Nhà hát Epidaurus - Một kì quan âm học cổ xưa

Người Hy Lạp cổ đại có sở trường trong xử lý âm học. Họ đã xây dựng hàng chục địa điểm nhà hát đồ sộ, quan trọng về mặt văn hoá trong những ngày trước khi có hệ thống khuếch đại điện tử và truyền âm thanh.

Thông qua sự kết hợp giữa thiết kế và các vật liệu xây dựng khác nhau, họ đã có thể đạt được chất lượng âm thanh như mong muốn. Ấn tượng nhất trong những công trình có thể kể đến nhà hát cổ ở Epidaurus.

Nhà hát Epidaurus với thiết kế và chất lượng âm học ấn tượng

1. Dòng thời gian tồn tại của Nhà hát Epidaurus

Được xây dựng và thế kỷ IV trước Công nguyên dưới sự chỉ đạo của kiến trúc sư Polykleitos the Younger, nhà hát cổ Epidaurus đã trở thành hình mẫu cho tất cả các nhà hát ngoài trời được xây dựng sau nó. Các đặc tính âm học được thiết kế vô cùng hoàn hảo, đến mức ngay cả những khán giả ở hàng ghế sau cũng có thể nghe thấy rõ ràng giọng nói từ những người biểu diễn trên sân khấu hàng thiên niên kỷ trước khi micro hay loa ra đời.

Ban đầu nó được xây dựng như một nơi tôn nghiêm dành riêng cho Asclepius, vị thần y học cổ đại của Hy Lạp, và được sử dụng trong 800 năm sau đó để tổ chức các sự kiện âm nhạc và sân khấu dành riêng cho việc thời cúng ông. Vào những ngày không có buổi biểu diễn, mọi người thường đến đây để được các linh mục chữa bệnh.

Nơi này được xây dựng dành riêng cho Asclepius, vị thần y học cổ đại của Hy Lạp

Công trình này đã phải chịu nhiều thiệt hại do chiến tranh và thời tiết trong suốt lịch sử tồn tại và được trùng tu sửa chữa nhiều lần. Xung đột chính trị và một loạt trận động đất đã khiến nhà hát không còn được sử dụng từ năm 426 trước Công nguyên, và tình trạng này kéo dài trong 1450 năm tiếp theo. Mãi cho đến năm 1881, di tích cũ mới được khai quật, và quá trình tân trang được thực hiện trong suốt 57 năm để có thể được đưa vào sử dụng lại vào năm 1938.

Nhà hát Epidaurus vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, đánh dấu khoảng thời gian hơn 2400 năm kể từ khi nó được xây dựng. Nhiều buổi biểu diễn được tổ chức ở đây, bao gồm cả lễ hội Epidaurus hàng năm. Lễ hội Epidaurus đã được tổ chức ở đó từ năm 1955, vì thế có thể nói đây là một trong những lễ hội biểu diễn nghệ thuật lâu đời nhất ở Châu Âu và là một trong những sự kiện văn hoá quan trọng nhất ở Hy Lạp.

Thật ngạc nhiên là nhà hát vẫn nổi bật qua bao tiến bộ khoa học kỹ thuật về xây dựng,, một minh chứng cho tầm nhìn xa về âm học đáng kinh ngạc của người Hy Lạp cổ. Những kỹ thuật được sử dụng trong nhà hát từ hàng nghìn năm trước vẫn có giá trị cho đến ngày nay.

Bạn có thể xem trọn vẹn video tại đây

2. Tại sao âm học của nhà hát Epidaurus rất tốt?

Các đặc tính âm học của nhà hát được thiết kế vô cùng hoàn hảo, dù với sức chứa hàng chục nghìn người tham dự, những khán giả ở hàng ghế sau cũng có thể nghe thấy rõ ràng giọng nói từ những người biểu diễn trên sân khấu.

Vậy đâu là yếu tố khiến cho nhà hát vẫn giữ được chất lượng âm học tốt sau ngần ấy thời gian, và chúng ta có thể học được điều gì từ công trình này?

Nhiều học giả và chuyên gia âm học đã suy đoán về lý do tại sao âm thanh trong công trình kiến trúc này vượt trội hơn so với các công trình hoà nhạc và nhà hát khác trên khắp thế giới. Họ đã đưa ra một số kết luận giúp kể lại một phần câu chuyện, nhưng toàn bộ vấn đề chỉ được giải đáp đầy đủ cho đến thế kỷ XXI.

Vị trí

Một trong những giả định nổi bật nhất trong nhiều năm là vị trí địa lý của nhà hát. Nằm ở phía tây của núi Cynortion, hình dạng và độ dốc cũng như hướng gió giúp truyền sóng âm tốt hơn đến tai người nghe. Tuy nhiên, khi so sánh với các công trình khác có vị trí tương tự, yếu tố này không hoàn toàn lý giải được sự vượt trội về âm học của nhà hát.

Vị trí và sự đối xứng chưa phải là yếu tố quyết định đến chất lượng âm học của nhà hát

Sự đối xứng

Các kiến trúc sư cổ xưa đã xây dựng nhà hát với sự đối xứng gần như hoàn hảo. Điều này đóng vai trò rất lớn trong việc nâng cao trải nghiệm âm học của nhà hát. Tuy nhiên, nhưng những thử nghiệm với các công trình khác chứng minh rằng đây chưa phải là câu trả lời chính xác hoàn toàn.

Mặt nạ biểu diễn

Một số học giả thậm chí đã suy đoán rằng những chiếc mặt nạ có thể liên quan đến trải nghiệm âm thanh ấn tượng tại Epidaurus. Các diễn viên trên sân khấu Hy Lạp cổ đại thường đeo mặt nạ để những người ngồi hàng ghế sau dễ nhìn thấy biểu cảm của họ hơn. Họ cũng rất giỏi trong việc sử dụng giọng nói của mình vì lúc bấy giờ công nghệ khuếch đại tân tiến vẫn chưa xuất hiện.

Một số chuyên gia âm học cho rằng những chiếc mặt nạ mà các diễn viên đeo có thể hoạt động như một thiết bị khuếch đại âm thanh cổ xưa. Nhưng một lần nữa, các nghiên cứu chỉ ra rằng giả định này vẫn chưa thật sự thuyết phục.

Mặt nạ biểu diễn được người Hy Lạp xưa sử dụng trong lúc biểu diễn

Điều kỳ diệu từ những băng ghế

Lý do khiến âm thanh tại nhà hát Epidaurus vượt trội hơn rất nhiều so với mọi nỗ lực liên tiếp tái tạo nó là ở 55 hàng ghế ngồi bằng đá vôi hình bán nguyệt hình thành nên hình dạng của nhà hát.

Năm 2007, một nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ Georgia đã phát hiện ra rằng những chiếc ghế bằng đá vôi đóng vai trò như một bộ lọc âm thanh. Nó hấp thụ những âm ở tần số thấp từ giọng nói con người và thực sự đã làm rất tốt trong việc triệt tiêu những tiếng xì xầm của đám đông. Bên cạnh đó, những âm ở tần số cao được phản xạ từ ghế trở lại khán giả, giúp họ nghe thấy giọng nói rõ ràng hơn.

Nghiên cứu được thực hiện bởi chuyên gia âm học và siêu âm Nico Declercq, trợ lý giáo sư tại Trường Kỹ thuật Cơ khí Woodruff, và Cindy Dekeyser, một kỹ sư đam mê lịch sử Hy Lạp cổ đại.

Khi Declercq bắt đầu giải quyết bí ẩn về âm thanh, ông cũng đã từng hiểu sai về lý do tại sao Epidaurus mang chất lượng âm học tốt đến vậy. Ông nghi ngờ rằng vật liệu gấp nếp hoặc có gờ của cấu trúc đá vôi có vai trò như một bộ lọc sóng âm thanh ở một số tần số nhất định, nhưng không lường trước được nó có thể kiểm soát tiếng ồn xung quanh tốt đến như thế.

Cấu trúc gờ của ghế đá vôi được cho có vai trò như một bộ lọc sóng âm thanh ở một số tần số nhất định

Khi nhóm của Declercq thử nghiệm sóng siêu âm và mô phỏng số về âm thanh của rạp hát, họ phát hiện ra rằng tần số dưới 500Hz sẽ được hấp thụ. Vậy làm thế nào mà khán giả nghe thấy tần số thấp hơn trong giọng nói của người biểu diễn nếu âm thanh đó cũng bị hấp thụ? Câu trả lời rất đơn giản, Declercq nói. Bộ não con người có khả năng tái tạo lại các tần số bị thiếu thông qua hiện tượng gọi là cao độ ảo (virtual pitch). Cao độ ảo giúp ta đánh giá đúng âm thanh không đầy đủ phát ra từ loa nhỏ (trong máy tính xách tay hoặc điện thoại), dù cho loa nhỏ không thể tạo ra tần số thấp (âm trầm).

Người Hy Lạp cổ đại có thể không biết rằng bộ não con người có khả năng lấp đầy những thông tin âm thanh còn thiếu như thế hoặc cách tạo ra một nhà hát dựa trên một hiện tượng âm thanh khó hiểu như vậy. Vì thế, họ đã không thể sao chép hiệu ứng âm học này trên những nhà hát khác. Declercq cho biết các nhà hát sau này sử dụng ghế ngồi với nhiều chất liệu khác nhau thay thế, bao gồm cả gỗ, từ đó dần dần từ bỏ thiết kế của Nhà hát Epidaurus.

Các kiến trúc sư đang ứng dụng lý thuyết này như thế nào?

Ngày nay, chúng ta vẫn xây dựng các giảng đường hiện đại dựa trên thiết kế của người Hy Lạp cổ đại. Ta sử dụng hấp thụ và khuếch tán để tạo cấu hình âm thanh trong rạp hát, phòng thu âm, phòng media. Ta hiểu cách sóng âm tương tác với các vật liệu khác nhau, từ đó xây dựng cấu trúc âm học với sự kết hợp của các vật liệu để tạo ra trải nghiệm âm học tốt nhất có thể.

Âm học kiến trúc ngày nay là đỉnh cao của tất cả những điều chúng ta học được qua lịch sử loài người. Trong thế kỷ XXI, chúng ta có dữ liệu hàng thiên niên kỷ để dựa vào và đạt đến chuẩn âm học gần như hoàn hảo cho mọi không gian và mọi mục đích.