У 1998 році нью-йоркський музикант-експериментатор Патрік Грант придумав досить незвичайне свято - Міжнародний день дивної музики. Цілком справедливо розсудивши, що музичні смаки людей бувають надто консервативні, Грант запропонував хоча б один день у році (24 серпня) присвячувати знайомству з незвичайною музикою. Бути вона може якою завгодно: головне, щоб для самого слухача вона була новою і незвичною. Ми, в свою чергу, вважаємо, що сьогоднішнє свято - чудовий привід згадати, як звучить соніфікація даних - музика, створена з того, що вчені отримують в лабораторіях, на детекторах частинок та інших планетах.
«Оппортьюніті» - Марсіанський світанок
Вже більше півтора років минуло з того моменту, як світ попрощався з «Оппортьюніті»: NASA припинило спроби зв'язатися з ровером 13 лютого 2019 року. Перестав виходити на зв'язок він набагато раніше - ще в червні 2018 року, коли на Марсі зареєстрували величезну пилову бурю.
У листопаді 2018 року (у дослідників тоді ще була надія, що «Оппортьюніті» знайдеться) вчені з Університету Англія Раскін створили мелодію зі знімка світанку на Марсі в ювілейний 5000-й археолог. Подробиць про те, як саме це вийшло, досить мало: відомо, що дослідники розбили зображення на пікселі зліва направо, а сама мелодія заснована на змінах їх яскравості.
Людська мікробіота - Ноги, пупок, геніталії, підмишки і рот
У людському тілі (а також на його поверхні) живе до 100 трильйонів мікроорганізмів: всі разом вони складають живе середовище - мікробіом або міркобіоту. І так, музику можна створити і з неї - як це зробили в 2017 році біологи з Массачусетського технологічного інституту.
Вчені зібрали зразки мікробіоти зі своїх підмишок, пальців ніг, геніталій, а також з пупків і порожнини рота, і помістили їх у живильне середовище в чашці Петрі, виконаній у формі грампластинки, розділеній на п'ять секторів. Коли бактерії підросли, біологи за допомогою алгоритмів комп'ютерного зору оцінили їх розташування на платівці і щільність колоній і перевели дані в музику (подробиць про те, як саме, вони не повідомляють).
Послухати мелодію від кожної частини тіла, а також цілу симфонію можна на сайті проекту.
Сатурн - Супутники і кільця
Сатурн знає 82 природні супутники - більше, ніж кожна інша планета Сонячної системи. Як і багато інших небесних тіл, по відношенню один до одного вони рухаються в орбітальному резонансі: наприклад, супутник Мімас здійснює один повний оборот навколо Сатурна за 0,94 дня, а Тефіс - за 1,89, тому їх орбітальний резонанс становить приблизно 2:1.
У 2017 році вчені з Університету Торонто використовували рухи Мімаса, Тефіса і ще чотирьох найбільших супутників Сатурна. Кожному супутнику вчені присвоїли ноту, відповідну природній частоті, підвищеній на 27 октав. Нота звучала щоразу, коли супутник здійснював повний обіг навколо планети. Додатково в композиції звучать і кільця Сатурна - кожному з них також присвоєна своя нота.
Ще вчені озвучили і рухи Епіметея і Януса - супутників Сатурна, які рухаються з унікальним орбітальним резонансом, практично 1:1 - супутники змінюють один одного.
Трохи раніше, в 2017 році, та ж група вчених озвучила і орбітальні резонанси екзопланет в системі TRAPPIST-1 (послухати композицію можна тут).
Великий адронний колайдер - Зіткнення частинок (feat. ATLAS)
Один з найвідоміших експериментів із соніфікації даних кілька років поспіль проводили фізики з ЦЕРНу. Спільно з колегами з Массачусетського технологічного інституту вони створили програму Quantizer. Всередині програми - алгоритм, який використовує дані детектора ATLAS: із зіткнення частинок, залишених ними треків, а також даних калориметрів програма генерує частоти. Згідно з описом програми, з одного реєстрованого детектором події можна отримати напівхвилинну мелодію.
Програму вчені використовували кілька років і писали за допомогою неї джазові композиції, які потім представляли на джазовому фестивалі в канадському Монтрьо (до речі, одному з найвідоміших у світі).
Quantizer · Montreux_Jazz_Festival_2015_Music_of_Physics
А ще один час у ЦЕРНу навіть було своє радіо: за допомогою нього можна було послухати соніфікацію подій в БАК в реальному часі. Зараз сторінка радіо недоступна, а на сторінці Quantizer висить оголошення про дворічну паузу: закінчитися вона повинна в грудні 2020 року. До цього моменту можна послухати добірку треків, створених за допомогою Quantizer в попередні роки
COVID-19 - Білок-шип
Безумовно, головний хіт цього року представили вчені з Массачусетського технологічного інституту: у квітні вони соніфікували послідовність S-білка (пепломера) коронавірусу - відростка у вигляді шипика, за допомогою якого вірус потрапляє в клітини зараженого організму
Мелодія створена за допомогою алгоритму, який вони представили ще в 2018 році: у ньому кожна з 20 амінокислот відповідає певній ноті, а їх послідовність у первинній структурі - мелодії. Додатково на музику накладаються і дані з вторинної структури білка. Сам алгоритм, до речі, навчений не тільки створювати музику з білків, а й генерувати структуру білка з мелодії.
Markus J. Buehler · Viral Counterpoint of the Coronavirus Spike Protein (2019-nCoV)
Дерева - Річні зрізи
Особливої уваги, на нашу скромну думку, заслуговує альбом німецького музиканта Бартоломеуса Траубека: у 2013 році він записав альбом із семи треків, для кожного з яких використовував зрізи стовбурів семи різних дерев.
Річні кільця на зрізі Траубек транслював в мелодії для фортепіано: як саме - він не розповідає, але, судячи з одного з інтерв'ю, на виступі-перформансі використовувалася «голка» з камерою, яка збирала дані про товщину і розташування кілець. Із зібраних даних комп'ютер потім становив мелодію ялини, ясена, дуба, клена та інших дерев.
Дізнатися більше про соніфікацію даних, а також послухати інші наукові звуки ви можете в подкасті нашого головного редактора Іллі Ферапонтова «Звуки науки». І, звичайно, нагадуємо, що у нас є натхненні наукою мікси - їх ви можете знайти на сторінці «Музичного вступу прогресу». Зі святом!