Elfi: Algoritmi, arhitektura i savršen zvuk


Savršen zvuk doprinosi savršenstvu muzike. Evo kako je nastao jedan savršen muzički prostor.

Najinteresantnija stvar vezana za novootvorenu koncertnu dvoranu po projektu švajcarskih projektanata Hercoga i De Meurona (jan. 2017), kako već kažu najboljem koncertnom prostoru na svetu, „Elbfilharmoniji“ (nem. Elbphilharmonie, „Filharmonija Elbe“), nije njena talasasta fasada koja se nadvija nad Hamburgom, na reci Elbe, a izniklom na gradskom poluostrvu Großer Grasbrook; nije ni nežno zakrivljeni lift u podnožju predvorja, koji vas sprovodi u utrobu čudesnog arhitektonskog pejzaža ove dvojice Švajcaraca, enterijera u kojem stepenice podsećaju na hipnotičke vizuelne petlje njihovog drevnog zemljaka, Markusa Kornelijusa Ešera, koje vas vode naviše kroz zdanje čija je cena, neki kažu, bila gotovo 900 miliona evra (870 miliona, dok zvanična inicijalna suma nije bila ni četvrtina konačne: 200 miliona evra).

Iako je hamburška filharmonijska koncert-hala kako kažu zvaničnici, koštala nešto preko 700 miliona evra (702 miliona evra, ili 843 miliona dolara), ovo nije, po svemu sudeći, bila bačena investicija: objekat je ispunjen zapanjujućim arhitektonskim draguljima, a njegova najzanimljivija karakteristika je centralni auditorijum: sjajna „pećina“ boje slonovače izgrađena od 10.000 jedinstvenih akustičnih panela postavljenih na tavanicu, zidove i balustrade. Sala izgleda „organski“, tj, elementi u njoj se izvanredno harmonično povezuju i uklapaju, predstavljajući sastavne, neizostavne delove celine: puna je pregiba, prelaza i zaobljenih formi koje ciljano podsećaju na „slapove“ što se kroz „žubor talasa prelivaju preko hridi“, a sve zajedno deluje kao monohromatski koralni greben. Sprovođenje ove grandiozne ideje u delo bio je, takođe, nesvakidašnji tehnološki podvig.

Auditorijum – najveća od tri koncertne dvorane Elfija (stanovici Hamburga iz milošte su mu dali nadimak Elphi) – proizvod je „parametarskog dizajna“, procesa u kojem dizajneri koriste matematičke algoritme kako bi razvili formu objekta. Algoritmi su već bili od neprocenjive pomoći pri dizajniranju mostova, delova za motocikle i motorna vozila, fontova, i – čak – stolica. U slučaju Elbfilharmonije, bazelski projektanti Žak Hercog i De Meuron koristili algoritme kako bi proizveli jedinstvene forme za za svaku od 10.000 akustičkih ploča od gipsanih vlakana postavljenih na zidove, međusobno ih povezujući tako da podsećaju na komadiće džinovske, talasaste slagalice.

Već na prvi pogled na glavnu muzičku salu Elfija proizvodi kod posmatrača zapanjujući efekat. Deset hiljada akustičkih panela izvanredno je spojeno u sjajnu, blistavo belu oplatu, unutar koje je postavljeno samo 2.150 sedišta i 1.000 sijalica od ručno tj zanatski duvanog stakla. Ali, lepota je bila samo deo nauma arhitekata i akustičara onda kada su počeli da osmišljavaju i projektuju ovo zdanje pre više od 13 godina. “Svaki panel ima svoju funkciju”, kaže Bendžamin Koren (Benjamin Koren), osnivač studija „One to One“ koji je radio sa Herzogom i De Meuronom u dizajniranju i izradi panela.

Na 10.000 panela utisnuto je milion “ćelija” – sitnih, „usečenih zareza“ koji podsećaju na ulegnuća u travi nastalih udarcem štapa za golf ili „nalik morskoj školjki iz koje je neko izrezao parče unutrašnjosti“. Ove ćelije, čije se dimenzije kreću od četiri do 16 centimetara, dizajnirane su da oblikuju zvuk unutar auditorijuma. Kako Koren to objašnjava, kada zvučni talasi udare o panel, neujednačena površina ih apsorbuje ili raspršuje. Nijedan pojedinačni panel ne apsorbuje niti širi dalje zvučne talase, ali svi oni u kombinaciji zajedno proizvode balansiranu reverberaciju tj odjek ili rezonancu preko čitavog auditorijuma. Ova tehnika koristi se već vekovima jedna od (najpoznatijih koncert-sala izgrađenih po ovom principu je bečki Musikverein, čija bogato ukrašeni neoklasični detalji eneterijera stvaraju isti difuzioni tj raspršujući efekat). Elbfilharmonija, međutim, „razbija“ tj. raspršuje zvuk na jedan sasvim nov, vizuelno izuzetno privlačan način.

Da bi dizajnirali 10.000 jedinstvenih akustičnih panela, Herzog i De Meuron radili su sa čuvenim akustičarom Jasuhisom Tojotom (Yasuhisa Toyota), koji je koncipirao optimalnu „zvučnu mapu“ auditorijuma. Na osnovu geometrije koncertne prostorije, Tojota je utvrdio da bi određeni paneli, poput onih koji se nalaze na zadnjem zidu auditorijuma, trebalo da imaju dublje, veće žlebove za apsorpciju eha. Druge površine koncertne dvorane kao i plafonske površine iza reflektora i gornji delovi balustrada zahtevali su manje formate akustičkih panela. U međuvremenu, arhitekti su imali neke svoje želje: Akustička oplata morala je da bude kozinstentno prisutna u čitavom eneterisjeru dvorane, bez obzira na akustičke zahteve i potrebe; morala je, takođe, da bude izuzetne lepote; i – poslednje ali ne i najmanje bitno – morala je da bude u skladu sa onima koji su u publici tj. bilo koji žlebovi i useci panela koji su bili nadohvat ruke trebalo je da na dodir budu meki, za razliku od onih panela koje po svojoj poziciji u sali nije bilo moguće dotaći.

Upravljajući se ovim projektantskim zahtevima kao neizostavnim parametrima, Koren je razvio algoritam koji je proizveo 10.000 panela – svaki od njih jedinstvenog oblika i „šare“, mapiran tako da ispuni vrhunske estetske i akustičke specifikacije. “Upravo u ovom projektu izražena je sva snaga tzv. parametarskog dizajna”, kaže on. “Kada je sve na svom mestu, mogu da počnem svoju kreativnu igru i kreiram milion ćelija, svaku jedinstvenu i različitu od one druge; sve su zasnovane na ovim parametrima. I, dok imam stoprocentnu kontrolu u procesu uspostavljanja algoritma koji će određivati način kreiranja ćelija, jednom kada je algoritam završen više nemam kontrolu: algoritam odrađuje sve ćelije.”

Nekim dizajnerima i projektantima se čini kako su popustlivost, kompromis i „prepuštanje višoj sili“ jedna zastrašujuća perspektiva. Koren, međutim, ovakvu vrstu ustupanja prostora na uštrb nepogrešivog i savršeno preciznog algoritma smatra ne samo plodnim već i praktičnim. “Bilo bi suludo da sve ovo radite ručno”, kaže on. A i krajnji ishod bi, takođe, mogao izgledati čak i manje originalno da su svaki panel i svaka ćelija na njemu rađeni i usecani „rukom“.

Dizajneri rutinski hvale sve ove nove i iznenađujuće forme koje proizilaze iz „saradnje“ mozgova projektanata sa algoritmima. Složeni, funkcionalni i lepi paneli Elbfilharmonije samo su najnovije svedočanstvo njihovog potencijala.

Wired

Fizičari danas: ambicioznost bez pokrića, ili…


…ili je ambicioznost koja je majka velikih i ingenioznih stvari: čak i da ne uspete u dokazivanju svoje teorije, nešto će od vašeg nauma i ideja ipak ostati u glavama drugih naučnika, pokrećući stvari ka konačnom razrešenju. Nauka je razbarušena rabota, carstvo naseljeno likovima spremnim da rizikuju sve kako bi, nažalost srozali svoju dotadašnju dobru reputaciju. O rizicima preuranjenog objavljivanja naučnih rezultata piše Fajnenšel tajms.

(Foto: FABRICE COFFRINI/AFP/GettyImages)

Velike ideje u fizici poseduju neku samo njoj specifičnu romansu, glamur koji neke druge naučne oblasti ne mogu da zadobiju. Tamna materija, navodno, čini najveći deo materije u svemiru, premda i dalje ostaje nevidljiva našem oku i savremenim instrumentima, a njena suštinska privlačnost istovremeno je u njenoj sveprisutnosti i nevidljivosti.

Ti kvaliteti su ovu naučnu disciplinu uzdigli gotovo do statusa božanskog – još jedna asocijacija, pri pomenu na fiziku, kao što je već dobro poznato, jeste Higsov bozon, takođe prozvan i Božjom česticom, čije je postojanje konačno potvrđeno 2012. godine. Ovi monumentalni misaoni koncepti lako su osvojili ljudsku maštu upravo zbog toga što nas primoravaju da razmišljamo o našem mestu u kosmičkom poretku stvari, gomilajući hektare i hektare novinske hartije i globalne medijske pokrivenosti. Fizika, naročito fizika fundamentalnih čestica, neprestano je u žiži javnog mnjenja i svetskih medija, iako nisu sva “reklamirana” otkrića doživela svoje zvezdane trenutke: “nalaz” da neutrini putuju brže od svetlosti, koji je pretio da obori kamen temeljac fizike, je povučen; ispostavilo se kako su “gravitacioni odjeciVelikog praska”, za koji se iskreno verovalo da je gotovo izvestan dokaz za aktuelnu teoriju nastanka Vasione, tek samo “buka” izazvana galaktičkom prašinom.

Sada neki naučnici tvrde da bi lestvicu za nove proboje i koncepte u domenu fizike trebalo daleko više podići. Jan Konrad (Jan Konrad), profesor fizike astročestica na Kraljevskom Univerzitetu za tehnologiju u Stockholmu je ovog meseca u naučnom časopisu Nature tvrdio kako bi trebalo preispitati valjanost sve prisutnije prakse otvorenog puštanja u javnost zamisli i koncepata koji su tek u svojoj ranoj fazi – kako bi se naznačili zanimljivi rezultati, koji bi se, potom, mogli proveravati u saradnji sa ostalim naučnicima. Statistička strogost bi trebalo da je neprestano na “dnevnom redu”, a fizičari ne bi trebalo da objavljuju izvanredne rezultate jednog eksperimenta pre nego što se sprovedu paralelni eksperimenti, koji bi potvrdili ili demantovali određene sumnje i naznake.

Takvi predlozi bi mogli da nauku učine netaknutim zabranom, nedodirljivim onima koji nisu “izabrani”, ali bi se pojavio i rizik da se ona autsajderima učini sterilnom – uključujući i poreske obveznike koji nauku, u velikoj meri, i finansiraju. Nauka je “razbarušena”, strastvena rabota koju naseljavaju likovi spremni da rizikuju sve ne bi li postigli svoj cilj – ugrožavajući, ujedno, i svoju dobru reputaciju. Pogled na neke opovrgnute “dokaze” može biti dosta bolan, prethodno zagovarani “rezultati” se obaraju i sve to nanosi dosta bola vrhunskim naučnicima koji su se usudili da u javnost izađu sa nekompletnim proverama. Time pada i javni ugled naučnika koji se usudio da kroči u ovu “kulu u oblacima”, iako je sigurno poštenije predstaviti nauku takvu kakva zaista jeste: ona je pre jedan neprestano zamršeni proces nego gotova stvar. Stoga, i naučnici koji požure s objavljivanjem svojih rezultata nisu prevaranti, već samo željni da objave Novu Stvar.

Antonio Ereditato

Profesor Antonio Ereditato je proživeo svu buku i bes tog procesa. On je nekada vodio eksperiment “Opera” sa sedištem u podzemnoj laboratoriji Grand Sasso u Italiji, koja je beležila dolazak-prolazak neutrina generisan u CERN-u u Ženevi, udaljenom 732km . Neutrini su praktično čestice bez mase koje mogu da putuju brzinom svetlosti, ali ne i brže od toga – to je fizička granica koju je 1905. prvi put postavio Albert Ajnštajn (Albert Einstein) u svojoj specijalnoj teoriji relativnosti. Profesor Ereditato izračunao je da neutrini koji u njegovu laboratoriju dolaze iz laboratorije u Cernu prkose Ajnštajnu jer, “putuju brže od svetlosti”. On je svoje uvide u podatke proveravao u više navrata – i u dobroj ih veri objavio 2011, postavši udarna vest širom sveta.

Šta bi bilo da je Ereditato imao samo malo više strpljenja? ‘Ajnštajn je opet bio u pravu’ je, nažalost, naslov kojeg mediji i naslovne strane, kao ni čitaoci, nisu mogli da olako progutaju.

Postojala je samo jedna mana: njegovi nalazi nisu bili verodostojni. Važni projekti često se vode po principu paralelnog eksperimentisanja u potrazi za istim rezultatom, ali koristeći različite tehnologije, u cilju dobijanja validnih, utemeljenih podataka – a Opera je imala svoj projekat paralelnog eksperimentisanja pod nazivom Ikar, koji je nešto kasnije pokazao da se neutrini i dalje nezgodno drže Ajnštajnovih postavki iz 1905. godine. Sumnja je pala na “labave kablove za sinhronizaciju satova u CERN-u i laboratoriji Gran Sasso”, a profesor Ereditato je ubrzo potom podneo ostavku.

Šta bi se desilo da je imao samo malo više strpljenja? “Ajnštajn opet bio u pravu” bio je u tom trenutku naslov kojeg je bilo teško prodati kao naslovnu vest. Pa ipak, bez ove drame mnogi ljudi ne bi, zapravo, ni znali šta je neutrino, niti bi znali da naučnici naporno rade u podzemnim laboratorijama, u kojima se teorije stare stolećima testiraju do svojih krajnjih granica. Ovi skorašnji izveštaji o neslavnoj “neutrino sagi” podsetio je čitaoce širom sveta da je nauka jedna dinamična potera za istinom; a to je, zapravo, jedna nadasve važna – možda i najvažnija – poruka koju jedan pedantan i besprekoran naučni dokaz ne bi uspeo da prenese čitaocu. Kraće rečeno, jedino nas je neslavan kraj ovog ekperimenta iznova podsetio na količinu neizvesnosti s kojom su vrhunski naučnici svakodnevno suočeni.

Naučnici su prošle godine javili da su “čuli” odjeke Velikog praska, i to u obliku gravitacionih talasa. O ovom eksperimentu “Biceps 2” se tada dosta pisalo; podaci iz satelita Planck, kako se kasnije pokazalo, predstavljali su lažnu uzbunu. Galaktička prašina je bila “krivac” za stvaranje lažnog signala (ili, bolje rečeno, lažno protumačenog signala), mogućnost koja je uzgred, u jednom trenutku, bila i pomenuta pre nego što su dodatne provere oborile ovaj “dokaz”. pa ipak, i pored neslavnog “izletanja” u javnost, ignorisati projekat Biceps 2, kada su svi fizičari jedino mogli da pričaju o tome, bio bi “propust na dužnosti”. Uostalom, moglo bi se postaviti pitanje: Zašto isključiti nas laike i autsajdere iz drame? Ovako, s nama, je daleko uzbudljivije, i zabavnije.

06Džon Pendri

Od naučnika se iziskuje velika hrabrost da bi se uopšte usudio da objavi neki neobičan rezultat, kao što je pre dve godine u intervjuu učinio ser Džon Pendri (John Pendri). I pored svega – i pored prisutnih rizika po reputaciju – ipak je ovo način koji, takođe, i pokreće nauku i naučnike da idu dalje. Londonski Imperijal koledž (Imperial College) na kojem Pendri predaje je u akademskim krugovima bio najpoznatiji po izmišljanju ogrtača za nevidljivost (sačinjenog od materijala koji savija svetlost oko objekta), mada je najveća opasnost po reputaciju bilo objavljivanje matematičkog izvoda koji “dokazuje” savršeni objektiv. Takav objektiv nikada potom nije viđen; pa ipak, uprkos svom skepticizmu i povikama na njega, Pendri je ipak dokazao kako je ovo, teoretski, moguće.

“Kada uočite neku anomaliju, nešto što iskače iz uobičajenih naučnih zakona, obrazaca i teorija, možda to može biti tek zrnce prašine u ozbiljnoj naučnoj diskusiji, a zapravo je božji dar”, kaže Pendri. “Jer, to će zrno prašine ili poboljšati vaše razumevanje ili će dovesti do nečeg novog.” Drukčije rečeno: ipak objavi – i primi na sebe svo prokletstvo sveta.

Anjana Ahuja, Financial Times