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偶然在朋友Facebook上看到来自新西兰惠灵顿的音乐人Nigel Stanford创作的这个“声波形象化:科学 vs.音乐(Cymatics: Science Vs. Music)”的视频,顿时被其将科学和艺术完美结合在一起的表达方式吸引住了,在连续反复播放了几遍之后满足地打着饱嗝靠在沙发上,如同刚享用完一顿视觉与听觉上的大餐,脑海里依然回放着视频中那感心动耳、荡气回肠、构思奇妙、高端精致的音乐和实验。
http://v.qq.com/page/b/4/1/b0161u6hd41.html
视频
整个视频的基调有一种冷静低调而严肃的美,透着神秘的色彩,高潮部分的打击乐和火焰电流又不失张扬,让人血脉奋腾、心潮澎湃。Nigel Stanford一人分饰多角,出色完成了其对音乐联觉理解的演绎。
然后笔者开始好奇这些实验究竟是怎么做的。声音固然是由振动产生的,但仅靠电子琴、架子鼓这些乐器连上那么几根线就能让沙子、水、金属液体、火焰、电流呈现出那么规律对称的几何图案和形状吗?这些图形真的是由视频中演奏的那首乐曲的旋律同步生成的吗?
Nigel Stanford 对视频制作过程和实验细节进行详细的描述和解释。(http://nigelstanford.com/Cymatics/Behind_the_Scenes.aspx)原来这首乐曲是在视频的拍摄工作完成之后才创作的。
视频一开始出现的沙子的图形是模拟的克拉尼(Chladni)实验,具体做法是将音箱通过一个放大器用电线连接在一块铺有细沙的金属板上,电子琴和金属板达到共振使沙子呈现出不同式样的几何图案。起初Nigel Stanford试图使用真正的音调呈现出来的图形,但正常音出来的图案不明显,而图案漂亮的音又太高不悦耳,所以他最终选择了四种式样较好的图形,用声音合成器制作了视频中听到的声音。关于细管里流出来的正弦曲线形状的水流,Nigel Stanford提到扬声器的振动频率要和摄像机的拍摄帧率吻合达到共振才能使水流冷冻在正弦波的形状。另外,这个实验过程是在冰点以下的温度拍摄的,演员和摄像师等工作人员们吃了不少苦头。
连在扬声器上的表面呈现涟漪的盆子和这个原理类似,也需要振动频率和帧率相同来实现,只不过这次他们用的是冷冻伏特加。金属液体用的是铁磁流体,还有那个像是女巫用的可预言的水晶球样的东东实际上是花二十块钱买的等离子球玩具。最后高潮部分的火焰和绚丽电弧用的是易燃易爆的丙烷气和高压高频低电流的特斯拉线圈(Tesla Coil)。为了制作出精美的视频音乐人们也是拼了,还有,那个,谁说搞艺术的不懂物理来着:D事实上,前面提到的著名的克拉尼图形的发现者Ernst Chladni就是位德国物理学家和音乐家,被称为“声学之父”和“陨石学之父”。
这个视频所展现的是属于音流学的研究范畴。音流学(Cymatics)是使声音形象化可见化的过程,最初是由对共振现象的研究开始的。一般是由在振动着的平板、膜或横膈膜的表面上覆盖着的一薄层颗粒、颜料或液体的最大和最小位移表现出来的。Cymatics这个词是由一位瑞士医生和人智学家(anthroposophist,似乎是研究精神哲学的,好多神奇的词汇,让人都看不懂!)Hans Jenny在20世纪60年代创造的,其实在更早时候很多大师都曾致力于对音流学的研究,包括前面提到过的克拉尼、艺术家达芬奇、物理学家伽利略和科学家罗伯特虎克等等。音流学认为,每种振动波都有其唯一相对应的波形图案,随着音波的频率提高,波所展示的物理图案也越来越复杂而精细。下图是玉米淀粉溶液在正弦波振动下呈现的图案以及钢琴音符的几何图案,每一个音符形成了独特的几何形状。
有人把音流学称为隐形世界中的一面镜子,它可以把看不见的物质展现出来。利用音流学的这个特点在科学应用上的项目也与日俱增,例如音流学可以用来捕捉动物的声音,分析各种复杂的声波,海洋学上就有利用音流学来研究海豚是如何进行沟通的;音流学也可以用在治疗和教育上;另外,有一种说法是克拉尼板上所有沙子都在有规律地旋转,构成一个个螺旋中心,如果让一个装满沙子的容器以低于每秒25次的频率均匀振动,沙子将最终呈现一个逐渐向外的螺旋形状,这个形状正是宇宙银河系的基本形态和外观,也是地球上生物遗传物质DNA分子的双螺旋结构;还有人用音流学研究麦田圈的形成机制;而我们最熟悉的可能还是十几年前用Windows Media Player播放mp3音乐,记得那时好像就有音流那个选项,随着音乐旋律电脑屏幕上变幻着各种各样奇妙美丽的图案。
贝多芬第九交响曲
还有人认为人的感情也是一种独特的波,证据就是Masaru Emoto博士关于水波和意识关系的实验,具体是让不同心理感受的人待在水波边,然后把水用极快的速度冷冻起来,这样就能看到意识对水波的影响。实验结果表明,每种感情都有固定的相对应的水波图案,感情越接近恐惧,波纹图案越简单越畸形,越接近爱,图案越精致优美。依照这种说法,既然每种感情都有独特的波的物理形式,那岂不是人人都会“读心术”喽!
笔者认为,即使在万物波动理论正确的前提下,如果说任何物质都是一种波,宇宙万物皆有其形态,那么感情也只是一种意识,意识也是一种波吗?意识也可以用音流学变得能看得见吗?笔者凌乱了。。。但不知怎的我就是很欣赏这句话“肉眼存在局限,心灵才是永恒”。
博主插言: 关于这位日本作家江本腾-Masaru Emoto的“神奇实验”, 这个基本可以划归艺术作品。连江本腾本人也承认他所作并不能称为科学,而是艺术或者科幻创作。大家要用艺术的眼光看待这个问题呦。
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