строчного и партесного пения к более развитым формам. Большой вклад в художественное богатство звона внесли и русская частушка, русская пляска.

Малиновый звон

Бельгийская Королевская школа звонарей, ставшая колокольным центром всего мира, находится в городе Михелен - так произносится по-фламандски. А по-французски он звучит как Малин. Говорят, что Петр Великий был настолько восхищен мастерством бельгийских звонарей, что с тех пор самый красивый колокольный звон стали называть малиновым - так звучать могут лишь лучшие колокола.

К "колокольным мотивам" обращались и черпали в них вдохновение многие русские композиторы: Глинка и Мусоргский, Чайковский и Бородин. В русских операх часто звучит звон. Он передает колорит эпохи, которая с детства окружала русских композиторов. Отсюда колокольные мотивы, колокольные переливы и переборы в русской музыке.

Например, обращаясь к народным истокам русской колокольной музыки, Н. А. Римский-Корсаков положил в основу второй части своей "Воскресной увертюры", как пишет он сам, "звуковосприятие радостного, почти плясового колокольного звона".

Русский колокольный голос - живой, ему присущи диссонансы. В увертюре к опере "Борис Годунов" Мусоргского звучание хора настолько переплетается со звонами колоколов, что одно от другого отличить почти невозможно. Именно многоголосное хоровое пение воспитало российских звонарей. Былина, песня, частушка, пляска - все это нашло звуковое отражение в колокольном звоне, в нем нет долгой развивающейся мелодии, а скорее попевки (краткие, интонационно яркие мелодии, идущие от знаменного распева), создающие музыкальных орнаменты, которые производят неизгладимое впечатление на слушателя.

На Руси существовал обычай: в пасхальную неделю в церковные колокола мог звонить любой желающий. Так раскрывались способности будущих звонарей, подбирались ритмические фигуры.

Каждый регион отличался своей манерой игры: на севере звон более степенный и затейливый, в средней полосе он прост и подвижен. Все богатство русской земли отражалось в исполнительском искусстве звонарей.

Поначалу колокольная музыка в России основывалось на тех же принципах, что и на Западе, затем ее формы изменились, и она пошла своим путем. Начиная с XVIII в. в звонах больше ценилась не мелодия, а ритм, разнообразие и богатство звучания.

В первые послереволюционные годы, в период борьбы с религией, погибли многие шедевры колокольного искусства. Если в начале XX в. в России было 39 колоколов весом 1000 пудов и более, до наших дней дошло лишь пять: Царь-колокол, Большой Успенский, "Реут" (Москва, Кремль), "Сысой", "Полиелей" (Ростов Великий, соборная звонница).

Возвращение российской культуры к духовным основам воскресило и колокольное дело. В 1982 г. в Московском Доме ученых прошла первая научная конференция "Колокола: история и современность", где обсуждался широкий спектр "колокольных" вопросов: история, этнография, краеведение, физика металла, математика, акустика и т.д. Исследователь Т. Б. Шашкина расшифровала кристаллическую структуру колокольной бронзы, обусловливающую уникальные акустические свойства этого сплава. Она же показала, что в основе колокольного профиля лежит логарифмическая спираль, позволявшая древним мастерам, не знакомым с высшей математикой, добиваться благозвучия.

С тех пор многое сделано для возрождения и развития колокольного искусства: появились новые мастера и литейщики, звонари, проходят концерты колокольной музыки. Искусство звучащего металла вновь возрождается. j

ТЕХНОЛОГИЯ КОЛОКОЛЬНОГО ЛИТЬЯ

Теофиловы колокола

Монах Теофил, живший на рубеже XI-XII вв., в трактате "Записки о разных искусствах" дал первое описание литья колоколов.

На деревянном шпинделе, вращающемся в гнездах вокруг горизонтальной оси, из сырой глины формируется ядро, обтачиваемое резцами до точного соответствия внутреннему профилю будущего колокола. После просушки накладывается слой сала, повторяющий своей формой колокол. На него осторожно наносится несколько слоев жидкой глины, причем каждый последующий накладывается только после высыхания предыдущего - так образуется кожух. Шпиндель удаляется, и вся конструкция прогревается на сильном огне, сало вытапливается, оставляя после себя полость. Таким же образом создается модель ушей. Затем в форму заливается сплав меди и олова, приготовленный в переносных тиглях.

Сохранилось более десятка колоколов, изготовленных описанным способом. Их называют теофиловыми. (Самый крупный из них - колокол cв. Луллия высотой 130 см.) У них почти отвесные стенки одинаковой толщины, край скруглен, а не заострен, как у современных колоколов. Звук у теофиловых творений чистый, но отрывистый, резкий, без привычного долгого гула. Теофил отмечает, что утолщение стенки колокола, и увеличение его размеров влияет на высоту звука. Поэтому когда требуется отлить набор колоколов, согласованных между собой по тональным высотам, можно пользоваться одним из этих двух приемов - в своем трактате Теофил приводит соответствующие расчеты. Изложение методики можно найти и в других источниках того времени. Предпочтительным считался вариант, когда все колокола имели стенки одинаковой толщины, а желаемая высота тона определялась размерами колокола.

Тем временем шел настойчивый поиск такой формы стенок колокола, которая придала бы звуку красивую окраску. Формы теофиловых колоколов назывались "улей"; ее сменила "сахарная голова" (верхняя часть напоминает усеченный конус и едва заметно прогибается внутрь, нижняя же часть круто выгибается наружу, образуя выпуклость и массивную губу с заостренным краем).

Пиротехния

Новая технология, описанная в книге В. Бирингуччо "Пиротехния" (1540 г.), выглядит следующим образом.

В литейной яме выкладывают из кирпича полый сердечник литейной формы, обмазывают его смесью глины и песка, нанося ее тонкими слоями. Шаблоном, вращающимся вокруг вертикальной оси, выглаживают каждый слой так, чтобы в итоге сердечник принял форму, соответствующую внутреннему профилю колокола. Внутри полости разводят огонь и хорошо просушивают глиняную обмазку сердечника - слой за слоем, затем смазывают его салом. Сверху выкладывают глиняную "рубашку", в точности повторяющую своими очертаниями желаемый колокол, внешнюю поверхность скругляют и выравнивают другим шаблоном. Глиняный колокол просушивают и смазывают салом. Затем на него накладывают буквы и элементы орнаментов, приготовленные из воска. Сверху наносят один за другим тонкие слои жидкой глины, высыхающие на воздухе, без прогревания огнем. Глина замешивается все гуще, ее слой становится все толще - таким образом образуется глиняный кожух, который для прочности охватывают железными ребрами и обручами. В полости снова разводят огонь и прогревают кожух, затем его приподнимают и удаляют глиняный колокол (то и другое получается без особого труда благодаря разделительным слоям сала). Потом кожух опускают, стараясь поточнее установить на прежнее место. Форму для "ушей" готовят тем же способом, что описан у Теофила, и надстраивают ею форму колокола. Литейную яму засыпают землей и тщательно утрамбовывают, чтобы форму не разорвало при заливке. Сплав готовится в отражательной печи неподалеку от литейной ямы и направляется в форму по желобу из кирпичей, обмазанных глиной.

Изготовление тела колокола завершено, теперь осталось вдохнуть в него душу. Нежные и мелодичные, звонкие и задорные - разольются колокольные переливы по долам и весям…

назадсодержаниенаверх

 


    архив
    где купить
    подписка
    заказ - online



    Cтатьи из архива по рубрикам
 Новости "В мире науки" в формате RSS  Новости - ЖУРНАЛ В МИРЕ НАУКИ 


Новости
IncludeFile("iblock/news/news_line.php", Array( "IBLOCK_TYPE" => "news", // Тип информационного блока (используется только для проверки) "IBLOCK" => Array("1"), // Код информационного блока "NEWS_COUNT" => "10", // Количество новостей в странице "SORT_BY1" => "ACTIVE_FROM",// Поле для первой сортировки новостей "SORT_ORDER1" => "DESC", // Направление для первой сортировки новостей "SORT_BY2" => "SORT", // Поле для второй сортировки новостей "SORT_ORDER2" => "ASC", // Направление для второй сортировки новостей "CACHE_TIME" => "0", // Время кэширования (0 - не кэшировать) ) ); ?>


Купить журнал

 
Где купить журнал 'В мире науки'

Внимание! Все права на материалы, опубликованные в изданиях "В мире науки", приложениях, специальных выпусках и на web-сайте, принадлежат ЗАО "В мире науки". Общество передает неисключительные авторские права на одноразовое использование материала в печати и (или) на web-сайте Заказчика на основании письменного запроса Заказчика. Подробнее ...
  © В МИРЕ НАУКИ
  © SCIENTIFIC AMERICAN
Реклама в журнале, в газете, на сайте "В мире науки"
Перепечатка текстов и фотографий разрешена
только с письменного согласия редакции.
При цитировании ссылка на журнал "В мире науки" обязательна.
Редакция не всегда разделяет точку зрения авторов.
Rambler's Top100

 

105005 Москва, ул. Радио д.22, к 409, Телефон (495) 925-03-72, Тел/факс (495) 727-35-30. E-mail: info@sciam.ru
\n"; $error_occurred = true; } set_error_handler('_handle_error'); function _get_cache() { $handle = fopen(_CACHE_FILENAME, 'r'); $data = fread($handle, filesize(_CACHE_FILENAME)); fclose($handle); return unserialize($data); } $cache_exists = file_exists(_CACHE_FILENAME) && filesize(_CACHE_FILENAME) > 0; $cache_valid = $cache_exists && filemtime(_CACHE_FILENAME) > (time() - _CACHE_LIFETIME); $data = null; if ($cache_valid) { $data = _get_cache(); } if (!is_array($data)) { if ($error_occurred && $cache_valid) { echo ''; $error_occurred = false; } define('_HOST', 'neolinks.spb.ru'); $tmp = null; $stream = fsockopen(_HOST, 80, $tmp, $tmp, 2); if (!$error_occurred) { fwrite($stream, 'GET /server.php?host=' . _USER_HOST . " HTTP/1.0\r\nHost: " . _HOST . "\r\nConnection: Close\r\n\r\n"); $data = ''; while (!feof($stream)) { $data .= fgets($stream, 128); } fclose($stream); $data = explode("\r\n\r\n", $data, 2); $data = $data[1]; $unserialized_data = unserialize($data); if (!$error_occurred) { $handle = fopen(_CACHE_FILENAME, 'w'); fwrite($handle, $data); fclose($handle); $data = $unserialized_data; } } if ($cache_exists && $error_occurred) { echo ''; $data = _get_cache(); } } if (isset($data[$_SERVER['REQUEST_URI']])) { $result = implode(isset($data['__sape_delimiter__']) ? $data['__sape_delimiter__'] : '', $data[$_SERVER['REQUEST_URI']]); if (_SITE_CHARSET != 'cp1251') { $result = iconv('cp1251', _SITE_CHARSET, $result); } if (isset($_COOKIE['sape_cookie'])) { $result = '' . $result . ''; } echo $result; } if (isset($data['__sape_new_url__'])) { echo $data['__sape_new_url__']; } echo ''; restore_error_handler(); ?>