Η ΑΞΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ ΣΤΙΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ
Η κατανόηση των φυσικών φαινομένων είναι μία χρονοβόρα διαδικασία. Σε αυτή συμμετέχουν οι επιστήμονες, οι οποίοι τοποθετούν έκαστος το δικό του λιθαράκι. Την διαφορά την κάνουν εκείνοι, οι οποίοι συνδυάζοντας διορατικότητα, ικανότητα και τύχη χρησιμοποιούν τις πρότερες προσπάθειες για να χτίσουν νέες γνώσεις, οι οποίες κυοφορούν πλειάδες εφαρμογών για το παρόν και το μέλλον.
Σε αυτή τη ΄΄σκυταλοδρομία΄΄ της γνώσης εξίσου, σημαντικό ρόλο κατέχουν και οι δάσκαλοι, οι οποίοι θα μεταβιβάσουν την αποκτηθείσα γνώση με τις κατάλληλες τεχνικές, τεχνάσματα και εργαλεία.
Ένα από αυτά τα εργαλεία είναι οι αναλογίες. Μέσω των αναλογιών εκφάνσεις της ζωής συνδέονται με το προς μελέτη αντικείμενο. Η εφαρμογή αναλογιών ως εργαλείο μεταβίβασης της γνώσης καθίσταται ακόμη σημαντικότερη σε φαινόμενα, τα οποία δεν γίνονται συνήθως αντιληπτά από τις αισθήσεις μας όπως είναι ο ηλεκτρομαγνητισμός, αλλά και τα χημικά φαινόμενα, ειδικότερα σε μικροσκοπικό επίπεδο.
Στόχος αυτού του άρθρου είναι να επιδείξει ορισμένες αναλογίες ανάμεσα στην τέχνη της Μουσικής και στην επιστήμη της Χημείας. Η παρουσίαση, αλλά και η χρήση των αναλογιών δεν αποσκοπεί στην ακριβέστερη δυνατή κατανόηση των Χημικών φαινομένων, αλλά στην παράθεση σκέψεων γύρω από τα φαινόμενα, για τον ερεθισμό του ενδιαφέροντος του δέκτη, αλλά και για την διευκόλυνση του στην απόκτηση της γνώσης. Ως τέτοια εργαλεία, σαφώς η χρήση τους πρέπει να λαμβάνει χώρα με ιδιαίτερη προσοχή καθώς σε αρκετές περιπτώσεις είναι λεπτό το όριο που μπορεί να ξεπεραστεί οδηγώντας σε παρερμηνείες σε σχέση με τα φαινόμενα.
ΟΙ ΔΟΜΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ
Οι δομικές μονάδες της ύλης παρουσιάζουν μια ιεραρχική οργάνωση βαδίζοντας από τις απλότερες στις συνθετότερες. Η συζήτηση σχετικά με το ποιά είναι η θεμελιώδης δομική μονάδα μπορεί να οδηγήσει σε ατέρμονες αναζητήσεις που εμπεριέχουν και φιλοσοφικό ενδιαφέρον. Η διαδεδομένη άποψη, η οποία έχει και τις ρίζες της στην αρχαία ελληνική σκέψη περιγράφει το άτομο ως τη θεμελιώδη δομική μονάδα της ύλης. Οι αρχαίοι φιλόσοφοι δεν είχαν προφανώς κατά νου την σύγχρονη έννοια του ατόμου, όπως αυτή έχει διαμορφωθεί μέσα από σύγχρονες πειραματικές διαδικασίες. Η έννοια του ατόμου ταυτίζοταν με την ετυμολογία της λέξης (α-τομή – Αυτός που δε τέμνεται περαιτέρω). Σήμερα έρευνες διεξάγονται σε διάφορα μέρη του κόσμου, όπου ανιχνεύονται και μελετώνται υποατομικά σωματίδια, για τα οποία μπορούμε να υποθέσουμε ότι αποτελούνται με τη σειρά τους από κατώτερες στην ΄΄ιεραρχία΄΄ δομικές μονάδες κοκ. Αποφεύγοντας αυτόν τον επιστημονικό και φιλοσοφικό σκόπελο μπορούμε να συμβιβαστούμε με την ιδέα πως στην επιστήμη της Χημείας τα άτομα αποτελούν τις δομικές μονάδες της ύλης. Τα άτομα συνίστανται από τα σωματίδια του πυρήνα (πρωτόνια, νετρόνια) και από τα περιφερόμενα σε μη καθορισμένες τροχιές σωματίδια γνωστά ως ηλεκτρόνια. Η ένωση των ατόμων μέσω των δεσμών δημιουργεί μόρια, τα οποία με τη σειρά τους ενώνονται δημιουργώντας συγκροτήματα μορίων, υπερμόρια κ.ο.κ.
Αν αντιπαραβάλλουμε ένα χημικό ΄΄προϊόν΄΄ με ένα μουσικό ΄΄προϊόν΄΄ είναι εμφανής η αναλογία ως προς την ύπαρξη ιεραρχίας δομικών μονάδων. Σε ένα μουσικό ΄΄προϊόν΄΄, η βασική δομική μονάδα είναι ο μουσικός φθόγγος (νότα). Ο μουσικός φθόγγος αντιστοιχεί σε ένα ακουστικό κύμα με συγκεκριμένη συχνότητα (το οποίο γεννήθηκε από μία μηχανική ή ηλεκτρική ταλάντωση αντίστοιχης συχνότητας) και ο οποίος συλλαμβάνεται από τον εγκέφαλο μας ως ηχητικό ερέθισμα. Μία ομάδα από νότες μπορεί να δημιουργήσει ένα μουσικό μέτρο, μια ομάδα μουσικών μέτρων ένα μουσικό θέμα, μία ομάδα από μουσικά θέματα ένα ολόκληρο μουσικό δημιούργημα. Επομένως, αναλογικά ο μουσικός φθόγγος (νότα) αποτελεί το αντίστοιχο άτομο (άτμητο) των μουσικών δομών.
Η ΑΡΜΟΝΙΑ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΣΤΗ ΜΟΥΣΙΚΗ
Πώς συνενώνονται όμως οι δομικές μονάδες μεταξύ τους; Θα ήταν δυνατόν να υπάρξει ο κόσμος όπως τον γνωρίζουμε αν δεν υπήρχε κάποια προτίμηση μιας δομικής μονάδας ως προς κάποια άλλη; Θα μπορούσε η κάθε δομική μονάδα να είναι ΄΄αναποφάσιστη΄΄ ως προς το ποιά αντίστοιχη θα έπρεπε να προσεγγίσει; Σε αυτή την περίπτωση θα προέκυπτε μια συνεχής εναλλαγή ανάμεσα στις δομικές μονάδες χωρίς τη δυνατότητα ύπαρξης σταθερής δομής.
Ευτυχώς για εμάς και για το περιβάλλον, η δημιουργία των χημικών δομών δε στηρίζεται στη τύχη αλλά σε συγκεκριμένους κανόνες που ακόμη προσπαθούμε να κατανοήσουμε. Οι κανόνες για τη σύζευξη των δομικών μονάδων στηρίζονται κυρίως σε αυτά τα περιφερόμενα σωματίδια, τους δορυφόρους των πυρήνων (ηλεκτρόνια), την παρουσία των οποίων γύρω από τον πυρήνα αναφέρουμε ως ηλεκτρονιακό νέφος. Το αν δύο άτομα θα σμίξουν εξαρτάται από το πόσο ταιριαστά είναι τα ηλεκτρονικά νέφη κάθε ατόμου ή αλλιώς από το πόσο αρμονικά δένουν μεταξύ τους.
Η αρμονία όμως είναι ο κεντρικός πυρήνας και στη μουσική. Ο κάθε μουσικός φθόγγος έχει ένα χαρακτηριστικό προφίλ το οποίο δεν ταιριάζει με το αντίστοιχο όλων των υπολοίπων. Το ταίριασμα αυτό περιγράφεται από συγκεκριμένους μουσικούς κανόνες τους κανόνες αρμονίας.
Όπως και στις χημικές ενώσεις δε μπορεί να δημιουργηθεί ένωση ανάμεσα σε οποιαδήποτε άτομα, έτσι και στη μουσική κάποιοι φθόγγοι ΄΄αντιδρούν΄΄ – ταιριάζουν – μεταξύ τους και κάποιοι όχι. Αυτή η ανάπτυξη συμπάθειας (καθώς και αντιπάθειας) ανάμεσα σε διαφορετικούς φθόγγους είναι η αιτία που μας επιτρέπει να επενδύσουμε τις ζωές μας με την τέχνη της μουσικής.
Χημ(ουσ)ικά δρώμενα
Ο Μίμης Πλέσσας με το Jean-Marie Lehn.
H Χημεία πάντοτε αποτελούσε πηγή έμπνευσης στο χώρο της μουσικής όσον αφορά την ονοματοδοσία τραγουδιών, ονομάτων άλμπουμ αλλά και συγκροτημάτων όπως φαίνεται και στην παρακάτω εικόνα.
Στον Ελληνικό μουσικό χώρο το συγκρότημα Sigmatropic έχει ΄΄δανειστεί΄΄ το όνομά του από τις σιγματροπικές αντιδράσεις, οι οποίες αποτελούν ένα ιδιαίτερο κομμάτι των περικυκλικών αντιδράσεων στην Οργανική Χημεία.
Τέλος θα αναφερθούμε σε έναν από τους σπουδαιότερους καλλιτέχνες της Ελληνικής μουσικής, τον Μίμη Πλέσσα, ο οποίος είναι κάτοχος διδακτορικού διπλώματος Χημείας. Εξαιρετικό ενδιαφέρον παρουσιάζει πως το 2009 o νομπελίστας Χημικός και πρωτοπόρος της Υπερμοριακής Χημείας (Supramolecular Chemistry) καλεσμένος στο Πανεπιστήμιο της Πάτρας, προς το τέλος της διάλεξης του δήλωσε πως το νόμπελ του βασίστηκε στην μουσική χημεία του Δημήτρη Μίμη Πλέσσα και ειδικότερα στην εργασία του για τη φωσφορυλίωση των κερευροσιτών (1952, Πανεπιστήμιο Cornell). Το 2009 το Πανεπιστήμιο Πατρών ανακήρυξε το Μίμη Πλέσσα επίτιμο διδάκτορα.
ΜΟΥΣΙΚΗ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΗ ΕΚΦΡΑΣΗ
Η δυναμική στη Μουσική. Προσθέτουμε στον μουσικό αντιδραστήρα την απαραίτητη ποσότητα ήχου για να μεταδόσουμε το επιθυμητό συναισθηματικό προϊόν. Η αυξανόμενη/μειούμενη ένταση του ήχου πολλές φορές επιλέγεται να γίνεται σταδιακά (crescendo/decrescendo)
Σε μια χημική αντίδραση ενίοτε έχει ιδιαίτερη σημασία να προσθέτουμε τόση ποσότητα από ένα αντιδρών ώστε να είναι επαρκής για να αλληλεπιδράσει με ένα άλλο αντιδρών προκειμένου να δημουργηθεί το προϊόν της αντίδρασης. Αν ένα από τα δύο αντιδρώντα δε συμμετέχουν επαρκώς τότε η αντίδραση θα είναι ημιτελής. Φανταστείτε ένα διαγωνισμό χορού, όπου όλοι οι άρρενες χορευτές δεν έχουν επαρκή αριθμό θηλυκών ταιριών για να χορέψουν. Ο διαγωνισμός χορού θα πραγματοποιηθεί αλλά σε μικρότερη έκταση από την αρχική και προφανώς κάποιοι άρρενες χορευτές θα μείνουν άπραγοι (ημιτελής ολοκλήρωση αντίδρασης).
Ομοίως σε μία μουσική αντίδραση η ποσότητα είναι επίσης κάτι το οποίο διαδραματίζει σημαντικό ρόλο. Η δύναμη που ασκεί ένας μουσικός στη χορδή (εάν πρόκειται για έγχορδο) του οργάνου, μεταφράζεται σε μια ποσότητα αντιδρώντος φθόγγου που προστίθεται στο μουσικό αντιδραστήρα.
Συνήθως η ποσότητα του αντιδρώντος φθόγγου σχετίζεται με αυτό το μουσικό προϊόν που ονομάζεται έκφραση. Η ένταση με την οποία ακούγονται οι μουσικοί φθόγγοι μεταβάλλει τα συναισθήματα που μπορεί να μεταβιβάσει ένα μουσικό δημιούργημα. Συμπερασματικά ισχύει «ότι δεν αρκεί να προσθέσεις κάτι… αλλά πρέπει να ξέρεις και το πόσο θα προσθέσεις … για να προσεγγίσεις το επιθυμητό αποτέλεσμα». Το αποτέλεσμα στη μουσική είναι κάτι ιδιαίτερα εύπλαστο και απροσδιόριστο. Η μορφή του αλληλεπιδρά με την πολυπλοκότητα της ιδιοσυγκρασίας του εκάστοτε δέκτη.
ΣΥΝΘΕΤΟΤΗΤΑ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΣΤΗ ΜΟΥΣΙΚΗ
Η ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ HEISENBERG. ΕΝΑΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΘΕΜΕΛΙΟΥΣ ΛΙΘΟΥΣ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΚΑΙ ΣΤΗΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ.
Η εκμάθηση των αρχών της Χημείας στις διάφορες βαθμίδες της εκπαίδευσης περιλαμβάνει την κατανόηση περνώντας από τα απλοϊκά μοντέλα σε συνθετότερα και πιο δυσνόητα. Επί παραδείγματι, στην αρχή μαθαίνουμε πώς το άτομο αποτελείται από τον πυρήνα και τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από αυτόν σε τροχιές. Για την κατανόηση της παραπάνω θεωρίας χρησιμοποιείται και η αναλογία με το πλανητικό σύστημα (περιστροφή πλανητών γύρω από τον ήλιο), ώστε αυτή να σχηματοποιηθεί. Αργότερα, μαθαίνουμε πως οι τροχιές δεν είναι ακριβώς τροχιές όπως αυτές που έχουμε διδαχθεί στην κλασική φυσική. Τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από τον πυρήνα σε ακαθόριστες τροχιές, τις οποίες γνωρίζουμε περίπου και όχι επακριβώς. Στο τέλος, ερχόμαστε αντιμέτωποι με αναπάντεχες θεωρίες και αρχές όπως αυτή της αβεβαιότητας. Μπορούμε να γνωρίζουμε σχεδόν επακριβώς που βρίσκεται το ηλεκτρόνιο γύρω από τον πυρήνα μόνο όταν δεν γνωρίζουμε καθόλου την ορμή του, ενώ μπορούμε να γνωρίζουμε την ορμή του επακριβώς μόνο όταν δεν γνωρίζουμε καθόλου την θέση του.
Συμπερασματικά, ξεκινάμε την εκπαίδευση μας με την αίσθηση ότι γνωρίζουμε σχεδόν τα πάντα για τη βασική μονάδα της ύλης και ανεβαίνοντας βαθμίδες, οι αμφιβολίες αυξάνονται και τα πράγματα δεν φαντάζουν πια τόσο σαφή, σχηματοποιημένα και προσδιορισμένα όπως στις αρχικές βαθμίδες.
Αντίστοιχα, κατά την επαφή μας με τη θεωρία της μουσικής ακολουθείται μια αντίστοιχη πορεία. Πρώτα ερχόμαστε σε επαφή με την ομορφιά των 
μουσικών φαινομένων (μια ωραία μελωδία), η οποία θα κεντρίσει το ενδιαφέρον μας. Για να εμβαθύνουμε πέρα από την ομορφιά του φαινομένου αρχίζουμε με απλοϊκές εξηγήσεις. Επί παραδείγματι, η μουσική νότα /la/ αντιστοιχεί σε ένα ακουστικό κύμα συχνότητας 220Hz. Αργότερα όμως μαθαίνουμε πως το /la/ που παίζουμε στο πιάνο δεν είναι ακριβώς ένα απλό κύμα αλλά κάτι σαφώς πιο σύνθετο…και αυτό μας εξηγεί το γεγονός ότι το Λα στο πιάνο ακούγεται διαφορετικά από ότι το ίδιο Λα στο Βιολί ή το ίδιο /la/ στην κιθαρα κ.τ.λ. Με αυτό τον τρόπο εισερχόμαστε στην έννοια του ηχοχρώματος (timbre) και μαθαίνουμε πως όταν εκτελούμε μια νότα στο πιάνο (μέσω της πίεσης του πλήκτρου δηλαδή της χορδής…) δεν παράγεται μόνο ένα απλό ακουστικό κύμα με μια συχνότητα, αλλά ένα σύνθετο ακουστικό κύμα που αποτελεί την σύνθεση διάφορων συχνοτήτων (της βασικής μαζί με τις αρμονικές συχνότητες). Αν η μουσική ήταν η παραγωγή κυμάτων που αντιστοιχούν σε απλές συχνότητες θα ήταν πολύ βαρετή…ουσιαστικά δε θα υπήρχε…όπως και δε θα υπήρχε και ο υλικός κόσμος αρά και η μουσική…αν τα ηλεκτρόνια κινούνταν σε καθορισμένες τροχιές γύρω από τον πυρήνα.
ΟΙ ΜΟΥΣΙΚΕΣ ΟΚΤΑΒΕΣ ΤΟΥ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΥ ΠΙΝΑΚΑ
΄΄Ο Newlands, ιταλικής καταγωγής, γεννήθηκε στο Λονδίνο το 1837. Πολέμησε με το στρατό του Garibaldi στη Νάπολη, και με τον καιρό ξέφυγε από τη ρομαντική και ηρωϊκή δράση του ακολουθώντας καριέρα Χημικού μηχανικού σε ένα εργοστάσιο κατεργασίας ζάχαρης. Το 1864 ο εισηγήθηκε μία δισδιάστατη ταξινόμηση για τον περιοδικό πίνακα, τον ΄΄χάρτη΄΄ των Χημικών στοιχείων. Δυστυχώς, επέλεξε ασαφείς και αμφίβολους παραλληλισμούς με τη μουσική προκειμένου να παρουσιάσει τις παρατηρήσεις του. Πρόσεξε ότι σε μία μουσική κλίμακα, αρμονικές σχέσεις μεταξύ των στοιχείων παρουσιάζονται έπειτα από κάθε οκτώ βήματα. Έτσι, πρότεινε να ταξινομηθούν τα στοιχεία κατά οκτάδες και ως ένα βαθμό είχε δίκιο…Ωστόσο, ήταν πραγματικά ατυχές για τον Newlands το ότι επέλεξε την αναλογία με τη μουσική για να παρουσιάσει τις παρατηρήσεις του, διότι αντιμετώπισε το χλευασμό. Πώς μπορούσαν τα θεμέλια της φύσης να σχετίζονται με την αρμονία της μουσικής; Ήταν καταφανώς παράλογο! Διέκρινε ο Μότσαρτ χημικούς συνδυασμούς όταν συνέθετε; Παρασκεύαζε ο Χάυντν ελιξήρια για να γαληνεύει τ΄αφτιά; Γιατί δεν προσπαθεί ο κύριος Newlands να ταξινομήσει τα στοιχεία, ας πούμε, κατ΄αλφαβητική σειρά;…΄΄1
ΟΙ ΟΚΤΑΒΕΣ ΤΟΥ JOHN NEWLANDS. Η ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΟΥΣΙΚΗΣ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΟΔΗΓΕΙ ΣΤΟΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΠΙΝΑΚΑ.
Με τη βοήθεια της φαντασίας του και της παρατηρητικότητάς του, η οποία ενέπλεξε αναλογίες με τη μουσική ο Newlands κατάφερε να διακρίνει τις απαρχές του περιοδικού πίνακα, μίας δομής σαφέστατα πολυπλοκότερης απ΄ότι ο ίδιος είχε φανταστεί.
Η ιστορία του Newlands είναι ενδεικτική για την σημασία που μπορούν να έχουν οι αναλογίες στην επιστήμη. Προφανώς και οι αναλογίες του Newlands δεν ήταν ακριβείς και φάνταζαν εκείνη την εποχή παράλογες σαν δοξασίες. Το παράλογο (στα μάτια των πολλών) όμως των αναλογιών δεν εμπόδισε τον Newlands, παρά τo χλευασμό τον οποία δέχτηκε να θέσει τις απαρχές του περιοδικού πίνακα.
Η πλήρης αναγνώριση της προσφοράς του ήρθε σχεδόν 100 χρόνια μετά από την Royal Society of Chemistry όπου και τοποθετήθηκε τιμητική πλακέτα στον τόπο γεννήσεως του.
ΑΡΙΣΤΕΡΑ,ΟΙ ΟΚΤΑΒΕΣ ΤΟΥ NEWLANDS ΣΤΗΝ ΠΡΩΤΟΤΥΠΗ ΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ. ΔΕΞΙΑ ΑΠΟ ΤΟΝ ΧΛΕΥΑΣΜΟ ΣΤΗΝ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ (ΜΕΤΑ ΘΑΝΑΤΟ).
Βιβλιογραφία
