Можно ли на слух понять, горячая вода или холодная?

Кто-то на кухне набирает стакан из холодного крана, потом наливает кружку из чайника, а вы сидите за столом спиной и к тому, и к другому. Оборачиваться незачем. Две струи звучат по-разному, и этому почти никого не приходится учить. Такое знание появляется само, без уроков, лежит без дела всю жизнь, а когда за него наконец берёшься всерьёз, оказывается на удивление трудным для объяснения.

Первое, что стоит уяснить: вы слушаете вовсе не воду. Вы слушаете воздух. Падающая струя затягивает воздух за собой, и он отщипывается тысячами пузырьков в секунду. Каждый новый пузырёк, рождаясь, дрожит и звенит, как крошечный колокольчик, а нота этого звона задаётся почти целиком его размером. Большой пузырёк — низкая нота, маленький — высокая. Весь звук наливания и есть быстрый беспорядочный перезвон пузырьков, а сама вода более или менее безмолвна.

Температура вмешивается в этот перезвон через повадки воды. Вода под девяносто градусов примерно втрое текучее, чем из холодного крана, поверхностное натяжение у неё ниже, а растворённый газ она удерживает куда неохотнее. Жидкость с такими свойствами захватывает, несёт и отпускает воздух иначе, так что и толпа пузырьков, создающая звук, получается другой. До этого места согласны все.

А вот что эта толпа делает дальше — самое интересное. В 2024 году трое исследователей, Сяотянь Би, Дике Су и Цяньюнь Чжоу, сделали очевидное, до чего почему-то не доходили руки: налили горячую и холодную воду в одинаковых условиях, записали обе струи и сняли их скоростной камерой. У горячей пузырьки выходили крупнее, и их было больше. В записях горячая струя несла заметно больше низких частот и меньше высоких, чем холодная. По этим измерениям горячая — та, что глуше и ниже.

И тут начинается неувязка. Объяснение, которое чаще всего повторяют, утверждает обратное. Оно держится на одной вязкости: горячая вода жиже, жидкая вода дробится на более мелкие капли, мелкие капли дают более тонкий звук — значит, горячая звучит выше. Его вполне добросовестно излагали учёные в радиопередачах и повторяли профессиональные объединения, и множество людей, внимательно слушавших собственный чайник, скажут вам, что оно сходится с тем, что они слышат.

Выходит, у одного из самых обыденных домашних звуков ответ спорный — довольно честное положение дел для любого вопроса. Заодно это напоминание, что слышать разницу и уметь сказать, в какую она сторону, — два совершенно разных умения. Спросите полную комнату людей, выше или ниже звучит горячая вода, и единодушия вы не получите.

Как это решают? Так же, как команда 2024 года, только ещё тщательнее. Всё, кроме температуры, нужно удержать неизменным: высота тона зависит ещё и от сосуда, высоты падения, скорости струи и от того, насколько сосуд уже полон, и любая из этих мелочей перекроет эффект, за которым вы гонитесь. Дальше смотрят на спектр частот, а не на собственное впечатление о нём, и снимают пузырьки, чтобы проверить, рассказывают ли спектр и пузырьки одну и ту же историю. Поэтому один аккуратный набор записей весит больше очень популярной фразы.

Есть и домашний вариант, и делать его стоит по правилам. Та же кружка, та же высота, та же скорость, наливает кто-то другой, глаза закрыты и пар не тянет вам в лицо, потому что вид пара или запах чая ответят за вас раньше, чем до дела дойдут уши. Проведите вслепую десяток попыток. Большинство людей угадывает заметно чаще, чем позволяет случай, и при этом совершенно не может объяснить, к чему именно прислушивается.