De institutione musica, czyli teoria Boecjusza o istnieniu dźwięku

W swoim dziele Boecjusz postanowił sklasyfikować osiągnięcia starożytnych w zakresie muzyki. Poszedł jednak o krok dalej, bowiem zainteresował się istnieniem dźwięków niesłyszalnych dla ucha. W tamtym czasie dywagacje na tematy niemożliwe do uchwycenia przez ludzkie zmysły nie były niczym dziwnym. Pod warunkiem jednak, że dotyczyły kwestii wiary. Boecjusz zaś pisał o muzyce – jej roli w istnieniu człowieka i wszechświata. Nic więc dziwnego, że jego De institutione musica została doceniona przez renesansowych humanistów i wydrukowana w roku 1491 lub 1492.

Rys.1 Pani Muzyka: musica mundana, humana i instrumentalis

Muzyka świata (Musica mundana)

Pierwsza część jego pracy dotyczyła muzyki wszechświata, zupełnie niesłyszalnej dla ucha. Boecjusz popierając rozważania starożytnych uważał, że cały wszechświat generuje muzykę (dźwięk). Co więcej, każdy element wszechświata emituje muzykę, która jest ze sobą w harmonii. Dla ułatwienia możecie sobie wyobrazić, że Ziemia emituje muzykę do Księżyca, ten natomiast w idealnej harmonii gra względem Ziemi… Są to już rozważania bardziej filozoficzne, dlatego zostawiam je Wam 😉

Musica humana, czyli dźwięki wydawane przez człowieka

Przyznam się Wam, że słysząc pierwszy raz ten termin, w mojej głowie pojawił się obraz kiszek grających marsza głodowego 😊 Nic bardziej mylnego! Boecjusz, jak na filozofa przystało, doszukiwał się w niej idealnej harmonii muzycznej między ludzkim ciałem a duchem. Na nieszczęście, harmonia ta nie zgrywała się idealnie z harmonią świata. Stąd np. mogły wynikać wszystkie nieszczęścia ludzkości, ponieważ umysł człowieka nie potrafił dokładnie uchwycić harmonii musica mundana. Ponieważ jednak nadal składał się on na część wszechświata, okruchy idealnej harmonii sfer potrafił człowiek połączyć wraz z muzyką słyszalną wewnątrz siebie. Tym sposobem tworzył on muzykę instrumentalną.

Nieidealne dzieło idealnej harmonii

Musica instrumentalis, jak nietrudno się domyślić, była po prostu muzyką wykonywaną w praktyce, śpiewaną i graną na instrumentach, słyszalną przez człowieka. Idąc za Boecjuszem, muzyka jest więc naturalnym sposobem wyrażania przez człowieka dostrzeżonej wokół i wewnątrz samego siebie harmonii. Uważał nawet, że człowiek nie jest w stanie istnieć bez muzyki – „muzyka jest tak naturalnie zjednoczona z nami, że nie możemy się od niej uwolnić, nawet jeśli tak pożądamy”.

Akustyka w służbie nauki… i teorii Boecjusza

W 2015 roku naukowcom z LIGO Scientific Collaboration przy pomocy Detektora Advanced Virgo udało się przetworzyć na dźwięk drgania dwóch czarnych dziur zderzających się w odległości miliarda lat świetlnych. Dźwięk ten podobny był do świerkania na wysokości średniego c (ok 261.626 Hz).
Detektory fal grawitacyjnych LIGO i VIRGO, ustawione od siebie w odległości 4 i 3 kilometrów, odbijały promienie lasera, które następnie spotkały się w jednym punkcie. We wrześniu 2015 roku udało się im wychwycić falę grawitacyjną, która nadleciała z odległości 1,3 miliarda lat świetlnych i tak zniekształciła czasoprzestrzeń, że przez ułamek sekundy jeden z promieni lasera musiał pokonać większą odległość, niż drugi. Choć fale, które pokonały gigantyczna odległość były już bardzo słabe, to pochodziły z bardzo silnego źródła – połączenia dwóch czarnych dziur o masie 29 oraz 36 mas Słońca. Utworzyły razem większą czarną dziurę, która w trakcie tworzenia zamieniła się w energię w postaci fal grawitacyjnych.

Rys.2 Fale grawitacyjne, Caltech/MIT/LIGO Lab

Falę wyłowił polski zespół astrofizyków, kierowany przez profesora Andrzeja Królaka z Instytutu Matematycznego Polskiej Akademii Nauk. Wirujące wokół siebie podczas łączenia czarne dziury wytwarzały fale grawitacyjne. Zbliżając się do siebie, wirowały coraz szybciej, a więc wytwarzały coraz wyższą częstotliwość fal. Rosła ona aż do momentu połączenia się czarnych dziur.
Moment zlewania się czarnych dziur pozostawił wyjątkowy ślad, który udało się zarejestrować, co upewniło naukowców, że sygnał to fale grawitacyjne, a nie efekt jakiegoś błędu. Zarejestrowany sygnał został następnie przetworzony na dźwięk, który można usłyszeć np. tutaj: https://www.ligo.caltech.edu/video/ligo20160211v2
Mając świadomość stanu wiedzy na temat fizyki w czasach Boecjusza, kiedy to nie zdawano sobie sprawy z tego, że dźwięk jest falą, możemy przyjąć, że ówcześnie muzyką nazywano wręcz każdy dźwięk. Boecjusz tworząc swoje dzieło o muzyce sfer, mógł mieć więc na myśli falę, która jest niesłyszalna, czyli nie jest bezpośrednio falą dźwiękową. Zamieniając ją jednak na dźwięk, podobnie jak w eksperymencie LIGO, można przyjąć, że taka „muzyka” istnieje…
Dzisiejsza fizyka daje nam odpowiedź, że przestrzeń akustyczna jest tak naprawdę nieograniczona. Energią zaś, która w niej rozbrzmiewa jest fala akustyczna, która nie zawsze jest słyszalna i odczuwalna przez człowieka.
Nigdy nie dowiemy się, do jakich wniosków Boecjusz doszedłby dziś. Czy mając możliwość wykonania pomiarów akustycznych mógłby potwierdzić lub zaprzeczyć swoim teoriom? A czy według Ciebie, patrząc na dokonania detektorów LIGO i VIRGO możemy przyjąć, że Musica mundana istnieje?

Źródła:

• 1. Danuta Gwizdalanka, Historia muzyki cz. 1, PWM 2004
• New York Times, Gravitational Waves Detected, Confirming Einstein’s Theory, 11.02.2016
  <https://www.nytimes.com/2016/02/12/science/ligo-gravitational-waves-black-holes-einstein.html>
• Forbes, There Is Sound In Space, Thanks To Gravitational Waves, 3.05.2017 <https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/05/03/there-is-sound-in-space-thanks-to-gravitational-waves/#355778484049>
• CrazyNauka, Polacy pomogli odkryć fale grawitacyjne – ostatni brakujący element teorii einsteina, 11.02.2016 <https://www.crazynauka.pl/odkryto-fale-grawitacyjne-ostatni-brakujacy-element-teorii-wzglednosci-einsteina>