Kdo má uši, slyš.

2. Cesta do hlubin študákovy duše - 1. kapitola - Zvuk, vlny a vibrace

28. 8. 2013 13:24

Prosím, čtěte úvod zde:

https://climax.signaly.cz/1307/cesta-do-hlubin-studakovy-duse

 

1. kapitola - Zvuk, vlny a vibrace

 

Jsme neustále obklopeni zvukem. Dokonce máme vysoce specializované otvory v našich hlavách, abychom mohli dělat zvuky, které pro druhé lidi dávají smysl. Skrze zvuk komunikujeme; ve skutečnosti je to jeden z hlavních způsobů komunikace. Když jakkoliv vyrušíme vzduch, vytvoříme zvuk. I ten nejmenší pohyb našeho těla vyruší vzduch kolem nás a vytvoří zvuk. Když pozvedneme ruku, svým způsobem stlačíme vzduch a tento stlačený vzduch bude od nás cestovat rychlostí zvuku, která je ve vzduchu asi 1 200 km za hodinu. Když s naší rukou uděláme pravidelné pohyby, stane se zvuk notou. Zvukem myslíme jakékoliv akustické vyrušení, které se může skládat z mnoha různých frekvencí. Nota je na druhé straně zvuk jediné frekvence. Nazýváme tento zvuk „infrazvukem“, tzn. zvukem pod naší hladinou vnímání. Nicméně když moucha nebo komár třepe svými křídly dostatečně rychle, můžeme to slyšet. Rychlé mávání jejich křídel vytváří rovnoměrně umístěný tlak a zřídnutí vzduchu, který se pro nás stává slyšitelným. Zkrátka – moucha nebo komár vytváří zvuk nebo notu.

 

 

Pojďme zkusit vytvořit zvuk trochu jinak. Vezmeme si kousek drátu, spojíme oba konce přes zapínač na baterii (obr. 1) a zapneme.

obr 1.

Ve škole nás učili, že se stanou tři věci:

1) Elektrický proud bude běžet z jednoho konce baterie do druhého;

2) Magnetické pole bude svisle od tohoto proudu vystřelovat a roztahovat se do nekonečna při rychlosti světla, což je asi 300 000 km za sekundu;

3) Drát se lehce zahřeje.

Pravděpodobně Vám neřekli, že

4) když se zahřeje drát, roztahuje se a tím pádem tlačí vzduch ze své cesty a vytváří zvuk;

nebo

5) když se objem materiálu zvětšuje, vytvoří to gravitační vlny, protože kdykoliv se zvětší objem, vyšle gravitační vlny, které se zase budou roztahovat do nekonečna při rychlosti světla.

Někteří namítnou, že tyto gravitační vlny budou určitě nesmírně malé. Ale to nás nemusí trápit, prostě tam jsou. Takže zapnutím tlačítka byl vyslán zvuk, alespoň teoreticky, do vnějších mezí atmosféry kolem země, díky pohybu vzduchu a to až na samý konec vesmíru díky zvětšení magnetického pole okolo drátu a díky gravitačním vlnám, které se také roztáhly.

Účel tohoto příkladu je v principu ukázat, jak i ta nejmenší, nejzanedbatelnější akce bude vyslána široko daleko a tím pádem někoho nebo něco ovlivní – ať už ta věc nebo ten někdo o tom ví.

Nyní bychom se měli podívat na zvukové efekty. Pokud na rám natáhneme kousek šňůrky (obr. 2A) a pak na něj uprostřed jeho délky brnkneme, uvidíme obrys šňůrky v extrémních pozicích svého pohybu; jak můžete vidět, formuje dva symetrické oblouky. Pokud brnkneme na provázek ve čtvrtině jeho délky, uvidíme tvar, který je na obr. 2B. Tohle jsou stojící vlny (standing waves). Takové vlny dostaneme pouze tehdy, když brnkneme na provázek ve vzdálenostech, které jej rozdělí do celých (integrálních) čísel. Na obr. č. 2A délka rámu odpovídá polovině vlny, zatímco v obr. č. 2B rám pojme plnou délku vlny. Na obr. 2B má provázek uprostřed bod, kde je v klidu a dva body, u kterých je připevněn k rámu. Takovéto body jsou nazývány uzly (nodes). Všechny ostatní body provázku vibrují nahoru a dolů. Když se uzly podél šňůrky pozastaví a jsou nehybné, zatímco zbytek šňůrky vibruje, nazýváme takovéto chování „stojící vlny“.

 

Obr. 2a a 2b

Předpokládejme nyní, že máme tenký železný plát (obr. 3), sevřeme jej na jednom okraji, takže zůstane v horizontální pozici, rozložíme na něj rovnoměrně trochu suchého písku, potom si vezmeme houslový smyčec a přetáhneme jím přes jednu ze stran plátu, až vydá notu. Velmi brzy pak uvidíme, jak se pískové zrna na plátu sbíhají do symetrických vzorců. Když smyčcem podél okrajů železného plátu působíme v různých polohách, uvidíme mnoho různých a docela pěkných vzorů. Důvodem pro toto nahromadění pískových zrn je ten, že na železe vytváříme tzv. stojící vlny. Stojící vlny na železném plátu jsou dvojrozměrnou verzí stojících vln na provázku. Tyto stojící vlny mají aktivní místa, která vibrují nahoru a dolů a jiné místa nebo uzly, které jsou klidné. Zrnka písku se vzdalují od vibrujících míst a shromažďují se v klidnějších místech. Zrnka písku jsou rády v klidu a vždy půjdou do klidných míst s nízkou energií. Tento model v písku nám nastíní vzor stojících vln na železném plátu. Stojící vlny automaticky rozdělí délku a šířku plátu do integrálních čísel polovičních vlnových délek (obr. 4). Pouze tehdy může stojící vlna být zachována. Toť dle definice. Stojící vlny nemohou existovat, pokud nerozdělí své médium (prostředníka) do integrálních čísel polovičních vln. Stojící vlna mající zlomkovou vlnovou délku, nemůže být zachována.

 

Obr. 3                             Obr. 4

Také to můžeme říct jinak: rozměry plátu jsou faktory, které určují, jaká je velikost nebo vlnová délka stojící vlny, která může být na plátu zachována. Když je struktura v rezonanci (což znamená, že vibruje frekvencí, která je jí přirozená a je jí zachycena nejlépe), naznačuje to přítomnost stojící vlny. (pozn. překl.- podobný experiment k vidění např. zde: //www.youtube.com/watch?v=wvJAgrUBF4w doporučuji shlédnout!) Pojďme se podívat, jestli si můžeme ukázat toto chování prostorově (3D). Můžeme si vzít průhlednou krabici (obr. 5), naplnit tekutinou a rozpustit v ní částice s tou samou přitažlivostí jako tekutina, takže se v ní rozptýlí a nepotopí se na dno. Potom, když budeme se stěnami krabice ze všech šesti stran synchronizovaně třepat, můžeme tyto částice pozorovat, jak se shlukují do symetrických 3D vzorců. Tento vzorec bude skoro vypadat jako hodně zvětšený krystal, pokud budeme předpokládat, že nashromážděné kusy jsou obdobami atomů v krystalu. Znovu jsme v této krabici vytvořili vzor stojící vlny, což je prostorová obdoba stojících vln na provázku a na železném plátu. Zároveň jsme vytvořili prostorový objekt obdobný základnímu stavebnímu kameni v přírodě a vysoce uspořádaný krystal – a udělali jsme to tím, že jsme na mrtvé, neorganizované, nosné částice použili zvuk.

 

 

 

 

V krabici jsme vytvořili rušící se vzor stojících vln (které později vysvětlíme), které určují pozice částic. Zkrátka – za použití zvuku, jsme nastolili pořádek tam, kde předtím žádný nebyl. Může se nám zdát, že krystalická struktura může reprezentovat zvuk, který se vzájemně ovlivňuje s hlasitostí. Je možné, že spořádaný vzor atomů ve hmotě je výsledkem vzájemného působení něčeho jako jsou „zvukové vlny“ ve hmotě? (pozn. překl. –  podobný experiment s vodou a zvukem zde – opět doporučuji! - //www.youtube.com/watch?v=uENITui5_jU )

 

                                         obr. 6

Překryté zvuky

Pojďme ještě o krok dál a podívejme se na to, jestli „zvuk“ může být také použit pro uchování informací nebo znalostí. Plytká kulatá pánev a tři oblázky jsou všechno, co pro tento experiment potřebujeme. Napustíme pánev vodou. Teď tam současně vhodíme tři oblázky, tak jak vidíme na obr. 6, a díváme se na to, jak se vlnky na pánvi rovnoměrně rozprostřou. (Opomeňme vlnky, které se vrací odrazem od stěn pánve). Tyto vlny se navzájem prolínají a na hladině vody vytváří docela složitý vzor vln. Připadají nám trochu chaoticky. Nicméně v tomto chaosu je patrný řád. Všechno, co se stalo je, že vlna vytvořená každým jednotlivým oblázkem se rozšířila a dosáhla kraje pánve. Tímto se vlny překračují a při cestě k okraji pánve na sebe vzájemně působí. Toto vzájemné působení (pozn. – překrývání je zahrnuto v širším termínu „vzájemné působení“) vytvořilo složitý vzor, který nazýváme křížový vzor (interference pattern). Pokud budeme důkladně analyzovat tento vzor, můžeme vystopovat každou vlnu ke svému zdroji, oblázku. Pojďme nyní rychle zmrazit hladinu vody v pánvi a vytáhnout výsledek vlnkované tabulky ledu. Ve svých rukou držíme záznam křížového vzoru, nebo jej také můžeme nazvat hologramem (pozn. – hologram je obvykle plochý fotografický film, na kterém jsou zaznamenány informace o tvaru objektu ve formě vlnoplochy křížového vzoru. Když je tento film osvícen tím samým světlem pod kterým byla informace původně zaznamenána, je vlnoplocha zrekonstruována a obraz se zdá být v prostoru jako trojrozměrný objekt, identický ve „tvaru“ s originálním objektem. Viz Kock, Winston E., Lasers and Holography. New York: Doubleday-Anchor, 1969; London: Heinemann Educ., edition.1972.)

 

Křížové vzory a rázový kmitočet

Abychom mohli objasnit, co křížový vzor je, musíme se přiučit dvěma dalším vlastnostem zvuku v jeho rozdílných formách:

1) konstruktivní a dekonstruktivní překrývání

a

2) rázový kmitočet.

Pojďme na tu první. Na obr. 7A vidíme, co se stane, když se potkají dva vlnové vzory stejné frekvence a rozkmitu nebo vlnové délky. Teď je navzájem překryjeme. Na obr. 7A vidíme, že se výšky a nížky frekvence v řadě a a b spojí. Pokud je překryjeme, když začneme měřit od jejich výškových a nížkových výchozích bodů, zjistíme, že výšky se shodují s výškami a nížky s nížkami. A když se spojí, vytvoří vlnu, která tvoří dvakrát větší výšky než originální vlny, jak vidíte na řadě c. Tohle je známé jako konstruktivní překrývání, protože vystavuje rozkmit (objem).

Pokud se podíváme na obr. 7B, vidíme, že nížky se shodují s výškami a výšky s nížkami. A pokud je spojíme, zjistíme, že se navzájem ruší, jak naznačuje rovná čára v řadě c. tohle je známé jako dekonstruktivní překrývání. To je to, co se děje v naší pánvi s vodou. Když se díváme na vlnky na ledové tabulce, tak vidíme, že tam, kde se výška potká s výškou, vzejde z toho dvojitá výška a tam, kde se potká nížka s nížkou, tak vidíme rovný bod. To je přirozený překrývající se vzor. Samozřejmě je mnoho překrývajících vzorů. Můžeme je mít v jedné dimenzi – jako když rozkmitáme provázek – nebo dvourozměrné – jako na naší pánvi; nebo trojrozměrné – jako na naší krabici na obr. 5.

Obr. 7A a 7B

 

Rázový kmitočet (frekvence)

Teď, když víme, co je překrývající nebo křížový vzor, bude relativně jednoduché porozumět rázovému kmitočtu. Na obr. 7C vidíme frekvenci v řadě a – řekněme, že je to 50 cyklů za vteřinu – a frekvence v řadě b – která má řekněme 60 cyklů za sekundu. Pokud je spojíme, jako jsme to učinili předtím, objevíme zajímavý fenomén. Řada c ukazuje výsledek spojení dvou frekvencí. Co vidíme je vlna ve tvaru perlového náhrdelníku překrývající nahoře naší a a b vlnové tvary. Důvod pro to bude zřejmější, pokud se na obr. 7C podíváme pozorněji. Zleva vidíme, že v řadě c je rozkmit (vlnová výška) nízký tam, kde jsou nížky a výšky proti sobě a výšky tam, kde se obě vlny shodují nebo posilují, což má za následek konstruktivní překrývání. Vlnový vzor je tak říkajíc ve fázi, abychom použili technický termín.

 

Když se posuneme doprava, všimneme si, že a a b vlny postupně vyházejí z fáze a jejich výšky začínají čelit nížkám, čímž jsou proti sobě, což znamená, že nastává dekonstruktivní překrývání. Toto dekonstruktivní překrývání dosahuje maxima každý pátý cyklus a utváří v těchto bodech úzký „pas“ v rozkmitu nebo „objem“ zvuku. Perlový vzor v řadě c bude tím pádem „modulace“ základního zvuku, který měl stálý rozkmit. Modulace znamená změnu, která je zapříčiněna na jinak plynulém a stálém chování. V našem případě to znamená zvětšení a zmenšení rozkmitu nebo „objemu“ 50 a 60 cyklů za sekundu zvuku. Tato modulace nastává 10 krát za sekundu s minimálním výskytem každých šest cyklů. Tato 10 Hz (jeden cyklus za sekundu je vyjádřen technickým jazykem jako hertz, neboli 1Hz) modulace je nazývána rázovým kmitočtem a je rozdílem mezi frekvencemi a a b, nebo 60 Hz mínus 50 Hz = 10 Hz. Když má řádek a 10 cyklů za sekundu a b 12 cyklů za sekundu zvuku, máme potom 12 mínus 10 = 2 cykly za sekundu rázového kmitočtu překrytého na tyto dvě základní frekvence. Tyto dvě znalosti o vlastnostech „zvuku“ budou ke konci knihy důležité. Všimněte si, že rozdíl mezi dvěma rychlými frekvencemi vytváří třetí frekvenci, která je mnohem pomalejší než první dvě. To je tím pádem krásné zařízení pro změnu vysokých frekvencí na nízké.

 

Informační sklad Přírody

Pojďme zpátky k tenkému plátu ledu, který jsme vytáhli z pánve a najděme příslušné světlo, abychom jej mohli vyvolat (obr. 8). K našemu velkému překvapení můžeme vidět ty tři oblázky pozastavené ve vzduchu, pokud se na led díváme přes světlo. Budou nám připadat trojrozměrné. Tohle je absolutně neočekávaný výsledek. Zdá se, že zvlněný povrch ledu nebo křížový vzor, nějak zachoval informace o místech a tvaru oblázků. Ledový povrch se zachoval jako zkroucená čočka v tom smyslu, že světlo mířilo na body, ve kterých byly zachyceny oblázky, které vytvořily vlnky. Tento chaoticky vypadající ledový povrch je vlastně zařízení na uchování informací.

Obr. 8

Teď předpokládejme, že díky letmému zaváhání a nebo neobratnosti se tento ledový plát vysmykne z našich rukou, spadne na zem a rozbije se. Posmutně posbíráme kousky, ale předtím, než je vyhodíme, pozvedneme jeden z nich a osvětlíme jej tím samým světlem, jaké jsme použili na velké plátno. K našemu překvapení najdeme tři oblázky, jak se znovu promítají ve vzduchu (Obr. 9A). Ale jak to?

 

Obr. 9A

Možná si pamatujete, že informace o tom místě každého oblázku byla nesena vlnami, které se pohybovala na kraj pánve. Víme, že pokud upustíme jenom jeden oblázek do pánve, bylo by pro nás velmi jednoduché jej vypátrat. Jednoduše bychom vystopovali střed soustředných kruhových prstenů nebo vlnové cesty. Víme také, že vlny každého z oblázků překřížil celou pánev; přirozeně se musely na celé ploše pánve, na každém jeho čtverečním centrimetru vzájemně ovlivnit. Můžeme si to ukázat takhle: oblouky vytvořené každým oblázkem přetínají malý kousek povrchu a každý oblouk může být zpětně vystopován ke svému původu. (obr. 9B). To je základní princip hologramu. Nicméně vám nedoporučuji, abyste tento experiment zkoušeli. Ve skutečnosti nebude fungovat, kvůli určitým technickým důvodům, které přeskočíme. Ale pro vysvětlení toho, jak funguje to nejvzrušující zařízení pro úschovnu informací, je to dokonalé. Je to přirozený způsob zachování informací. Dokonce už máme důkazy o tom, že náš mozek ukládá informace v holografické formě. Tento způsob ukládání informací je v Přírodě tím nejkompaktnějším. Příklad toho je genetický kód nesený našimi chromozomy. Každá buňka v našem těle nese všechny potřebné informace, aby bylo možno vyrobit kopii našeho těla.

Obr. 9B

Úspěch ukládání informací výše popsaného systému záleží přirozeně na předpokládaném a řádném chování vln v pánvi. Musí být stálé jak v rychlosti a ve vzdálenosti mezi vlnami nebo vlnovými délkami. To je to, co je při nesení informací činí spolehlivými; jinak vše, co bychom dostali, by byla směska vln. Zde přicházejí na řadu souvislosti.

 

Souvislosti

Bylo by v tomto bodě dobré, abychom popsali jakým způsobem je vytvořen hologram, takže budete schopni porozumět tomuto důležitému pojmu.

Souvislostí myslíme řád určitého druhu. V tomto případě budeme mluvit o souvislém světle, bez kterého by nemohl být vyroben žádný hologram. Nejpopulárnějším zdrojem souvislého světla je laser. První důležitá stránka laserového světla je, že produkuje světlo jediné frekvence. Všichni víme, že naše slunce nám posílá světlo, které se může rozložit hranolem do spektra, které obsahuje všechny barvy duhy. Laser vytváří světlo jediné barvy z této duhy, které nazýváme „monochromatickým světlem“. Dále je světlo vyzařované z laseru souvislé, nebo jde ve fázi. Tím myslím, že se všechno světlo vycházející z tohoto zdroje pohybuje směrem ven v rovnoměrných, plochých frontách (obr. 10). Tak je možné, aby světlo laseru zůstalo v rovných paprscích i přes velkou vzdálenost.

                                       Obr. 10

Je tu ještě lepší způsob, jak popsat souvislost. Předpokládejme, že máme průvod a rota vojáků pochoduje v ulicích. Pohybují se společně, deset vedle sebe, velmi pečlivě srovnaní v každé řadě. Mezery v řadách jsou neměnné, což je obdoba stejných vzdáleností mezi hřebeny světelných vln. Tím, že jsou pečlivě srovnaní v řadách, nikdo z nich nevystupuje, je obdoba světla, které je „ve fázi“. Zkrátka – řada vojáků je obdoba světla vyslaného laserovým paprskem. Nyní předpokládejme, že někdo udělá chybu a jeden z vojáků, který nesleduje své kolegy se přesune ze své řady, pohybuje se dopředu a šlápne na patu kolegovi před ním. Následuje panika, ve které se vojáci začínají srážet a naruší tak tu pěknou šířku pohybujícího se zástupu. Ten se odchyluje, rozšiřuje, poté se z něj stane úplný nepořádek, navzdory tomu, že jejich velitel píská na svou píšťalku, rve si vlasy a používá silná slova, aby své muže dostal zpět do řady. Poučení z tohoto hrozného pochodu je takové, že paprsek světla může zůstat jako přímý paprsek podobný tomu laserovému jen pokud je stálý. Když se ztratí stálost, paprsek se rychle rozšíří stejně jako paprsek normálního světla.

 

Hologram

Už jsme viděli, že se dá informace skladovat do překrývajících se vzorů vln. Abychom dosáhli tohoto vlnění (překrývání), musíme mít nejméně dva vzájemně na sebe působící komponenty, a zde vidíte, jak to funguje (obr. 11):

Obr. 11

Laserový světelný paprsek je rozdělen do dvou komponentů polovičním, tzn. poloprůhledným zrcadlem. Tím části paprsku umožňuje nerušeně pokračovat, zatímco další část je odvedena na další zrcadlo. Oba přímé paprsky jsou rozevřeny pomocí čoček. Horní paprsek, který budeme nazývat referenčním paprskem (reference beam), po bezproblémovém letu dorazí na fotografický plát, nezaznamenal cestou na plát žádnou změnu. Poté pokračuje, aby na filmu zanechal své otisky.

Druhou polovinu paprsku nazveme pracovním paprskem (working beam). Cesta tohoto paprsku měla událost: cestou vstoupila na objekt, v tomto případě jablko, které osvítil a se kterým se vzájemně ovlivnil. (Nebudeme považovat vzájemné ovlivňování přes zrcadla a čočky za důležité). Pracovní paprsek bude poté odražen od jablka a dopadne na film. Tam potká své dvojče – referenční paprsek, a řekne mu o své zkušenosti s jablkem. (Ani jeden z nich netuší, že jejich vzájemné působení je zaznamenáváno na film.) Vzájemné ovlivňování mezi těmito paprsky mezi nimi způsobí vlnění, což vytvoří křížový vzor, který už známe, zatímco světelné vlny se v tomto případě chovají stejně jako vodní vlny. Nicméně tyto vlny se vůbec tvaru jablka nepodobají, ale jak už víme, vlnky ve fotografické emulzi obsahují informace a tyto informace z filmu můžeme získat tím, že osvítíme vyvolaný film stejným světlem, které se použilo při výrobě hologramu. Když to uděláme, můžeme vidět jablko, které jakoby se pozastavilo ve vzduchu a vypadá trojrozměrně a skutečně. Může nás to lehce zmást, když se díváme na obraz zrekonstruovaný hologramem - může se nám zdát, že vidíme skutečný předmět.

Všimněte si, že důležitá část vytváření holografického obrazu je vzájemné působení referenčního paprsku – paprsku, který je čistý a nedotčený – s pracovním paprskem, který ve svém životě měl nějaké zkušenosti. Rozsah těchto zkušeností je měřen oproti referenčnímu paprsku, který slouží jako výchozí bod pro porovnání.

Celá naše realita je zkonstruována tím, že se neustále tvoří takováto porovnání. Naše smysly, které nám popisují naši realitu, dělají tato porovnání neustále. Naneštěstí, naše smysly, které nemají žádnou referenční linku, si musí vytvořit svojí vlastní. Ale kdykoliv něco vnímáme, vnímáme vždy jen rozdíly (i když je horko nebo zima, světlo nebo tma, ticho nebo hlučno, vždy porovnáváme dvě relativní kvality. Nemáme žádnou absolutní míru ničeho, pokud mluvíme o naší denní realitě.)

Bylo by dobré, kdybychom uvedli jeden příklad z přírody, abychom viděli, jak jsou tyto rozdíly používány ve velmi jasných situacích. Vezměme například netopýra. Všichni víme, že tento malý tvor požírá hmyz, který chytá ze vzduchu. Jelikož je aktivní v noci, vyvinul si jakési sonární zařízení (sonar: zařízení pro detekci zvuku pod vodní hladinou), které mu velmi dobře slouží a umožňuje mu docela služné žití. V hlavě má vysoce specializovanou strukturu, která mu umožňuje vydávat velmi vysoký frekvenční zvuk a mířit jím v docela dobrém a přímém paprsku. Tohle je jeho referenční paprsek. Když tento paprsek narazí na letící hmyz, část z tohoto zvuku se vrátí zpět k netopýrovi (obr. 12). Sesbírá tuto ozvěnu, nebo ji také můžeme nazvat pracovním paprskem, a porovná jej se svým původním pištěním nebo švitořením. Mezi těmito dvěma zvuky bude rozdíl (známý jako Dopplerův efekt) a tento rozdíl řekne netopýru, jak je hmyz daleko a jak rychle letí, rozdíl mezi dvěma frekvencemi – vydanou frekvencí a ozvěnou – se zmenšuje. Když už je velmi malý, netopýr otevře svá ústa a ozvěnu spolkne. Některé ozvěny, jak netopýr jistě ví, jsou chutnější než ty ostatní.

 

obr. 12

Nyní vidíme, že když zvážíme rozdíl mezi dvěma zvuky nebo vibracemi, můžeme to v životě zvládat docela dobře. Je zde mnoho zvířat, které žijí z využívání rozdílů ve zvuku: sviňuchy (příbuzní delfína), velryby a mnoho dalších. My lidé také tuto techniku ovládáme, ale v méně známém způsobu u zraku, sluchu apod.

 

Oscilátory a resonanční systémy

Oscilátor můžeme popsat jako jakýkoliv objekt, který se pohybuje stále a pravidelně. Oscilátorem můžeme nazvat i vibrující šňůrku, nebo závaží houpající se na pružině, nebo kyvadlo – cokoliv, co vykonává opakující se, pravidelný pohyb, tzn. vibruje. Můžeme to generalizovat a řekněme, že oscilátory vytváří zvuk nebo notu, ať už slyšitelnou nebo ne, pokud mění své prostředí v pravidelném stylu. Toto prostředí může být tkáň, jako např. oscilační systém v srdečnici, vodě, vzduchu, elektrickém poli, gravitačním poli apod.

Předpokládejme, že naladíme dvoje housle, potom jedny položíme na stůl a hrajeme na ty druhé. Pokud se budeme pečlivě dívat, můžeme vidět tu samou strunu, na kterou hrajeme, jak se také rozezvučí na houslích, které jsme položili na stůl. Zcela jasně je mezi nimi „soucítící resonance“. Pojďme si rozebrat, co se stalo.

Pokud přes strunu přetáhneme smyčcem, vibruje podle své vlastní přirozené frekvence, kterou nazveme vlastní frekvencí. Zatímco jsou oboje housle správně naladěny, víme, že přirozené frekvence obou strun budou stejné. V takovémto systému (budeme tyto dvoje housle nazývat „systémem“) je velmi jednoduché přenášet energii. V tomto případě mluvíme o akustické energii. Vzduchové vlny vytvořené prvními houslemi mají dopad na druhé housle. Struna, která je naladěna na vydávanou notu absorbuje energii vln té frekvence přednostně, protože tato energie k ní přichází jako ke své vlastní přirozené frekvenci. Přenos energie v tomto systému je tudíž optimální a tento systém vyrobený ze dvou naladěných oscilátorů je nazýván resonančním systémem.

Vezměme si další příklad. Předpokládejme, že dostaneme několik staromódních kukačkových hodin. Pověsme je na zeď a uspořádejme jejich kyvadla tak, že se každé z nich bude kývat jinak, tzn. mimo fázi. Za den nebo dva zjistíme, že všechny kyvadla bijí ve fázi, jako by byly svázané. (Délka kyvadla by měla být u všech stejná). Zde vidíme, že i malé množství energie, které bylo skrze stěnu od jedněch hodin k druhým přeneseno, byla dostatečná k tomu, aby je všechny uvedla vzájemně do fáze. Pokud vyrušíme jedny hodiny, dostanou se zpět do rytmu docela rychle. Čím větší počet oscilátorů v takovémto systému, tím je systém stabilnější a je těžší jej vyrušit. Přinutí vzpurný oscilátor zpět do lajny velmi rychle.

 

Zvuk těla

Srdce je velkým původcem hluku. Můžeme si to jednoduše zkontrolovat přiložením ucha k něčí hrudi a poslouchat. Každá rána otřese celým tělem a tělo na něj typicky reaguje, což je docela jednoduše měřitelné. Obr. 13 ukazuje, jak takový pohyb vypadá, změříme-li ho citlivým přístrojem podobným seismografu. (Seismograf je přístroj, který se používá k měření otřesů zemské kůry během zemětřesení.) Tento pohyb je jasně spojen s teplotou srdce; ve skutečnosti je ten největší vrcholek, který vidíme na grafu způsoben vyhnáním krve z levé srdeční komory. Část mezi velkými vrcholy vypadá docela nepravidelně a je způsoben vibrací těla díky činnosti krve v aortě, což je ta největší tepna v našem těle. Nepravidelná část je díky destruktivnímu křížovému vzoru v aortě, jak si ukážeme později.

Když přestaneme dýchat, nepravidelný signál na obr. 13 se změní v pěknou, pravidelnou, prakticky sinusovou křivkou (obr. 14). Tohle je překvapující, a když se podíváme na důvod tohoto chování, zjistíme, že systém srdce – aorta se stal tzv. resonančním systémem, jak vidíme na obr. 15, ve kterém délka aorty utváří jednu polovinu vlnové délky tohoto systému. Resonančním systémem myslíme to, že resonuje tak, jako naladěný hudební nástroj.

Obr. 13                                                obr. 14

Obr. 15                               Obr. 16

Zde je pravděpodobný důvod: když levá srdeční komora vychrlí krev, tak aorta, jelikož je pružná, vystoupá až za chlopeň a způsobí tlak pulzu, aby šel dolů podél aorty (obr. 16). Když tlak pulzu dosáhne rozdvojení u dolní dutiny břišní (což je místo, kde se aorta rozbíhá do obou nohou), část tlaku pulzu se znovu spojí a cestuje nahoru k aortě. Pokud mezitím aorta vychrlí více krve a nový tlak pulzu cestuje dolů, tak se tyto dvě tlakové fronty nakonec někde po cestě aortou potkají a vytvoří křížový vzor. To se odráží na pohybu těla a je důvodem pro nepravidelný vzor v pohybu těla na obr. 13.

Nicméně když přestaneme dýchat, vypadá to jakoby zde mezi srdcem a rozvětvením byla nastavena určitá komunikace. Zdá se, že zde cestuje určitý druh signálu od rozdvojení k srdci, který říká: „Srdce, ´zadrž to.´ Zadrž svůj další puls, dokud se ozvěna od rozdvojení k tobě nevrátí zpátky – až potom můžeš vychrlit další množství krve.“ Když se toto stane a ozvěna a pulz odcházejí společně ze srdce a pokračují synchronizovaně nahoru a dolů, potom říkáme, že je takovýto systém v resonanci. Způsobuje, že se tělo pohybuje harmonicky nahoru a dolů asi sedmkrát za sekundu, proto ten pěkný, pravidelný a velký rozkmitový sinusový vzor jako na obr. 14. Rozkmit nebo výška tohoto signálu je asi třikrát oproti průměrnému signálu. Další charakteristika resonančního chování je, že pro své zachování vyžaduje minimální porci energie.

No, ale jak dlouho dokážeme zadržet dech? Určitě ne více než minutu, alespoň ne příliš pohodlně a tak začneme znovu dýchat a zničíme tak pěkný rytmický vzor. Nezapomeňme, že naše tělo také zahrnuje hlavu a uvnitř lebky pečlivě obalený mozek, což je velmi křehký instrument. Mozek je chráněn tenkou vrstvou tekutiny a je obalen v těsném vaku podlebice. Asi nejjednodušší způsob, jak si takový systém můžeme představit je, že máme relativně jemné, kulaté ovoce, jako např. broskve, uzavřené v plechovce obsahující hustý sirup. Pokud zatřeseme plechovkou, zjistíme, že broskev narazí na dno i vrch plechovky a je s malým zpožděním vyslána ve směru, kterým se plechovka pohybuje. Tento pohyb je docela malý, jen asi 0,005 až 0,010mm. To je přesně to, co se stane s mozkem.

Otázka je: jak to, že nevíme o tom, že se něco takového děje? Je to pravděpodobně proto, že když se něco děje nervovému systému po delší dobu a tato událost není traumatická, nebude na to vědomí brát zřetel, protože část mozku, která je zodpovědná za cenzurování a oddělování smysluplných signálů od těch nesmyslných, jej přenechá na hromadě nedůležitých signálů, které nevyžadují žádné vědomé procesy. Ze zkušenosti víme, že si můžeme jednoduše zvyknout nebo ignorovat hlasitý tikot hodin vedle nás nebo hluk v kabině letadla.

Tento hluk ale není někam odložen a jemným způsobem nás stále ovlivňuje. Pokud bychom se mozku zeptali, jak by chtěl, aby se s ním zacházelo – jestli náhodné třepání, nepravidelné tempo nebo v rytmické, harmonickém stylu – můžeme si být jisti, že mozek a tím pádem celé tělo, by preferovalo to poslední.

 

Rytmické stržení

Předpokládejme, že jdeme vlahým letním večerem a v keři si všimneme několika světlušek, jak svítí a zase pohasínají. Nejprve je toto blikání náhodné, ale docela rychle potom si všimneme, že se zde vyvíjí řád. Po chvíli vidíme, že světlušky v celém tom keři blikají jednotně. Tento fenomén je nazýván rytmickým stržením. Zdá se, že příroda tento způsob považuje za ekonomičtější, pokud mluvíme o energii, která má pravidelné cykly a které jsou frekvenčně dostatečně blízko, aby společně fungovaly ve fázi. To je smysl rytmického strhování.

Nyní si vezmeme další příklad. Elektrický obvod, který obsahuje oscilátory (elektronického typu běžného v rádiových nebo televizních okruzích), které kmitají ve frekvencích, které jsou navzájem blízko, bude zde tendence, že se oscilátory vzájemně sejdou (uzamknou) ve fázi a začnou kmitat frekvencí jednoho z nich. Obvykle je to ten nerychlejší oscilátor, který přinutí ty pomalejší, aby běžely jeho tempem. A znova – příroda cítí, že tohle je mnohem ekonomičtější, pokud dva nebo jakýkoliv jiný počet oscilátorů, které vibrují frekvencemi, které jsou si navzájem blízko, pracovali společně spíše, než aby si ponechávaly své malé rozdíly.

V přírodě nalézáme mnoho příkladů rytmického strhování. Náš biologický rytmus je stržen světlem a do určité míry i gravitací. To jsou dva nejdůležitější faktory. Nicméně, magnetické, elektromagnetické, atmosférické a mírně i geofyzické efekty nás ovlivňují způsoby, kterými dosud moc nerozumíme. Obvykle vstáváme s denním světlem a jdeme spát za tmy. Zvířecí a ptačí cyklus spánek-bdění je se světlem a tmou spojen ještě více, než náš „civilizovaný“ lidský, protože jsme si vytvořili umělé zdroje osvětlení a můžeme náš cyklus světlo-tma měnit podle potřeby. Nicméně všichni víme, že když je náš cyklus světlo-tma, který ovlivňuje naše biologické hodiny, drasticky změněn, jako např. když máme dlouhý let z východu na západ a přeletíme několik časových zón, takovýto zásah v našem biorytmu má docela velký dopad na naše fungování v novém prostředí na den nebo dva.

Profesor Frank Brown, Jr., z Northwesternské Univerzity v Evanstonu v Illinois provedl zajímavý experiment (Gauquelin, Michel. The Cosmic Clocks. Chicago: Regnery, 1974; London: Peter Owen, 1969). Aby zjistil, jaké faktory ovlivňují biorytmus zvířat, odvezl pár ústřic ze své laboratoře na Long Islandu do destinace, která je tisíce mil směrem na západ. Tyto ústřice se zavírají a otevírají v rytmu přílivových a odlivových vln. Tito živočiši byli odvezeni v neprůhledných nádobách naplněných mořskou vodou. Ihned po příjezdu byly uchovány v laboratoři, která neměla žádné přirozené denní světlo. Po prvním prohlédnutí se ústřice zaměřené na rytmus vln v Long Islandu držely otevírání a zavírání svých klapek. Asi za dva týdny začali měnit svůj rytmus a za nějakou dobu se přizpůsobily rytmu, který byl shodný s během měsíce přes Evanston v Illinois. V tomto případě můžeme říct, že ústřice jsou skutečně rytmicky strženy gravitačními efekty měsíce.

Ale nejsme to jen my, malincí tvorečci této planety, kdo jsme strženi rytmem. Velké a mocné asteroidy a samotné planety jsou rytmicky strženy a vyvíjí ve svých oběžných drahách rezonance, když krouží kolem slunce. Asteroidy, což jsou vlastně menší planety nejen že budou odpovídat na přitažlivost slunce, ale také budou silně ovlivněny gravitačními poli velkých planet. Musejí tancovat, abychom tak řekli, na píseň dvou mistrů a tak si tyto asteroidy, vyvinuli své malé tanečky - na hudbu ve sférách, ve kterých vzdávají hold angažovaným silám. Jdou do resonančních oběžných drah a opisují malé kruhy okolo planet, uvnitř velkých kruhů okolo slunce.

Všechny popsané fenomény v této kapitole jsou periodické, přirozeně se opakující se. Na začátku jsme zobecnili to, že když nastane takovýto rytmický pohyb, tak působí na své prostředí, ať už je tím prostředím vzduch, pevná látka, elektromagnetické nebo gravitační pole. V případě vzduchu, vody nebo pevné látky tyto vibrace působí na naše nejbližší okolí a jsou nazývány „zvukem“. Pokud zatřeseme s naším elektromagnetickým nebo gravitačním polem, bude toto vyrušení cestovat rychleji a dál. Stále můžeme mluvit o „zvuku“, i když to bude zvuk jiného druhu, jelikož bude cestovat rychlostí světla. Ve skutečnosti bychom mohli spojit celou naši realitu zvukem nějakého druhu, protože naše realita je vibrační realita a není v ní nic stálého. Počínaje jádrem atomu, který vibruje obrovskou rychlostí, elektronů a molekul, které také mají své charakteristickou vibrační rychlost. Nejdůležitějším aspektem hmoty je vibrační energie.

Když přemýšlíme, tak náš mozek produkuje rytmické elektrické náboje. Se svými magnetickými složkami jsou rozptýleni do prostoru rychlostí světla, stejně jako elektrické vlny nebo zvuk vyprodukovaný naším srdcem. Všechny se míchají, aby vytvořily obrovský křížový vzor, šířící se dál od planety.

Jsou nepochybně slabé, ale jsou tady. Čím kvalitněji je náš systém naladěn, tím čistější signál můžeme z toho celkového hluku a změti zvuku posbírat. Když máme systém naladěných oscilátorů, může být chycen i ten nejjemnější signál. Možná si vybavíte, že vyžaduje velmi málo energie té správné frekvence, aby řídil resonanční systém. Naše samotná planeta vytváří nárazové vlny v plazmě (plazma zde poukazuje na slabý plyn, který obsahuje nabité částice), který plní náš solární systém. Tyto nárazové vlny se vzájemně ovlivňují s těmi, které byly vytvořeny jinými planetami a vytváří mezi planetami a asteroidy resonance. Zkrátka – naše celá realita je založena na běžném faktoru a tím je pravidelná změna, nebo zvuk. Naše smysly jsou vybaveny, aby mohly odpovídat na všechny různé „zvuky“, ale vždy porovnáváme jeden zvuk s jiným. Můžeme ocenit pouze změny ve zvuku.

Shrnutí

Viděli jsme mnoho způsobů, jak se dá vytvořit zvuk. Víme, že když provázek nebo jiná konstrukce vibruje, může vyvinout stojící vlny. To jsou vlny, které zastávají „stálou“ pozici v jakékoliv konstrukci, ať už je to provázek, pánev, nádoba naplněná tekutinou, nebo krevní céva.

Uzly jsou místa s minimem pohybu nebo vůbec žádným pohybem.

Když se překryje skupina vln, vznikne křížový vzor.

Hologram je křížový vzor na fotografickém plátu.

Když jsou překryty dvě různé frekvence, vznikne rázový kmitočet (frekvence).

Souvislost je fázové chování vln.

Oscilátory jsou zařízení, která se pohybují opakovaně, v periodickém stylu mezi dvěma body odpočinku/klidu. Naše těla jsou takovýmito zařízeními.

Oscilátory vzájemně mezi sebou vibrující mimo fázi se mohou navzájem semknout do fáze díky rytmickému stržení.

Systém oscilátorů, který je ve fázi může rezonovat.

Naše realita je vibrační realita, naplněná „zvuky“ různých druhů.

Odpovídáme na rozdíly v těchto zvucích.

 

 

Příště:

2. kapitola: Pohled přes super-mikroskop

Zobrazeno 2144×

Komentáře

Napsat komentář »

Pro přidání komentáře se musíš přihlásit nebo registrovat na signály.cz.

Autor blogu Grafická šablona signály.cz