同期するメトロノーム

10月5日(日)

こんな実験をご存じでしょうか?
64個のメトロノームをバラバラに動かし始めるのですが…


http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4ti3d3ls5Zg

各メトロノームが刻むテンポは同じ速度に設定されていますが、動かすときは二人がかりで1つ1つをバラバラに動かしていきます。なのに…!!!


自然界の同期現象…

自然界には「同期現象」というのが色々ありますね。
われわれヒトの血流も、心臓の動きだけで全身に脈が生じているのではなく、身体全体に張りめぐらされた静脈のところどころにある脈が心臓の動きに同期することで全身に同時に強い脈が生まれ血液が運ばれます。また臓器も脈に同期することで身体のリズムが保たれていると言います。

シンガポールに生息するある種のホタルは、木にたくさんのオスが集まって初めはバラバラに光っていますが、しだいに光る周期が合ってきて、1本の木、あるいはマングローブ一帯がまるでストロボ光線を発するかのように一斉に光ると言います。
私はテレビ番組で見ただけで残念ながら生では見ていませんが、なんと幻想的な光景でしょう。

A4DBA4BFA4EB.jpg 観光サイトより


コンサートホールで、何千人もの観客の拍手の中で、誰からとなくアンコールを要求する「パン・パン・パン・パン…」と少し間隔をあけた拍手が聞こえると自然と全員が合ってきてひとつになります。何らかの刺激に反応して、みなが無意識のうちに合わせあうことで起こる同期でしょう。

でも、こうした何らかの刺激に反応する感覚や意思を持った生命体ならばともかく、感覚も意思も持たない機械が同期するのはなぜなんでしょう…?


同じ振幅による「共振」

先ほどのメトロノームの実験に関していえば、64個のメトロノームをもし「床」に置いたらおそらくこういうことは起こらないんじゃないでしょうか?

この実験では、床ではなく白いボード上に置かれていて、後ろの両サイドに黒い柱が見えていますが、ボードは完全にガッチリ固定されておらず、多少左右に揺れるようになっているようですね。

先ほどの動画の中ほど(=スタートから1分を経過したあたり)をもう一度よく見てください。
たまたまほぼ同時に振れているいくつかのメトロノームの重心移動がボードに伝わり、ボード全体がわずかながら左右に揺れ始め、そのボード全体の揺れが他のメトロノームにも伝わってしだいにタイミングが合ってくるように見えます。

中学校の理科や高校の物理の実験でありましたが、宙に貼った糸または木の棒に、同じ長さの糸で吊るされた重りを複数ぶら下げ、ひとつを揺らしてやると全体が揺れ始める…そう「共振」の原理です!

この実験ではおそらく1分間に138ぐらいを刻むテンポでしょうか、すべてのメトロノームの重りが同じ位置に設定されていて、その往復の周期とボード全体の横揺れの周期がちょうど一致しているため、このような共振が起きるのでしょう。

メトロノームたちがあたかも意思をもった生き物のように、全員仲良く一緒のリズムを刻み始めます。それこそアンコールを要求する客席の拍手みたいですね。

でも左から4列目の列(青)の向こうから2つ目のメトロノームは、いったん同じ周期に合うかに見えますが、しばらくすると他と違う動きにずれていってしまいます。
おそらく、はじめに設定した重りの位置が微妙に他と違っていたか、機械内部の不具合かによる誤差が共振できる範囲を超えてしまっているのでしょうね。


共振の恐ろしさ

64個ものメトロノームが全員一緒にリズムを刻む様子は愛らしいですが、これがもし自然災害の中で起こったら恐ろしいことが起こります。

かつてアメリカを襲ったハリケーンの強風によって、ワシントン州にある巨大な吊り橋(タコマナロー橋)で共振が起きてしまい、橋全体が大きく揺れてついに崩れ落ちるという災害があり、その貴重な映像が残っています。

1840年、Tacoma Bridge

http://www.youtube.com/watch?v=HA2nBIlZjzI&feature=player_detailpage

橋の設計者の間ではとても有名な出来事で、日本の本州と九州にかかる若戸大橋や本四架橋、東京のレインボーブリッジや横浜のベイブリッジなどのつり橋の設計では、「共振」が起きない設計がなされているそうです。

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プロフィール

高木 章

Author:高木 章
アマチュアの打楽器奏者です。

某放送局関連に勤務しながら長年趣味で続けてきた音楽活動。あるご縁から、障がいのある方たちとも音楽を通じてのバリアフリーを、また東日本大震災以降は「がんばろう日本」…そんな活動を続けています。

単に自分が音楽が好きだから演奏したいだけでなく、「音楽の力」で「せめて自分にできることを」!

50代半ばにして勤め帰りに学校に通い「音楽療法」を学びました。

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