Научный фестиваль «СтолетовФест. Физика и музыка», в котором научно-популярные лекции были проиллюстрированы музыкальными композициями, состоялся в Доме-музее Столетовых 4 июля. Проект реализован Информационным центром по атомной энергии (ИЦАЭ) Владимира совместно с Владимиро-Суздальским музеем-заповедником (ВСМЗ).

Возрождение традиции

Концепция «СтолетовФеста» неслучайно переплела историю знаменитой семьи с современной наукой. Как рассказал руководитель ИЦАЭ Владимира Кирилл Губин, музыкальные вечера всегда были любимым занятием Столетовых: братья увлекались ими в детстве, а затем эту традицию продолжил профессор Московского университета Александр Столетов. Частым гостем в доме Столетовых был известный композитор, уроженец Владимира, Сергей Танеев. Организаторы фестиваля совместно с Домом-музеем возродили этот старый обычай — во дворике усадьбы вновь зазвучала музыка.

Поскольку Александр Григорьевич Столетов был выдающимся физиком, фестиваль получил яркую научную составляющую. Она стала ключевым элементом программы: ведущие эксперты рассказали гостям нескучные лекции о природе звука, эволюции музыки и передовых технологиях. В этой концепции искусство выступило не просто фоном для научного форума, а его логическим продолжением. Музыка наглядно продемонстрировала слушателям, как строгие законы физики рождают гармонию, объединив точную науку и эстетику в единое целое.

Перед началом лекционной программы к участникам фестиваля обратился Анатолий Столетов, инженер-метролог, краевед, активно изучающий историю своего рода. О Столетовых Анатолий Леонидович и его жена Зинаида написали несколько книг.

«Ребята, вы молодцы, собрали столько людей, увлекающихся наукой и интересующихся музыкой. Наша фамилия — не просто строчка в паспорте, мы хоть и не прямые, а, скажем так, дальние потомки рода Столетовых, но связь эту чувствуем, — сказал Анатолий Леонидович. — Мы представители одной из трёх ветвей огромного генеалогического древа Столетовых, которое насчитывает 450 человек. И наш род продолжается. Наш сын не стал генералом, как Николай Григорьевич, или академиком, как Александр Григорьевич, но он стал хорошим инженером и работает в атомной отрасли».

Анатолий и Зинаида Столетовы признались, что не первый раз приезжают на фестиваль и всегда с удовольствием слушают лекции и принимают участие в мастер-классах.

Математические формулы гения

Интеллектуальную программу фестиваля открыл кандидат исторических наук Сергей Курасов с лекцией на тему «Математические формулы жизни Сергея Ивановича Танеева».

«Уникальный современник Александра Григорьевича Столетова, если пройдёте по залам музея, вы увидите изображения Сергея Ивановича за музыкальным инструментом, так они со Столетовыми проводили вечера, они были хорошо знакомы и общались, — рассказал историк. — Танеева называли музыкальной совестью Москвы, но он был не только выдающимся композитором, но и учёным-теоретиком. «Никакое человеческое знание не может претендовать на звание истинной науки, если не прошло через математические формулы выражения» — это не только эпиграф к книге Танеева, но и принцип, которым он руководствовался в разных аспектах жизни».

Сергей Иванович глубоко изучал музыку прошлых эпох, применяя строгий аналитический подход, и именно это позволило ему раскрыть многие секреты мастерства композиторов, в том числе приблизиться к разгадке уникальности гения Моцарта.

Три угла + три струны

Уникальное сочетание традиций и современности представил музыкант Александр Катков. Он исполнил музыкальный сет на балалайке, который сопровождался лекцией об этом инструменте и мастер-классом, где он поделился секретами своего мастерства. Музыкант отметил, что привычная нам треугольная форма балалайки появилась не сразу: из-за кустарности производства форма могла быть и округлой, и угловатой.

«Балалайка — русский народный, относительно новый инструмент, который делался крестьянами из подручных материалов: например, корпус из тыквы, жильные струны. Три угла и три струны — простое устройство, но именно такая форма корпуса придаёт тембру балалайки ту самую узнаваемую яркость, динамичность, танцевальность и прыгучесть», — рассказал спикер.

В конце XIX века, по словам балалаечника Александра Каткова, музыкант Василий Андреев подарил инструменту новую жизнь. Он не только стандартизировал форму и строй, но и создал целое семейство балалаек разных размеров (прима, секунда, альт, бас, контрабас), что позволило вывести её из деревенской избы на большую сцену и в оркестры.

Как поёт апельсин

«Удивительно, но это тоже русский инструмент, поэтому его можно считать родственником балалайки, — такими словами начал свой мастер-класс «Плейтроника» музыкант, диджей Никита Ложкин. — Называется эта машинка «плейтрон». Это электронное устройство, превращающее прикосновения к самым разным предметам в музыкальные звуки».

Плейтрон работает за счёт пропускания через токопроводящие предметы сигнала электрического тока и его превращения в звуковой сигнал с помощью онлайн-синтезатора. На фестивале Никита Ложкин показал, как можно играть музыку на фруктах и овощах. Все желающие поучаствовали в записи мелодии, прикрепляя зажимы-«крокодилы» к банану, апельсину, кабачку, капусте и моркови.

«Удивительная штука, — призналась зрительница Екатерина Шумилина. — Никогда бы не подумала, что такое возможно. Мне очень понравился этот мастер-класс, здорово, что наука и техника позволяют нам услышать, как космически поёт апельсин, или как спорят старая и молодая морковка. Спасибо организаторам, это и забавно, и научно».

Лазеры: от теории к повседневности

После того как гости фестиваля узнали, как буквально из ничего создавать музыку с помощью современных технологий и нетрадиционных подходов к звукоизвлечению, слово взял кандидат физико-математических наук Антон Осипов. Его лекция о лазерных технологиях объяснила принципы их работы и на конкретных примерах показала их применение в нашей повседневной жизни.

«История лазерных технологий — это путь от фундаментальных физических открытий до инструментов, которые сегодня есть почти в каждой сфере. Возможно, мы не задумываемся об этом, но лазеры настолько прочно вошли в нашу жизнь, что мы их не замечаем, а используются они и в строительстве, и в медицине, и в спорте. Даже каждый наш поход в супермаркет сопровождается использованием лазера», — подчеркнул учёный.

Антон Осипов рассказал слушателям о том, как Альберт Эйнштейн в начале XX века предсказал появление лазера, описав существование «вынужденного» излучения. В середине века эти теоретические труды нашли практическое воплощение, когда советские физики Александр Прохоров и Николай Басов, а также американский учёный Чарльз Таунс получили Нобелевскую премию за создание мазера — квантового генератора на базе микроволновых сигналов. С 1960-х годов используется привычный нам лазер, первый оптический квантовый генератор продемонстрировал Теодор Майман.

С тех пор лазеры всё совершенствуются, а области их применения расширяются. Например, сегодня основной механизм охлаждения атомов в квантовых лабораториях — это специальное воздействие на них лазером, чтобы они перешли в состояние с минимальной энергией.

Лазерные технологии проникли повсюду: лазерная хирургия и офтальмология, лазерная резка и сварка, оборонные системы, лазерные принтеры и проекторы. С помощью лазера можно воспроизводить звук, что и продемонстрировал лектор всем участникам фестиваля.

«Я сам собрал такой приборчик, работу которого вы все сейчас можете наблюдать, — сказал Антон Осипов. — Если вы посмотрите на стену музея, то увидите, как на нём дрожит зелёная точка — это лазер, а дрожит она по мере того, как я говорю. Кстати, так можно и шифровать какие-то сообщения».

Физика звука

Подробно о том, что такое звук, рассказал кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Российского квантового центра Дмитрий Чермошенцев. Он объяснил, как с научной точки зрения рождается звук и почему люди воспринимают его как музыку.

«Звук — это волны, которые распространяются в среде: воздухе, воде, твёрдых телах. Чтобы волна возникла, нужен источник, который совершает механические колебания. Например, колеблются голосовые связки, когда мы говорим или поём, вибрирует струна гитары или мембрана барабана, работает динамик, преобразуя электрический сигнал в механические колебания, — рассказал Дмитрий. — Эти колебания передаются среде. Частицы среды, например молекулы воздуха, начинают смещаться, передавая энергию соседним частицам — так бежит волна».

Спикер познакомил слушателей с ключевыми параметрами звуковой волны, которые определяют то, как мы воспринимаем звук.

Частота — это количество колебаний за секунду. Она отвечает за высоту: чем больше частота, тем выше кажется нам звук.

Амплитуда представляет собой размах колебаний и напрямую связана с громкостью: чем она больше, тем громче звучит волна.

Наконец, спектральный состав — это набор всех частот, из которых состоит конкретный звук. Именно этот параметр во многом определяет тембр — уникальную окраску звука. Благодаря тембру наше ухо способно безошибочно отличить звучание одного музыкального инструмента от другого или узнать голос конкретного человека.

«Я столько сегодня узнал про то, как мы говорим, как устроены голосовые связки. Это очень интересно, потому что мы этого не видим в повседневной жизни, — поделился впечатлениями гость фестиваля Сергей Дмитриев. — Меня вообще впечатлила программа, я открыл для себя совершенно новые аспекты применения звука. Я впечатлён, что, используя звук и лазер, учёные в лабораториях моделируют свойства чёрных дыр».

Нотная запись: баланс точности и творчества

Графические символы, которые используются для записи музыкальных звуков, называются нотами — элементами, из которых состоят музыкальные мелодии. С историей того, как люди научились фиксировать звук на бумаге, участников фестиваля познакомил музыкант, композитор, аранжировщик и академический пианист Ярослав Борисов. Он познакомил слушателей с эволюцией нотной записи, которая представляет собой вечный поиск баланса между точностью воплощения композиторского замысла и творческой свободой исполнителя.

«В Древней Греции музыка считалась важнейшим элементом социальной жизни и изучалась наравне с грамматикой, гимнастикой и рисованием. Именно греки придумали первые обозначения звуков — ноты. Их система точно передавала высоту звука, но была крайне громоздкой: она не фиксировала длительность и требовала заучивания десятков символов», — пояснил музыкант.

В раннем Средневековье появились невмы — росчерки над текстом, которые лишь напоминали певчим о направлении мелодии. Развитие музыки в этот период было неразрывно связано с религией, так как церковь многие века оставалась центром науки, образования и искусства.

Около 1000 года благодаря монаху Гвидо д’Ареццо произошла революция в нотной записи. Чтобы ускорить обучение хора, Гвидо нанёс на пергамент четыре горизонтальные линии, создав прототип современного нотного стана. Невмы обрели точное положение в пространстве, что визуально закрепило абсолютную высоту звука, а позже к ним добавился цветной ключ-отсчётчик.

С развитием полифонии в XII–XIV веках музыке потребовался ритм. В школе Нотр-Дам невмы трансформировались в мензуральную нотацию с квадратными головками, чётко указывающими длительность звуков. Эпоха Возрождения сделала графику изящнее, сменив квадраты на округлые формы. К эпохе Баха и Моцарта запись приобрела современный вид пятилинейного стана со скрипичным и басовым ключами.

Однако XIX век стал временем наивысшей детализации: романтики вместе с Бетховеном превратили ноты из чертежа в режиссёрскую партитуру, заполнив страницы динамическими оттенками и темповыми ремарками, стремясь максимально регламентировать исполнение. XX век бросил классике вызов: авангардисты Эрл Браун, Джон Кейдж и Карл-Хайнц Штокхаузен начали рисовать архитектурные графики плотности, оставлять пустые страницы для случая или траектории полёта звуков. Их партитуры могут больше напоминать картины, нежели нотные записи, что дарит музыкантам свободу исполнения и интерпретации и превращает их из исполнителей в полноценных творцов.

Эволюция нотной записи — это многовековой путь человечества от приблизительных мнемонических подсказок до универсального графического языка, способного передать сложнейшие эмоции с математической точностью, а также вечный поиск баланса между точностью воплощения композиторского замысла и творческой свободой исполнителя.

«Потрясающее завершение фестиваля, очень интересная лекция про ноты, которая сопровождалась игрой на инструменте, — поделилась гостья Татьяна Сергеева. — Погода плохая. Когда я пришла, думала, что посмотрю немного, долго не задержусь. В итоге я прослушала все лекции и, если честно, не наслушалась, хочется ещё. Сегодня мне понравились все выступающие, как здорово был подобран состав лекторов. Я в восторге от того, что каждый физик сегодня заканчивал своё выступление музыкальным номером, а каждый музыкант не просто играл или пел, но и читал лекцию, причём делал это научно и интересно, такие они умные и талантливые. Спасибо организаторам. Уже жду следующего фестиваля».