تاریخچه آکوستیک در معماری
بخش چهارم
دوره کلاسیک ( سال‌های ۱۷۵۰ تا ۱۸۲۵ میلادی ) آغاز علم جدید
از دوران قدیم تا دوره‌ی رنسانس در اروپا، تئوری آکوستیک و علوم شاره‌ها پیشرفتی نکرده بود. رومیان قدیم تنها می‌دانستند که باد، پایین تپه‌ها را طی می‌کند تا به بالای آن برسد. همچنین استفاده از لوله کشی‌های اولیه و قنات نیز مرسوم بود. از دوره‌ی رنسانس به بعد، دانشمندان سعی در تعریف رفتارهای طبیعی داشتند که یکی از آنها حرکت شاره‌ها و دیگری، نوسان و لرزش مواد بود. لئوناردو داوینچی از نخستین کسانی است که در مورد رفتار شاره‌ها به صورت اولیه مطالعاتی انجام داده است. او پی برده بود که در رودخانه‌هایی با عمق ثابت، سرعت آب در بخش‌های باریک، بیشتر از سرعتش در بخش‌های پهن‌تر است. این ایده، اساس معادله‌ی پیوستگی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد و یکی از پایه‌های رسیدن به معادله موج است. از آن سو، نیوتون رابطه‌ای میان فرکانس یک سیم کشیده با طول، تنش (کشش) و چگالی آن به دست آورد. جیووانی باتتستا رابطه‌ای میان ارتفاع صوت و فرکانس لرزش تارهای فلزی محاسبه نمود. در انگلستان، رابرت هوک که بر روی نور تحقیق می‌کرد به معادله‌ی نوسان دست یافت. این رابطه بر اساس قانون دوم نیوتون به دست آمده است با این حال هوک در عصر خود نیوتون جوان را مورد آزار و اذیت قرار می‌داد : نخستین کسی که تئوری انتشار صدا را به صورت مدون در آورد، نیوتون بود. او در کتاب «اصول ریاضی فلسفه‌ی طبیعت» به فرمول‌هایی هوشمندانه دست پیدا کرده است. از جمله رابطه‌ی سرعت صدا، فشار صدا و چگالی محیط. در قرن هجدهم، ریاضیدانان شروع به ساخت ابزارهای ریاضی برای توضیح مکانیک نمودند. این اقبال گسترده به فیزیک به دلیل جوایزی که حاکمان برای حل سوالات پیچیده می‌گذاشتند هم بود. برنولی، اویلر و لاگرانژ از جمله ریاضیدانانی بودند که به حل مسائل مکانیکی روی آوردند و به ایده‌های شگرفی نیز رسیدند. رفتار صدا در لوله‌ها از جمله موضوعات جالب توجه آن دوره بوده که دانشمندان مذکور بر روی آن نیز تحقیق می‌کردند. در سال ۱۷۶۶ اویلر رساله‌ای جامع در مورد مکانیک شاره‌ها ارائه نمود که یک فصل آن کاملاً به صدا پرداخته بود. سنتِ جایزه دادن به اکتشافات علمی در قرن نوزدهم نیز ادامه پیدا کرد. به عنوان مثال، ناپلئون دستور داد تا یک جابره‌ی ۳۰۰۰ فرانگی از طریق انستیتو فرانسه به جهت کشف «تئوری لرزش سعلمه و صغحات» اهدا کنند. این جایزه به خانمی با نام سوفی گرمین که یک ریاضیدان بود اهدا شد که یک معادله دیفرانسیلی درجه چهار برای توضیح نوسان سطح پیدا کرده بود. تمامی تجارب و تحقیقات آکوستیکی قرون رنسانس به بعد، در کتابی با نام «تئوری صوت» به قلم جان اشتراووت و لرد ریلی به صورت کلاسیک درآمد. این کتاب هنوز هم اثری درخشان محسوب می‌شود . کلاسیسیسم قرن هجدهم اروپا، قرن دیکتاتوری روشنفکران بود. همه چیز بایستی به صورت دقیق، چهارچوب‌دار و مستدل انجام می‌گردید. همچنین بازگشت به هنر رومی و سادگی و فرمدار بودنش نیز در این دوره مشاهده می‌شود. موسیقی نیز از این قاعده مستثنی نیست. در قرن هجدهم توجه به دقیق بودن و فرم موسیقی افزایش یافت و فرم هایی ابداع و قانونگذاری گردید. یکی از این فرم‌ها «سونات» است که به صورت قطعه‌ای سه قسمتی یا ترنری می‌باشد. ابداع سونات به سباستین باخ نسبت داده می‌شود و پس از باخ، جوزف هایدن، موتزارت و بعدتر، بتهوون نیز از این فرم در آهنگسازی استفاده نمودند. برای نخستین بار در لندن سالن‌هایی صرفاً برای اجرای موسیقی و نه تئاتر بنا گردیدند. دو موسیقیدان مهاجر، کارل فریدریک آبه و یوهان کریستین باخ (پسر سباستین باخ معروف) از جیووانی آندره گالینی درخواست کردند تا این سالن را بسازد. ساخت این بنا که «هانوور» نام دارد در سال ۱۷۷۳ شروع شد و دو سال به طول انجامید و تا یک قرن، بهترین کنسرت هال لندن شناخته می‌شد. فضای اجرای این سالن، مکعبی با ابعاد حدود ۲۴*۱۰*۸ می‌باشد. ظرفیت این سالن ۸۰۰ نفر بود و هنگامی که پر از حضار می‌شد، زمان واکنش آن به کمتر از یک ثانیه می‌رسید. راهرو شکل بودن هانوور باعث می‌شد تا دیوارها صدا را بارها منعکس کنند و درنتیجه وضوح صدا مطرب باشد با این حال به تراز بالایی برای صدارسانی نیاز بود. سالن هانوور مورد تایید موسیقیدانان بنام آن زمان واقع شد. در قرن هجدهم دیگر ایتالیا سردمدار هنر و موسیقی نبود. ارکسترهای لندن، پاریس، مانهایم، برلین و وین پذیرای آهنگسازان تمامی ملل بودند. سالن‌های اجرای موسیقی نیز در دوبلین، آکسفورد و ادینبورگ بنا شدند که در تمامی اروپا پیشرو بودند. سالن Holly well music آکسفورد در سال ۱۷۴۸ بنا شد که استانداردهای آن هنوز هم معتبر است. زمان واکنش این سالن کمتر ار ۵/۱ ثانیه و ظرفیت آن ۴۰۰ تا ۶۰۰ نفر می باشد. همچنین اجراهای فضای باز نیز در این دوره گسترش یافت. این اجراها معمولاً در باغ‌ها و پارک‌های عمومی انجام می‌گرفت و مردم با دادن دو شیلینگ به تماشای آنها می‌پرداختند. با این حال، رفتن به سالن‌های کنسرت در قرن هجدهم مختص اشراف و نخبگان بود. کنسرت‌ها معمولاً در قصرها و خانه‌های اشرافی مانند Eisenstadt Castle در جنوب وین و یا قصر استرازا در بوداپست که خانه‌ی هایدن بود اجرا می‌شد و مردم عادی به آنجا راه نداشتند. نخستین سالن‌های عمومی کنسرت در آلمان بنا شدند. در هامبورگ و لایپزیک سالن‌هایی با ظرفیت ۴۰۰ نفر برای عموم بنا گردید. دوره رمانتیک ( سال‌های ۱۸۲۵ تا ۱۹۰۰ میلادی ) دوره رمانتیک و کلاسیک را نمی‌توان به روشنی از هم تفکیک نمود. پیوستاری فرهنگی این دو دوره در قطعات موسیقی آهنگسازان از ۱۷۷۰ تا ۱۹۰۰ کاملاً مشهود است. با این حال، موسیقی رمانتیک نسبت به موسیقی دوره‌ی کلاسیک با احساس‌تر، شخصی‌تر و شاعرانه‌تر است و کمتر از موسیقی دوره کلاسیک خود را در بند فرم‌ها محصور می‌کند. آهنگسازان دوره رمانتیک قصد داشتند افکار، احساسات شخصی و داستان‌ها را در قالب موسیقی بریزند. شاهد این مدعا که دوره‌ی کلاسیک و رمانتیک تفکیک ناپذیرند اینکه بتهوون تمامی عمر خود را در دوران کلاسیک سپری کرد اما موسیقی او علی الخصوص سمفونی ششم و نهم او در طبقه‌بندی موسیقی رمانتیک قرار می‌گیرد. روشن است که بتهوون پیوند دهنده‌ی دو دوره‌ی کلاسیک و رمانتیک است. شوبرت، برلیوز، فلیکس مندلسون، یوناس برامز و ریشارد واگنر نیز از آهنگسازان برجسته‌ی دوره‌ی رمانتیک محسوب می‌شوند. از ویژگی‌های موسیقی دوره‌ی کلاسیک، استفاده‌ی فراگیر از پیانو بود که این موضوع در دوره‌ی رمانتیک هم صادق است. با افزایش قدرت صوتی سازها در دوره‌ی رمانتیک، امکان استفاده از ارکسترهای بزرگ و اجرا در مکان‌های بزرگ نیز میسر شد. این امر موجب شد تا آکوستیک سالن‌های بزرگ و رفتار صوت در آن ها مورد توجه معماران و موسیقیدانان قرار بگیرد. تا پیش از این، سالن‌های اجرا به نوعی وارث معماری باستانی بودند. در ایتالیا سالن‌ها را به سبک یونان و روم قدیم می‌ساختند. در شمال اروپا، کلیساهای باسیلیک الهام بخش ساخت سالن‌ها بودند. بسیاری از این سالن‌ها بازدهی بسیار خوبی داشتند با این حال تجربه‌ی ساخت سالن‌های اجرای موسیقی بزرگ با آکوستیک مناسب هنوز ایجاد نشده بود. از این رو سالن‌هایی که با ابعاد بزرگ و به سبک قدیمی ساخته می‌شدند مشکل واکنش زیاد و انعکاسات تاخیری طولانی داشتند. یکی از بناهای مهم دوره رمانتیک، Crystal Palace است که توسط جوزف باکستون در لندن طراحی شد. این ساختمان عظیم با روبنای شیشه و اسکلت چدنی پذیرای نمایشگاههای مختلف و کنسرت‌های هفتگی متعددی بود. بطور مثال در سال ۱۸۸۲ کنسرتی متشکل از ۵۰۰ نوازنده و ۴۰۰۰ خواننده‌ی کر برای جمعیتی حدود ۸۸۰۰۰ نفر در آن اجرا شد. یکی دیگر از سالن‌های تئاتر جالب توجه در قرن نوزدهم، اپرا هاوس واگنر است که در ۱۸۷۶ در بایروث آلمان بنا شد. این سالن حاصل پیوند دو نگاه آهنگسازی و معماری در شخصی به نام « اتو برکوالد » معمار بناست. این سالن از لحاظ آکوستیکی بسیار مطلوب است و در جامعه‌ی آلمان نیز منزلت خود را یافت. محوطه‌ی داخلی سالن، مکعبی است اما صندلی‌ها با آرایش قطاعی از دایره چیده شده‌اند که در نوع خودش ابتکار آن زمان بوده است چرا که تفاوت کلاسی میان محل استقرار ارکستر و باکس‌ها وجود ندارد. شکل نعل اسبی سالن که تا سیصد سال از سالن‌های ایتالیایی اقتباس می‌شد، در اپرا هاوس واگنر به کناری گذاراه شده است. زمان واکنش ۵/۱ ثانیه ای (برانک ۱۹۶۶ ) با موسیقی واگنر بسیار همخوانی داشت. شاید به همین دلیل بود که واگنر قطعاتی می‌ساخت که در این سالن قابل اجرا باشد، و این سبک و سیاق آهنگسازی در سالن‌های دیگر تکرار نشد. آغاز دوره آکوستیک مدرن قرن نوزدهم آغاز رویکرد به آکوستیک به عنوان یک علم بود و مقالات زیادی در کتاب‌ها و مجلات مختلف در مورد تکنیک‌های آکوستیکی منتشر می‌شد. تا پیش از این، ایده‌های علمی آکوستیکی متشر نمی‌شدند و یا به صورت دست نوشته‌های شخصی معماران باقی می‌ماند و یا حداکثر میان تحصیل کرده‌های متخصص دست به دست می‌شد که بیشتر آنها هم به زبان لاتین بود؛ زبانی که عامه‌ی مردم نمی‌توانستند آن را بخوانند. در قرن نوزدهم کتاب‌ها به زبان آلمانی و انگلیسی تحریر گردیدکه موجب آگاهی رسانی عمومی در زمینه‌ی آکوستیک شد. از این کتاب‌ها می توان به کتاب «احساس موسیقی» به قلم هرمان هلمهولتز (۱۸۲۱۱ - ۱۸۹۷) و کتاب تئوری صوت (که به آن اشاره شد) را نام برد. کتاب اخیر را می‌توان مهمترین کتاب قرن نوزدهم در زمینه‌ی تئوری صوت نامید. جالب است بدانیم زمانی که ریلی و اشتراووت کتاب شاهکار خود را که مجموعه‌ای از مقالات علمی آن زمان به همراه پیشنهادهای هوشمندانه برای کارهای آینده بود را منتشر کردند، تنها چشمه‌ی تولید صوت در آزمایشگاه، صوت بلبلیِ آزمایشگر و تنها آشکارساز، شعله‌ی گاز بود ! در همان دوران و در دهه تاثیر گذار ۱۸۷۰ ، موجی در پیشرفت دستگاه‌های الکتروآکوستیکی به وجود آمد. در سال ۱۸۷۴ در آلمان، ارنست زیمنس طرح ترانسفورماتور با هسته‌ی متحرک را پیشنهاد کرد. این طرح، طرح اولیه‌ی همان چیزی است که اکنون نیز در بلندگوها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در سال ۱۸۸۷ دیوان عالی آمریکا یکی از هوشمندانه‌ترین طرح‌های دوران را به ثبت رساند و این طرح چیزی نبود جز طرح تلفن گراهام بل (۱۸۳۷۱ - ۱۹۲۲). کمتر از یک سال بعد، ادیسون گرامافون را طراحی کرد و کمی بعدتر در سال ۱۸۹۱ ، تصاویر متحرک ابداع شد. در واقع در طی یک دهه شالوده‌ی فناوری‌های تلفن، ضبط صدا، باز تولید موسیقی و صنعت فیلم متحول گردید. در اواخی قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، معماری آکوستیک به عنوان یک رشته‌ی علمی توسط فیزیکدان و استاد جوانی از هاروارد به نام ویلیام سابین پایه‌گذاری گردید. مابین کار خود را با درخواست چارلز ویلیم الیوت، رئیس آن زمان هاروارد آغاز کرد. الیوت از وی خواسته بود تا برای حل مشکلات آکوستیکی سالن همایش موزه‌ی هنرهای Fogg واقع در هاروارد کاری کند. سابین با نگاه از بیرون و بررسی سالن‌های دیگر و انجام یک سری آزمایشات تجربی، به روابطی در مبحث speech رسید. با اتمام اصلاح سالن Fogg او توانسته بود اولین تئوری جذب صدا در مواد، رابطه‌اش با میرایی صوت در اتاق و فرمولی برای میرایی (یا همان زمان واکنش) در اتاق را ابداع کند. کشف کلیدی او در زمینه‌ی جذب و زمان واکنش هنوز هم معتبر است. سابین سپس به طراحی سالن موسیقی بوستون دعوت شد. او در آن سالن از تخته گچ‌های سنگین در سقف استفاده کرد و ارتفاع آن را نیز زیاد گرفت تا زمان واکنش را به ۸/۱ ثانیه برساند. باریک گرفتن کناره‌ها و ایجاد بالکن در پشت باعث کاهش نقاط سایه (shadow zones) آکوستیکی گردید و زاویه‌دار کردن دیوارها و سقف باعث شد تا صدای ارکستر به خوبی به شنوندگان برسد. همچنین طاقچه‌ها و مجسمه‌های کلاسیک به کار رفته در سالن با پخشاگری مطلوب در آن گردید. سالن موسیقی بوستون (که به سمفونی هال معروف است) در سال ۱۹۰۰ افتتاح شد و هنوز هم یکی از سه یا چهار سالن برجسته‌ی جهان از حیث مشخصات آکوستیکی محسوب می‌شود. در همان دوران در نیویورک سالن دیگری منتها این بار با سبک و سیاق ایتالیایی بنا شد: اپرا هاوس نیویورک. این سالن گنجایش ۳۳۰۰ نفر را داشته که آن را یکی از بزرگترین سالن‌های جهان می‌کند. با وجود حجم بزرگ، آکوستیک اپرا هاوس نیویورک بسیار مطلوب است. البته در ابتدا در بالکن‌های بالایی صدا با وضوح شنیده نمی‌شد که این مشکل با استفاده ار سقف‌های کاذب و اضافه کردن بالکن‌هایی در جلو به خاطر افزایش پخشاگری حل شد. از سالن‌های مدون آمریکایی می‌توان به سالن کارنگی نیز اشاره نمود که به درخواست و سرمایه‌ی بارون اندرو کارنگی، سرمایه دار بزرگ و تاجر فولاد در نیویورک بنا گردید. این سالن به شفافیت صدا برای فرکانس‌های بالا معروف است. قرن بیستم در قرن بیستم به هنر و به معماری آکوستیک به عنوان علم نگریسته شد و مولفه‌های آکوستیکی بیشتری شناخته شد تا بتوان بر اساس آنها کیفیت صدا را در سالن‌ها افزایش داد. در زمینه‌ی کنترل نوین و هام موفقیت‌های زیادی حاصل شد و الکتروآکوستیک به کلی متحول گشت. میکروفون‌ها و اسپیکرها، آمپلی فایرها و میکسرهای صدا در مقیاس وسیعی پیشرفت کردند و کاربردی شدند. در همین قرن تکنیک‌های میکروفون‌گذاری و اسپیکرگذاری ابداع شدند تا نقاط ضعف آکوستیکی سالن‌ها پوشانده شوند. همچنین در معماری قرن بیستم، سطوح دیواره‌ها تخت و مسطح شدند و دیگر از تزئینات پر زرق و برق دوران‌های قدیم خبری نیست. همین سطوح تخت و اثرات نامطلوب آن بر صوت موجب شد که پنل‌های جاذب و پخشاگر اختراع شوند. پخشاگرهای شرودر با امکان طراحی ریاضی ابداع شدند و مدلسازی آنها هر روز رو به بهبود می‌رود. همچنین پلیمرهای زیادی سنتز شدند که با استفاده از آنها می‌شود در سطوح دلخواه، جذب مورد نیاز را به دست آورد. موسیقی در قرن بیستم متحول و سازها و سبک‌های متنوعی به بازار موسیقی وارد شد. بر طبق این سبک‌های جدید، استیج‌هایی جدید نیز طراحی گردید که می‌توان به استیج صدفی و استیج خیابانی اشاره کرد. در برخی جنبه‌ها فلسفه‌ی موسیقی و معماری نیز تغییر کرد و بر طبق آن، نحوه‌ی اجرا و صدا رسانی نیز همینطور. سالن‌های بسیار متعددی در اقصی نقاط جهان بنا شدند که اگرچه خیلی از آنها عاری از ذوق هنری است اما شاهکارهایی نیز در میان آنها دیده می‌شود. در این میان می‌توان به کنسرت هال سیدنی، هلسینکی و کنسرت هال والت دیزنی در لس آنجلس اشاره کرد که طراحی‌اش بسیار عالی است.
