Гидравлис
Статья про совсем уж древние времена, о прародителе органов - гидравлисе. За основу я взял главу из книги Питера Джеймса и Ника Торпа "Древние изобретения" (Минск, 1997 год), немного дополнил информацией из Интернета и добавил картинки.
Кстати, органная труба даёт довольно чистый тон, слабо обогащённый гармониками. Гельмгольц в своём фундаментальном труде "Ощущения тона" (Sensations of tone), исследовал звук духового органа и подверг его сперктральному анализу.
Во времена правления Птолемеев Александрия оставалась непревзойденным центром образования и после завоевания ее римлянами в 31 г. до н. э. продолжала оставаться "университетом Средиземноморья". На плодородной интеллектуальной почве Александрии взошло несколько гигантов древнего инженерного искусства.
Первым из них стал человек по имени Ктесибий (примерно 285 – 222 гг. до н.э.), работая в цирюльне своего отца в Александрии, заработал себе отличную репутацию и стабильный доход благодаря склонности к различного рода изобретениям и усовершенствованиям. Его утерянная в веках работа "О пневматике" даёт ему право называться "отцом пневматики". В этом труде он рассматривал работу сжатого воздуха в насосах и даже пушках. Другой его пропавший труд "Меморабилия" цитируется Афинием. Некоторые источники упоминают сконструированный Ктисибием поющий рог для статуи супруги Птоломея II. Многие поздние авторы, ссылающиеся на труды Ктесибия, упоминают придуманные им механизмы водяных насосов, водяных часов и водяного органа.
Однажды Ктесибий, работая в своей цирюльне, сделал замечательное открытие. Он экспериментировал с новым в то время хитроумным приспособлением, предназначенным для подъема и опускания зеркала с помощью свинцового противовеса. Подвешенный на струне груз двигался по трубе, спрятанной в деревянном балансире позади зеркала, то вверх, то вниз. Когда свинцовый груз быстро падал вниз, то находившийся там воздух сжимался и вырывался наружу с характерным свистом.
Это простое устройство подсказало Ктесибию принцип действия первого в мире клавишного инструмента — маленького органа, приводимого в действие с помощью сжатого воздуха (в сущности, это был увеличенный и механизированный вариант свирели, состоявшей из нескольких расположенных в ряд тростниковых трубок). Как и многие другие изобретения, это было усовершенствовано 200 лет спустя Героном, также жившим в Александрии и изготовившим новый вариант духового механического инструмента. Герон упоминал орган в своём труде "Пневматика", но не упомянул Ктесибия, т.к. посчитал, что имя изобретателя и без того слишком известно. Что бы исключить наличие механика, накачивающего воздух, Герон разработал ветряную мельницу и механизм, преобразующий вращательное движение мельницы в поступательное, приводя в движение помпу насоса. Это был первый опыт применения энергии ветра в древности.
Улучшенная впоследствии конструкция описана римским архитектором Витрувием в конце I в. до н. э. Это был римский гидравлис, или водяной орган, получивший широкое распространение на всей территории империи.
Сущность инструмента состояла в том, что воздух из насоса или, как в устройстве Герона, миниатюрной ветряной мельницы вдувался в металлическую шаровидную камеру, погруженную в воду; с усилением давления воздух вытесняет воду из шара, поднимая уровень воды в окружающем сосуде, а избыточный воздух поступает внутрь трубы, поднимающейся над водой. Между ходами насоса давление воздуха в металлическом шаре сохраняется постоянным за счет воды во внешнем бассейне. В римском варианте, описанном Витрувием, поток воздуха, направленный по отдельным трубкам, регулируется клапанами, находящимися в квадратной камере, закрываемой квадратной деревянной затворкой; каждая затворка имела соответствующую клавишу, на которую органист нажимал, выпуская тем самым воздух. Как и в современном органе, разные тона производились с помощью трубок разного размера, которых в римских образцах было до 19.
Начиная со II в. н. э. существовал римский орган, приводимый в действие воздуходувными мехами; он был меньше по размеру и мощности, чем гидравлис. Преимущество водяного органа заключалось в том, что металлический шар внутри резервуара с водой выполнял функцию регулятора давления воздуха. Неважно, насколько сильно давили на поршень мехов, одним этим невозможно было обеспечить такое давление воздуха, чтобы привести в действие огромный инструмент.
Водяной орган стал популярным в странах Средиземноморья и, наконец, во всей Римской империи. В рукописи 90 г. до н. э. из Дельф, в Греции, есть запись о том, что некий Антипатр "покрыл себя славой", играя на гидравлисе два дня кряду, соревнуясь с другими музыкантами. Орган был любимым инструментом небезызвестного императора Нерона. Ко II в. н. э. на нем постоянно играли, аккомпанируя при состязаниях гладиаторов. Кроме того, его использовали в театрах и амфитеатрах, во время игр, процессий и цирковых представлений, на пиршествах и свадьбах знатных людей и даже как обязательное сопровождение церемонии принятия присяги при вступлении на государственную должность. То, что на водяном органе играни почти на каждом публичном мероприятии, доказывают его остатки, найденные в развалинах здания гильдии ткачей в Будапеште, сожженного в III в. н. э.
И все же, несмотря на его огромную популярность, водяной орган не сохранился после 500 г. н. э, Навыки, необходимые для его конструирования, были утрачены при нашествиях варваров. Сохранился только наипростейший орган с воздуходувными мехами в Восточной Римской империи. Арабские инженеры начали создавать органы на основе мехов в IX в., и вскоре императорские дворцы Византии и Багдада наполнились звуками этих инструментов.
В 1992 году греческие археологи обнаружили в городе Дион, находящийся у подножия Олимпа, фрагменты гидравлиса. Инструмент был сделан в 1 в до н.э. и был оборудован 19 бронзовыми трубками. На основе этих раскопок и некоторых исторических документов Европийский Культурный центр в Дельфах сделал реконструкцию инструмента (в 1999 году).