Første kvantemusikkomposition afsløret

Et af kendetegnene ved det 20. århundredes kunst er dets stigende abstraktionsniveau fra kubisme og surrealisme i de tidlige år til abstrakt ekspressionisme og matematisk fotografi senere. Så et interessant spørgsmål er, hvilke yderligere abstraktioner vi kan se frem til i det 21. århundrede?

I dag får vi et svar takket være arbejdet af Karl Svozil, en teoretisk fysiker ved University of Technology i Wien og hans ven Volkmar Putz. Disse fyre har kortlagt en måde at repræsentere musik på ved hjælp af kvanteteoriens mærkelige træk. Den resulterende kunst er kvanteækvivalenten til musik og demonstrerer mange af kvanteverdenens bizarre egenskaber.

Svozil og Putz begynder med at diskutere, hvordan det kunne være muligt at repræsentere en tone eller oktav af noder i kvanteform og ved at udvikle de matematiske værktøjer til at håndtere kvantemusik.

De begynder med at tænke på de syv toner i en kvanteoktav som uafhængige hændelser, hvis sandsynligheder summer op til én. I dette scenarie kan kvantemusik repræsenteres af en matematisk struktur kendt som et syvdimensionelt Hilbert-rum.

En ren kvantemusikalsk tilstand ville så bestå af en lineær kombination af de syv toner med en specifik sandsynlighed forbundet med hver. Og en kvantemelodi ville være udviklingen af ​​en sådan tilstand over tid.

Et publikum, der lytter til sådan en melodi, ville få en bizar oplevelse. I den klassiske verden hører hvert medlem af publikum den samme rækkefølge af noder. Men når en kvantemusikalsk tilstand observeres, kan den kollapse til en hvilken som helst af de toner, der udgør den. Den tone, der dannes, er helt tilfældig, men sandsynligheden for, at den opstår, afhænger af den præcise lineære sammensætning af tilstanden.

Og da denne proces er tilfældig for alle observatører, vil den resulterende note ikke være den samme for hvert medlem af publikum.

Svozil og Puz kalder denne kvanteparallel musikalsk gengivelse. Et klassisk publikum kan opfatte en og samme kvantemusikalske komposition meget forskelligt, siger de.

Som et eksempel beskriver de egenskaberne ved en kvantesammensætning skabt ved hjælp af to toner: C og G. De viser, hvordan en lytter i ét tilfælde kan opfatte en node som et C i 64 procent af tilfældene og som et G i 36 procent af tilfældene .

De fortsætter med at vise, hvordan en kvantemelodi med to toner fører til fire mulige udfald: et C efterfulgt af et G, et G efterfulgt af et C, et C efterfulgt af et C, og G efterfulgt af et G. Og de beregner sandsynligheden for, at en lytter oplever disse under en given forestilling. Derved kan én enkelt kvantekomposition manifestere sig under lytning på vidt forskellige måder, siger Svozil og Putz. Dette er verdens første beskrivelse af en kvantemelodi.

Forskerne fortsætter med at diskutere det mærkelige kvantefænomen sammenfiltring i musiksammenhæng. Entanglement er den dybe forbindelse mellem kvanteobjekter, der deler den samme eksistens, selvom de kan være i forskellige dele af universet. Så en måling på den ene påvirker straks den anden, uanset afstanden mellem dem.

Præcis hvilken form dette kan tage i den kvantemusikalske verden er ikke klart. Men det åbner udsigten til, at et publikum lytter til en kvantemelodi i en del af universet og påvirker en kvantemelodi i en anden del.

Svozil og Putz prøver også at udvikle en notation for kvantemusik (se billedet ovenfor).

Det tager den musikalske komposition til et nyt abstraktionsniveau. Dette giver muligheder for aleatorik i musik langt ud over de klassiske aleatoriske metoder af John Cage og hans allierede, siger de.

Der er dog et åbenlyst problem. Ingen ved, hvordan man skaber kvantemusik, eller hvordan et menneske kan opleve det. Svozil og Putz' arbejde er fuldstændig teoretisk.

Det burde ikke forhindre forfatterne eller nogen anden i at udføre en kvantemusikalsk komposition. Det burde være ligetil at simulere effekten ved hjælp af en almindelig computer og et sæt hovedtelefoner. Så i stedet for kvantemusik kunne vi opleve en kvantemusiksimulering.

Det er interessant arbejde, der også har betydning for andre kunstformer. Hvad med kvanteskulptur, der ændrer sig for hver iagttager eller en kvantemobil, der er viklet ind i en anden et andet sted i universet.

En ting synes klar. Kvantekunst kommer, eller i det mindste simuleringen af ​​den. Så bliv ikke overrasket, hvis du snart finder en kvantemelodi, der spiller i et auditorium i nærheden af ​​dig.

Ref: arxiv.org/abs/1503.09045 : Kvantemusik

skjule