Live τώρα    
24°C Αθήνα
ΑΘΗΝΑ
Αίθριος καιρός
24 °C
21.7°C26.3°C
2 BF 38%
ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ
Αίθριος καιρός
23 °C
20.6°C24.9°C
3 BF 38%
ΠΑΤΡΑ
Αίθριος καιρός
19 °C
19.4°C24.3°C
2 BF 55%
ΗΡΑΚΛΕΙΟ
Ελαφρές νεφώσεις
21 °C
20.4°C21.6°C
2 BF 64%
ΛΑΡΙΣΑ
Ελαφρές νεφώσεις
22 °C
21.9°C23.5°C
0 BF 37%
Επικαιρότητα / Μπορούμε να ακούσουμε το Σύμπαν;
  • Μείωση μεγέθους γραμματοσειράς
  • Αύξηση μεγέθους γραμματοσειράς
Εκτύπωση

Επικαιρότητα / Μπορούμε να ακούσουμε το Σύμπαν;

Η Wanda Diaz Merced γεννήθηκε στο Πουέρτο Ρίκο έχοντας διαβήτη και στα είκοσί της χρόνια σπάνιες επιπλοκές της πάθησής της άρχισαν να επιδρούν στην όρασή της. Είχε ήδη ξεκινήσει τις σπουδές της και αρίστευε στα μαθηματικά και τη φυσική έχοντας αρχικά την επιθυμία να γίνει γιατρός. Στην πορεία ανακάλυψε ότι το πάθος της ήταν η αστρονομία, ωστόσο μέχρι τα είκοσι εννιά είχε ήδη χάσει την όρασή της.

Η απώλεια της όρασης για κάποιον που θέλει να γίνει αστρονόμος φαίνεται καταστροφική. Ωστόσο σε μια εξαιρετική ομιλία της στο TED περιγράφει πώς κατάφερε τελικά να «δει» τα φαινόμενα που ήθελε να μελετήσει χρησιμοποιώντας την τεχνική «sonification», η οποία θα μπορούσε να αποδοθεί στα ελληνικά ως «ηχοποίηση».

Όπως εξηγεί η ίδια, ο μέντοράς της στο Goddard Flight Center της NASA είδε την απώλεια όρασης της Wanda περισσότερο ως πρόκληση παρά σαν εμπόδιο. Την παρότρυνε να βρει τρόπους ώστε ερευνητές που δεν βλέπουν να μπορούν να έρθουν σε επαφή με κάποια από τα δεδομένα. Εκείνη όχι μόνο ανταποκρίθηκε στην πρόκληση, αλλά έθεσε ως στόχο, εκτός από την επαφή και την εξοικείωση με τα δεδομένα, να μπορεί να κάνει και υψηλού επιπέδου έρευνα στην επιστήμη. Πλέον η Wanda μπορεί να κάνει έρευνα χρησιμοποιώντας τους ήχους, στο ίδιο επίπεδο που γίνεται επί δεκαετίες χρησιμοποιώντας την όραση.

Ηχοποίηση (Sonification)

Στην πραγματικότητα, από όλη την ακτινοβολία που εκπέμπεται από το Σύμπαν, ο άνθρωπος είναι ικανός να δει με τα μάτια του ένα πολύ μικρό κομμάτι, το ορατό κομμάτι του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Τα πιο εντυπωσιακά και βίαια γεγονότα, όπως οι εξάρσεις ακτίνων γάμμα που συμβαίνουν στις εσχατιές του Σύμπαντος ή οι εκλάμψεις του Ήλιου που συμβαίνουν στη γειτονιά μας, παραμένουν αόρατα στα μάτια μας. Τίθεται λοιπόν το ερώτημα: Πώς τα μελετάμε εξαρχής όταν τα μάτια μας δεν είναι σε θέση να μας βοηθήσουν;

Με τη βοήθεια οργάνων είτε στη Γη είτε, κυρίως, στο Διάστημα, τα οποία μπορούν να καταγράψουν αυτή την ακτινοβολία, συλλέγουμε μετρήσεις ή αποτυπώνουμε εκτεταμένα πεδία. Αυτές τις μετρήσεις, στην ουσία αριθμούς, τις μετατρέπουμε σε κάτι που μπορούμε να κατανοήσουμε, μια εικόνα ή ένα διάγραμμα. Ένα τέτοιο διάγραμμα μπορεί να μας δείχνει, για παράδειγμα, πώς αλλάζει η ένταση των ακτίνων γάμμα που εκπέμπει μια μακρινή πηγή καθώς περνά ο χρόνος.

Σε κάποιον χωρίς επιστημονική εκπαίδευση ένα τέτοιο διάγραμμα μπορεί να φαίνεται ακατάληπτο ή, στην καλύτερη περίπτωση, μπορεί διαισθητικά να δώσει κάποια πληροφορία. Χρησιμοποιώντας, τελικά, τα μάτια μας αναγνωρίζουμε σε αυτά τα σχήματα μοτίβα και σχέσεις, μπορούμε να κάνουμε υποθέσεις, να βγάλουμε συμπεράσματα και εν τέλει να μάθουμε πράγματα για τον κόσμο χωρίς να τον «βλέπουμε», μετατρέποντας μετρήσεις ενός οργάνου σε κάτι που μπορούμε να αντιληφθούμε. Είναι πάντως εντυπωσιακό το ότι, παρ’ όλο που δεν βλέπουμε το φαινόμενο, παρ’ όλο που βρίσκεται τόσο μακριά από την άμεση εμπειρία μας, μπορούμε να το μελετήσουμε.

Γι’ αυτόν τον λόγο, από τη σκοπιά ενός επιστήμονα, ο τρόπος που θα αναπαραστήσει κάποιος τις μετρήσεις του σε ένα σχήμα παίζει μεγάλο ρόλο στο κατά πόσον θα αναδειχθούν τα μοτίβα και οι σχέσεις που κρύβονται σε ένα φαινόμενο. Για παράδειγμα, βλέποντας κάποιος μια σειρά από αριθμούς σε μια σελίδα, σπάνια μπορεί να οδηγηθεί σε ένα συμπέρασμα. Ένα σχήμα, όμως, στο οποίο έχουν επιλεγεί τα κατάλληλα χρώματα, μπορεί πραγματικά να μας οδηγήσει σε μια πιο ακριβή υπόθεση για ένα φαινόμενο.

Φυσικά πάνω σε αυτό το θέμα μπορεί κανείς να κάνει μεγάλη επιστημολογική και φιλοσοφική κουβέντα, κάτι που όμως ξεφεύγει από τους σκοπούς αυτού του άρθρου. Αυτό που έχει σημασία είναι ότι, όσο τα δεδομένα που συγκεντρώνουμε αυξάνονται σε όγκο και πολυπλοκότητα, οι παραδοσιακοί τρόποι απεικόνισής τους, χρησιμοποιώντας διαφορετικά χρώματα, σχήματα κ.λπ., συχνά δεν μας βοηθούν να αναδείξουμε τις πληροφορίες που κρύβονται μέσα στις μετρήσεις και αναζητούμε για να ελέγξουμε τις υποθέσεις μας.

Η ηχοποίηση μας δίνει μια δυνατότητα να επεκτείνουμε ακόμα περισσότερο την αντίληψή μας χρησιμοποιώντας, εκτός από την όραση, και την ακοή μας. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να εκμεταλλευτούμε και μια σειρά πλεονεκτήματα των αυτιών μας. Το αυτί μας μπορεί να αντιληφθεί πολλούς ήχους ταυτόχρονα και να διαχωρίσει σχετικά εύκολα κάποιους από αυτούς τους ήχους από το υπόβαθρο. Επίσης είναι πολύ αποτελεσματικό στο να εντοπίζει γρήγορες μεταβολές, και μάλιστα σε μεγαλύτερο βαθμό από ό,τι το μάτι μας. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ηχοποίηση βρίσκει επίσης εφαρμογές στη σεισμολογία, την κοσμολογία (ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων), τη σωματιδιακή φυσική, τις ιατρικές επιστήμες κ.λπ.

Τι είναι όμως τελικά η ηχοποίηση; Ένας απλός ορισμός μάς λέει ότι πρόκειται για τη χρήση μη λεκτικών ήχων για να παρουσιάσουμε πληροφορίες και να κάνουμε αντιληπτά τα δεδομένα. Εναλλακτικά θα μπορούσε να περιγραφεί και ως ο μετασχηματισμός των σχέσεων μεταξύ των μετρήσεων σε σχέσεις μέσα σε ένα ακουστικό σήμα έτσι ώστε να διευκολύνονται η επικοινωνία και η ερμηνεία τους. Με αυτόν τον τρόπο η έννοια της αντίληψης, που παραδοσιακά γίνεται με τη σειρά της αντιληπτή ως όραση, επεκτείνεται στην προκειμένη περίπτωση και στην ακοή. Η τεχνική είναι απαραίτητη ώστε άτομα με περιορισμένη ή καθόλου όραση να μπορούν να ασχοληθούν με τις επιστήμες, αλλά δίνει και τη δυνατότητα να αναδειχθούν πληροφορίες που χάνονται όταν περιοριζόμαστε στην οπτική απεικόνιση.

Κατά την ηχοποίηση εκμεταλλευόμαστε διάφορα χαρακτηριστικά των ήχων, όπως την ένταση, το ύψος και τη χροιά. Με αυτό τον τρόπο μπορούμε να μετατρέψουμε τις μεταβολές που μετράμε για παράδειγμα με ένα ραδιοτηλεσκόπιο ή τις εικόνες που παίρνουμε από κάποιο οπτικό τηλεσκόπιο σε σύνθετους ήχους διαφορετικών συχνοτήτων, διαφορετικής έντασης και χροιάς κ.λπ.

Ένα πρώιμο παράδειγμα οργάνου που εφαρμόζει στην πράξη την ηχοποίηση είναι ο μετρητής Geiger. Ο μετρητής εφευρέθηκε το 1908 και ανιχνεύει τις ακτίνες γάμμα και τα σωματίδια άλφα (πυρήνες ηλίου) και βήτα (ηλεκτρόνια) κάνοντας έναν χαρακτηριστικό θόρυβο σε κάθε ανίχνευση. Από τότε έχουν δημιουργηθεί και άλλα όργανα που χρησιμοποιούν την ηχητική απεικόνιση, αλλά σήμερα η τεχνική περιγράφει κυρίως τον μετασχηματισμό των δεδομένων που έχουν ληφθεί από ήδη υπάρχοντα όργανα.

Τις τελευταίες δεκαετίες μια σειρά ερευνητές έχουν αφιερωθεί στην ανάπτυξη αλγορίθμων οι οποίοι πραγματοποιούν αυτές τις μετατροπές. Πολλοί από αυτούς τους αλγορίθμους, μάλιστα, είναι και διαθέσιμοι στο ευρύ κοινό. Η διδακτορική διατριβή της Wanda Diaz - Merced είχε ως θέμα τη χρήση της ηχοποίησης στη διαστημική φυσική και διερεύνησε το κατά πόσον μπορεί η χρήση των ηχοποιημένων σημάτων και της αίσθησης της ακοής, συμπληρωματικά με ή χωρίς την όραση, να βελτιώσει την δυνατότητά μας να αναλύουμε δεδομένα.

Η σημασία της ηχοποίησης στην έρευνα και την εκπαίδευση

Η Wanda χρησιμοποιεί στην ομιλία της ένα παράδειγμα από την αστροφυσική για να εξηγήσει πώς είναι δυνατόν να ασχοληθεί κάποιος ενεργά με την έρευνα στην αστροφυσική χωρίς να βλέπει. Περιγράφει την έκρηξη ενός υπερκαινοφανούς αστέρα και την εκπομπή ακτίνων γάμμα κατά τη διαδικασία, δείχνοντας ταυτόχρονα ένα σχεδιάγραμμα το οποίο απεικονίζει την ένταση της ακτινοβολίας καθώς περνάει ο χρόνος. Στη συνέχεια εξηγεί στο κοινό πώς μπορεί κανείς να αντιληφθεί τη διαδικασία χωρίς να είναι σε θέση να δει το σχεδιάγραμμα.

Εκτός όμως από αυτό, μας δείχνει πώς η ηχοποίηση του σήματος ανέδειξε καινούργιες πληροφορίες που δεν είχαν γίνει προηγουμένως αντιληπτές από επιστήμονες που ήταν σε θέση να δουν το διάγραμμα.

Η Διεθνής Αστρονομική Ένωση (International Astronomical Union, IAU), θέλοντας να εκμεταλλευτεί τη δυνατότητα της αστρονομίας να εντυπωσιάζει και να εμπνέει και σκοπεύοντας να αμβλύνει τους αποκλεισμούς, ίδρυσε το Γραφείο Αστρονομίας και Ανάπτυξης με έδρα το Cape Town της Νοτίου Αφρικής. Μία από τις δραστηριότητες της υπηρεσίας είναι η ανάπτυξη μεθόδων με τις οποίες θα διδάσκεται η αστρονομία σε άτομα με περιορισμένη όραση και η μετατροπή μεγάλου όγκου δεδομένων σε πιο εύκολα αναγνωρίσιμες μορφές, όπως ήχους.

Τον Απρίλιο του 2014 το Γραφείο Αστρονομίας και Ανάπτυξης έθεσε τη Wanda Diaz - Merced επικεφαλής του προγράμματος Astrosense, το οποίο είχε σκοπό να δημιουργήσει εργαλεία με τα οποία, είτε μέσω της αφής είτε μέσω των ήχων, θα μπορούσαν όλοι να έρθουν σε επαφή με την αστρονομία και τα δεδομένα της. Τα εργαλεία αυτά μπορούν να βρουν εφαρμογή τόσο στη βασική έρευνα όσο και στην εκπαίδευση. Μια από τις δραστηριότητες του προγράμματος είναι η χρήση 3d printers στη δημιουργία υλικού που θα αξιοποιείται στην απτική αναγνώριση αστρονομικών φαινομένων και οργάνων.

Η ανάπτυξη νέων οργάνων και τεχνικών στις επιστήμες έχουν οδηγήσει σε μια άνευ προηγουμένου επέκταση των αισθήσεών μας. Έχουμε αποκτήσει τη δυνατότητα να βλέπουμε φαινόμενα που αγνοούσαμε για αιώνες είτε επειδή ήταν αόρατα για τα μάτια μας είτε λόγω του μεγέθους τους. Πλέον μας δίνεται η δυνατότητα να επεκτείνουμε την προσβασιμότητα στις επιστήμες ατόμων με περιορισμούς στην όραση.

Η Wanda εξηγεί πώς μέσω της ηχοποίησης μπορούσε να είναι μια εξίσου παραγωγική επιστήμονας. Ο καθένας μπορεί να αναπτύξει στην πορεία της ζωής του μια αναπηρία, ωστόσο τεχνικές όπως η ηχοποίηση μπορούν να βοηθήσουν ώστε να μην χρειαστεί να αποκλειστεί κανείς από το αντικείμενο που αγαπάει. Είναι, όπως λέει και η ίδια, πολύ σημαντικό να είναι σε θέση να επιλέξει κάποιος το αντικείμενο που θέλει όχι βάσει των περιορισμών που του τίθενται, αλλά βάσει της επιθυμίας του. Επειδή είμαστε φύσει εξερευνητές, πρέπει η επιστήμη να είναι διαθέσιμη σε όλους.

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΓΝΩΜΕΣ

ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ

EDITORIAL

ΑΝΑΛΥΣΗ

SOCIAL