جدول المحتويات:

كيف ابتكرت الطبيعة الأم وعالم الرياضيات في البنتاغون أكبر أداة في العالم
كيف ابتكرت الطبيعة الأم وعالم الرياضيات في البنتاغون أكبر أداة في العالم

فيديو: كيف ابتكرت الطبيعة الأم وعالم الرياضيات في البنتاغون أكبر أداة في العالم

فيديو: ورق خاص : هل الرياضيات إختراع أم إكتشاف (قناة ورق) 2022, شهر نوفمبر
Anonim

يعمل The Great Stalacpipe Organ من خلال ضرب 37 من الهوابط المختلفة المنتشرة عبر الكهف الذي تبلغ مساحته 3.5 فدان.

كيف ابتكرت الطبيعة الأم وعالم الرياضيات في البنتاغون أكبر أداة في العالم
كيف ابتكرت الطبيعة الأم وعالم الرياضيات في البنتاغون أكبر أداة في العالم

في أعماق Luray Caverns في فيرجينيا ، ترتفع أغنية فوق القطرات المتساقطة من المياه التي يتردد صداها على الحجر الجيري. لا تصدر النغمة من هاتف خلوي يتجاهله السائح الزائر ، ولكن من غرابة صوتية: عضو Stalacpipe العظيم.

من الناحية الفنية ، فإن هذا الجهاز ليس عضوًا على الإطلاق ، ولكنه أداة قرع تُعرف باسم lithophone. بدلاً من نفخ الهواء عبر الأنابيب ، تعمل عن طريق ضرب 37 من الهوابط المختلفة المنتشرة عبر الكهف الذي تبلغ مساحته 3.5 فدان. إن جهاز stalacpipe كبير جدًا لدرجة أن كتاب غينيس للأرقام القياسية قد توج به كأكبر آلة موسيقية في العالم.

لذلك ، يمكنك أن تشكر الطبيعة الأم والوقت وعالم الرياضيات الإبداعي بشكل خاص.

تشكيل الاهتزاز

تبدأ قصة جهاز Stalacpipe Organ العظيم منذ أكثر من 400 مليون سنة.

في ذلك الوقت ، كانت جبال الأبلاش - حيث توجد كهوف لوراي الآن - قاع بحر قديم. مع مرور السنين ، شكلت الرواسب البحرية طبقة من الحجر الجيري تعرف باسم الدولوميت بسمك 100 قدم تقريبًا.

بعد بضعة تحولات تكتونية في وقت لاحق ، ارتفعت الغرف الصخرية شبه المانعة لتسرب الماء إلى منطقة يعرفها السكان المحليون باسم "كيف هيل". على قمة التل ، سمح سطح أفقي نسبيًا لمياه الأمطار بالتسرب ببطء إلى الأرض أدناه.

.

أصبحت المياه غنية بحمض الكربونيك لأنها تتسرب من خلال التربة المتحللة. بمرور الوقت ، تشكلت الغرف العملاقة الآن في Luray Caverns ، حيث قام الماء المحمض بإذابة الحجر الجيري بعيدًا. فقط عندما تتبدد كميات كبيرة من الماء من خلال الشقوق السفلية للكهف يمكن أن تبدأ عملية التصميم الداخلي للطبيعة الأم.

مع تغير الغلاف الجوي في الداخل ، تتساقط قطرات الماء الغنية بكربونات الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون عبر الكهف بمعدل بطيء بدرجة كافية لإطلاق ثاني أكسيد الكربون في الهواء. تتجمع كربونات الكالسيوم على الأسطح المجاورة. شكلت ترسبات قطرات الماء على السقف في النهاية مقرنصات. شكلت القطرات التي سقطت على الأرض ببطء صواعد.

نظرًا لأن الهوابط تتدلى بحرية من أسقف الكهوف ، فإنها تهتز عند اصطدامها. التكوينات ، في جوهرها ، هي شوكات ضبط الطبيعة الأم.

انطلقت فكرة

قام ملايين الأشخاص بجولة في Luray Caverns منذ اكتشافها في عام 1878 ، بما في ذلك Leland Sprinkle ، مهندس الإلكترونيات وعالم الرياضيات الذي عمل في البنتاغون في أرلينغتون ، فيرجينيا.

قام Sprinkle وابنه بزيارة الكهوف في عام 1954. في ذلك الوقت ، قام المرشدون بالتنصت على الهوابط الموجودة في الكهف لإظهار كيف يمكن أن تعطي الأحجام المختلفة نغمات مختلفة. ألهم هذا العرض Sprinkle ، الذي كان أيضًا موسيقيًا ، لإنشاء Stalacpipe Organ العظيم.

قال جون شافير ، مدير العلاقات العامة في Luray Caverns ، "الشيء الأكثر روعة هو أنه ذهب إلى إدارتنا ليطلب محاولة هذا المشروع ، وسمحوا له بالقيام بذلك". "لقد أمضى كل عطلة نهاية أسبوع تقريبًا خلال تلك الفترة في التنقيب عن الهوابط التي يمكن ضبطها بشكل مثالي."

في النهاية ، قضى Sprinkle ثلاث سنوات في بناء العضو. اختار 37 مقرنصات لنغمتهم ، وقام بغسلها جميعًا باستثناء اثنين لإتقان نغمتهم ، ثم قام بتوصيل جهاز مطرقة مطاطية ، بقياس أكثر من قدم ، بجانب كل مقرنصات. عندما يضغط موسيقي على مفتاح ، تصدر نغمة مقابلة على الهوابط.

لم يفاجأ العالم الأثري الصوتي ديفيد لوبمان ، الذي يدرس صوتيات الكهوف والمواقع الدينية وأسس DL Acoustics في وستمنستر ، كاليفورنيا ، بأن Luray Caverns أصبحت موطنًا لأعضاء Great Stalacpipe Organ.

قال: "ليس من قبيل المصادفة أن يفكر الناس في وضع عضو في كهف صدى ، لأن هذه هي الصوتيات".

شبه لوبمان القوام الصخري المسامي لكهوف لوراي بالرغوة أو السجاد الذي يبطن جدران استوديو التسجيل. تمتص الأنسجة المسامية صوتًا كافيًا لتقليل التكرار المربك للنغمات ، ولكنها لا تزال تسمح للنغمات بالانتقال عبر الكهف والعودة إلى غرفة الكاتدرائية حيث يوجد العضو.

اليوم ، تعزف الآلة الموسيقية أغانٍ لأكثر من 400 ألف سائح سنويًا.

كيف تعمل

في أعماق Luray Caverns ، علق لاري موير ، مدير العمليات في Great Stalacpipe Organ ، على خصوصية تحويل الكهف إلى أداة. "أنت تقف داخل العضو الآن. هناك ملاحظات من حولك ".

للعزف على الأرغن ، يجلس عازف على لوحة مفاتيح تشبه البيانو القائم بأربع لوحات مفاتيح مكدسة. عندما يضرب اللاعب مفتاحًا ، فإنه يرسل إشارة كهربائية إلى جهاز ميكانيكي مطوي في درج حجري مخفي في الكهف. ينقل الجهاز هذا الأمر إلى مطرقة مطاطية مقابلة ، والتي تنقر على الهوابط من نفس النغمة.

تمر ثانية تقريبًا بين الضغط على مفتاح وعندما يسمع عازف الأرغن الصوت. يمكن أن يختلف التأخير اعتمادًا على موقع الهوابط والسمات الفيزيائية للكهف في المنطقة المجاورة.

قال لوبمان: "الصوتيات في الكهف ليست موحدة". "هناك أماكن لا يوجد فيها صدى كبير على الإطلاق ، وأماكن أخرى أكثر صدى. كلما كان جدار الكهف أكثر مسامية أو وعرة ، قل صدى الصوت ".

نتيجة لذلك ، يصعب على العديد من الأشخاص العزف على جهاز Great Stalacpipe Organ عن طريق الأذن. لهذا السبب ، تقوم آلة تشبه عازف البيانو بأداء معظم الأغاني نيابة عن عازف الأرغن. في هذه الحالات ، تدور قطعة من البلاستيك بها ثقوب فوق برميل معدني كبير. عندما تتلامس الألياف المعدنية مع الأسطوانة من خلال الفتحة ، يتم ضرب مقرنصات من ملاحظات معينة في الكهف.

تعلم موير كيفية العمل والحفاظ على العضو من Leland Sprinkle نفسه.

قال موير: "أحد الأشياء التي تجعل هذا الأمر فريدًا وصعبًا هو أنه بمجرد تعطل شيء ما ، لا تذهب إلى Great Stalacpipe Store لاستبداله". "علينا أن نجعل كل شيء في المنزل.".

إنه ليس بالأمر الهين بالنظر إلى جو الكهف. تعني الرطوبة التي تقترب من 100 في المائة أن على موير وفريقه استخدام السخانات والمجففات للحفاظ على وحدة التحكم والآلات التي تعزف على الأرغن.

لحسن الحظ بالنسبة لمويير ، فإن الهوابط المختارة هي في أجزاء جافة وغير متنامية من الكهف. قال موير: "إذا كبروا بالفعل ، فسيخرجون عن النغمة كل مائة عام". "نظرًا لأن طبقة الهوابط تعتمد على حجمها ، فسيتعين صقلها إذا كانت أكبر."

لذلك ، بعد أكثر من 60 عامًا من إنشائها ، تواصل الطبيعة الأم والمهندسون البشريون العمل معًا للتأكد من أن جهاز Sprinkle يصل إلى جميع الملاحظات الصحيحة.

شعبية حسب الموضوع