表达了整个宇宙的“可视化音乐”

最近缺乏高级趣味，趁着元旦放假打算出门陶冶下情操。

就去找了玩音乐的朋友，来到他们工作室，惊呆了，地上满是桶桶罐罐，走过去，发现装着的又是沙子又是水貌似还有油。

“你们打算在万圣节一把火烧了工作室吗？我觉得行为艺术还是蛮酷的。“

“没文化，真可怕，我们打算做cymatics实验。”

“那是什么洋玩意？”

“给你看个小视频就知道了，过来看看。”

“不早说，小视频什么的我最喜欢了。”

看完之后，简直和吮指鸡块一样回味无穷，就拿过来和大家分享了。

话不多说，先上视频。

一不小心，就在朋友那边呆了一下午，也就看了十多遍而已，还好还好。

Cymatics

总而言之，这MV里面有水、铁磁流体和特斯拉线圈......

回家之后，作为一个求知欲旺盛的理工男，就在网上扒了很多资料进行研究思考，我先讲讲这部视频的一些周边，方便大家对他有个初步的印象。

1.名词介绍：

Cymatics：词汇来源于希腊，κῦμα，意思是“波”，是一个模态振动现象，中文亦称为音流学，就是研究与物理形态有关的振动现象，这种物理形态产生于某种特殊的传导体发出的声波的相互作用。

2.视频介绍：

本片是一部通过音流学（Cymatics）原理进行音乐创作的短片，一个关于声音的科学实验，水、火、电、沙等在声音震动下展现不同的视觉效果。

Nigel Stanford根据音流学现场实验，进行音乐创作完成了这部真正意义上将乐声视效化的音乐短片。

在实验中，用了许多的素材，白色粉末、火、水、油质、扑克牌还有电，我们看到它们在实验者的操控之下，跟着音乐不停地变幻，只觉得神奇，在声音的震动下，粉末变成了很多不一样的图腾，直流的水卷曲，火像在跳舞……

一切看起来很不可思议，音乐不止是好听的，也是好看的。

视频的拍摄场地设在纽约，2013年12月开机拍摄，由于特殊的拍摄时间，拍摄现场使用了一台超大的放行柔光灯来辅助灯光效果。

Nigel Stanford和他的团队进行的第一个实验，是克拉尼金属板实验，通过扬声器联合金属板，观察细沙在金属板上的形状。音频每毫秒的变化非常迅速，在调整选择好频率之后，因此最终决定选择四个频率（657Hz, 1565Hz, 932Hz, 3592Hz），用简单的合成技术进行音效的混合。

《CYMATICS: Science Vs. Music》之所以与众不同的一个主要原因是，相较于其他根据现有音乐完成的音流学视频，本片是在视频最后完成后，音乐作品才出炉。是实实在在的环境音乐作品。Nigel Stanford早在1999年在观看了一部讲述“通感”（Synesthesia）的纪录片后就萌生创作这段短片的想法，2013年在与自己的朋友也就是本片的导演 Shahir Daud沟通后，二人从当年的7月开始着手素材搜集，最终带来了这部炫酷的视频。

3.主人公介绍

Nigel stanford又叫John Stanford，是一位来自新西兰的氛围音乐家，现居美国纽约。他受过正规的音乐教育，最初学习钢琴和吉他而后进入新西兰维多利亚大学学习音乐。尽管他将太空音乐作为自己的目标但仍坦诚地相信现代流行文化对他的创作构成重要的影响，其中既有Beatles也有Hard Rock当然对他影响最大的则是Robert Miles。

这首歌来自于专辑《Solar Echoes》,是他2014年最新发行的作品，包括了他的首张个人专辑《Deep Space》中的所有曲目（进过了重新编排与制作），以及一些新作品。这个视频在Youtube上获得了超过200万的点击量。这首MV因其蕴含的科技元素而备受关注。Nigel Stanford尝试将各种科学器材与乐器结合在一起进行创作，水、铁磁流体、等离子球、特斯拉线圈等东西都成为他创作时的道具，Nigel Stanford通过对声音频率的控制来创作。

背景大概就这些，然后经过我两天艰苦卓绝废寝忘食的研究，包括对宇宙学、哲学、禅学、物理学、历史学、心理学和人物传记的深入思考，写作的过程异常凶残，一度怀疑自己的智商，到了最后发现这个“看得见的音乐”背后竟然暗藏天机，简直妙不可言。

“看得见的音乐”是个洋玩意儿，叫做Cymatics，中文叫做音流学，也是今天要分析的核心学科，为了显示鄙人高潮的洋文水平，下文统一用洋文Cymatics.

一.实验音乐

首先呢，Cymatics属于实验音乐的范畴，我们通常所理解的音乐，无论是浪漫派、古典派或是非学院派的民族音乐，无一不在“表达”某种情绪或是信仰，换言之，作曲家的“自我”是在场的；而实验音乐意在追求一种高度纯粹的、不负载任何意义的聆听。

比如森林中的鸟兽鱼虫所发出的声音，比如电脑音乐家制作的“听程式逻辑在跑的声音”，甚至像长沙这个城市里某个路段的录音，在实验音乐人看来，其本质都是对声音的最高礼拜。

“让声音自己说话”是实验音乐与一切传统音乐的最大不同。

嗯，没错，这是一种“懒得自己表达”的音乐形式，试图还原声音的本质，很纯粹的，应该只有那些单纯如我的人才能玩的飞起。

视频中男主的这波操作是可以给满分的，除此之外单纯论音乐的话也无可厚非，是一首非常好的电音作品。

二.理论起源

Cymatics由对共振的观察开始，由科学艺术路路通达芬奇、物理书上的高频人物伽利略和把弹簧玩出花的胡克开始研究，然后由德国声学之父克拉德尼所进行实验，他是个深耕振动板的科学家。

他创造了一个以金属板为基础的实验，将沙覆盖于其上，然后用弓使它振动，创造出举世闻名的Chaldni图形。

Chaldni图形

而下一位探索这个领域的是1970年代一位叫做汉斯杰尼的绅士，而Cymatics这个名词就是由他创造的。

之所以叫他绅士，那是因为除了是一位自然科学家以外他还是一名医生，特别是他的着装非常得体，如下图，衬衣、领带和西装的颜色是非常搭的，这一点已经甩了80%的地球人，再看他的袖口，白衬衣是稍稍长于西装的袖子的，恰到好处，非常贴身，这里已经领先于98.888%的人类了。

三.实验原理

Cymatics是使声音形象化的过程，基本上借由沙、水、电等媒介的振动来达成，通过声音源使媒介产生振动，从而生成各种图形，最出名的便是刚才说到的Chaldni图形，但随着科学家的探索，有更多奇幻图案问世。

四.理论发展

十九世纪初，德国物理学家克拉德尼第一次实施了这个试验之后开始用琴弓拉小提琴，结果这些细沙自动排列成不同的美丽图案，并随着琴弦拉出的曲调不同和频率的不断增加，图案也不断变幻和越趋复杂。

这种技术后来经过上文那位会穿衣的绅士科学家汉斯·杰尼等人的不断完善，就逐步形成了音流学，即通过不同频率的声波振动水、细沙、油或其他传播介质，就能得到各种物质的声波振动几何图案的学科。

他们也声称这个实验从侧面证实了万物波动理论的正确性。

万物波动理论学派认为所有的物质都是振动的波形成的，波可以创造形态。

更为有趣的是每种振动波都有其唯一相对应的波形图案，随着音波的频率提高，波所展示的物理图案也越复杂，图案表现出了异常高的复杂性。

这复杂性也是科学研究的难点，样本数据实在是太丰富了，加上科学本来就是归纳性的学科，徒增了不少工作量。

换句话说，当波的频率变化，波所产生的物理图案也会变化；如果波的频率变回来，物理图案也会变回来。

这时科学家才发现它所包含的真正玄机：

物质振动会产生各种谐波，随着时间的流逝，最终产生了各种有规律的宇宙结构。

五.科学价值

Cymatics简直就是一个充满魔法的工具， 是我们发现隐藏宇宙的眼镜。

通过不同的声音特征，我们可以慢慢揭开宇宙中不可见物质的面纱。

相当于换个角度来去看待整个宇宙，对于科学预测探索领域有着重要作用。

注意了，关键就在这里，换句话说，Cymatics所呈现的形状大部分都是宇宙中人类所了解的物质形态，但是还有很多形状也是人类闻所未闻的，可能代表着遥远过去的物种，也有可能代表当今宇宙那些未解之谜，当然还有可能揭示着宇宙未来将会出现的物质形态。

对了，或许还是我们宇宙中友好的外星朋友们的自拍照。

雪花的图案 由贝多芬第九交响曲形成的精美图案 海星图案

这些或多或少都是已知的图像，但随着研究的深入，越来越多奇形怪状浮出水面，且很多都与宇宙结构相关。

这是什么gui 这个又是什么gui，外星人自拍照？ 这些TM都是什么gui，已报警！

这些形状的未知之谜也正是诸多科学狂人为之付出努力的核心动机，前赴后继的研究这些美得令人心醉的形状到底是出现在宇宙里面的什么鬼地方的。

毕竟谁都对未知宇宙抱有无限的好奇心，就像你走在街上总要超过走在你前面的妹子然后扭头瞧一眼看看她美丽的脸庞，当然有时并不美丽。

据可靠的小道消息，外国已经出现大量民间组织开始研究这玩意了，但我国表示城会玩，还没有什么动静，这么说来我好像还是个Cymatics的布道者。

比如德国的sonic water团队，带来一段美爆了的视频：

SONIC WATER

他们在柏林的实验室很有科技感 他们的实验装置 实验台全貌，这明显是搞音乐的好吗 这群骚年在实验室里面完成了宇宙大爆炸 城会玩，请问你们还招人吗？

做个试验还那么美，搞得我都想去做研究了。

好，不YY了，继续严肃思考状。

六.现实应用

在海洋学中， 通过观察海豚发射的声纳波图案， 我们发现实际上海豚语言的词典正在增加。

在不远的将来，我们能够更加深刻地理解海豚间到底是如何沟通的。

海豚声呐

以此类推，我们以后能理解更多物种之间的沟通方式，了解原理之后发明个转译器和你的宠物狗交流将不再是梦。

在教育领域中， 外国的在校小学生使用的Cymatics设备能够通过跟踪手的位置， 控制并移动Cymatic图案， 以及对手势做出的反应，从而更好地激发学生的创造力及对图形的认知能力。

在艺术领域中，我们也可以将Cymatics看做美丽的自然艺术形式，领略这个美妙而又未知的世界。

土豪金色的花朵 美妙的数学分形图 细胞分裂图（密集恐惧症患者不宜看太久）

毕竟这些美妙的对称图案真的是最天然的音乐衍生品，还自带神秘属性。

七.一些猜想

屏住呼吸，终于到了高光时刻了。

有些专业术语晦涩难懂，本文末尾将会有清新可人的注释加深烧脑程度。

1.这个实验是否反映了弦理论？

弦理论是理论物理的一个分支学科。

弦论的一个基本观点是，自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子，而是很小很小的线状的“弦”（包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦）。

弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子。

弦论中的弦尺度非常小，但操控它们性质的基本原理预言，存在着几种尺度较大的薄膜[1]状物体，后者被简称为“膜”。

直观的说，我们所处的宇宙空间可能是10维时空[2]中的D-3膜[3]。 弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种基本力[4]统一起来的理论。

弦理论认为，空间有三个展开维，即长、宽、高，以及六个卷缩维[5]，蜷缩在普朗克长度[6]的空间上。

弦则缠绕或依附在这样的空间维度上，在各个方向上振动，根据卷缩维的维度不同，弦的长度不同，形状不同，产生各种各样的缠绕能和振动能，从而形成各种性质的点状粒子与力，粒子拼合成不同的物质，在力的作用下，最后构成恢弘的宇宙。

虽然这个Cymatics实验采用的是沙、水、油等这些宏观物质，而这些宏观物质通过振动产生了宇宙中现存物质的不同形态，宏观物质都是由微观物质构成的，根据自相似性，我推测这种实验也在一定程度上也验证了超弦理论的正确性。

说白了，这个理论认为整个宇宙都是由弦及其各种运动而产生的。

2.关于宇宙的形成，它们能够表明什么？

从声音可以产生图案出现这个特性可以知道声音影响并形成了很多新事物。

如果看的远一些，考虑一下宇宙形成时， 宇宙形成时的声音是什么样呢？

考虑到此，或许宇宙的Cymatics 也同样影响了宇宙形成的过程。

3.能否看成是人的意念的外在表现形式？

所有的物质都是振动的波形成的，声波创造形态，Cymatics实验表明，振动频率越高，图案越复杂、越美丽，特别是那些世界名曲形成的图案更是一绝。

每一个意念都扩散出强烈的信息波，这所有的意念形成了环绕我们的整个世界。

每一个不同的意念，都以不同的频率扩散。

还有个实验叫做水结晶实验（不同的意念得到不同的水分子结晶图案），越正面的意念，图案越漂亮，而负面的意念则产生丑陋的图案。

这个特性或许可以用来辅助心理学家或者警察分辨人的喜怒哀乐，毕竟还是很多人把感情藏在心里的。

总之，这段“看得见的音乐”里面藏了一片雪花，藏了一群生物，甚至还藏了整个宇宙！

语毕，脑子烧的差不多了，毕竟鄙人只有小学文化水平。

写此文纯粹兴趣使然，权当科普，如有错误，欢迎指出，如果属实，请你吃糖。

接下来则是精彩的注释环节，10维时空的概念比较抽象，我尽量多用一些比喻。

注释：

[1]：薄膜：源自膜理论，认为人们直接观测所及的好似无边的宇宙是十维时空中的一个四维超曲面，就象薄薄的一层膜，当然这里的四维指的是针对宇宙这个参照物，是弦理论的扩充。

[2]：10维时空：一二三维相信大家都已经知道了，其他维度的话我用浅显的话语解释一下。

4维：在3维上加上时间观念，我们的眼睛看到的是3维的世界，但如果有一种生物看得一个人由出生到死亡的一生，那么3维下的时间对它而言就不是时间了，3维的时间对此生物而言相当于是几何上的第四个维度。这个生物会看到一条波动着的D-4长蛇，一条纪录着一个人由出生到死亡的长蛇。

5维：平行选择，一个人的一生中有无数的选择。我们常说，如果当时我能怎么样，现在我就可以如何如何了。是的，5维就是把这所有可能的选择给包容进来。因此，从思维的长线上分离出无数条线 (选择)，就构成了第5维。

6维：跳跃，6维能让5维空间中的点自由跳跃自有串联。因此，如果一个3维世界的人对现在的生活不满意，则他能够自由的变成5维空间中任何一个他所满意的位置。

7维：我们把这个概念从人的一生放大到宇宙的一生，宇宙经历长时间的发展变化构成一条巨蛇，就是七维。

8维：依旧是平行选择，从7维的线上分离出来的线，构成第8维。更精确地说，就是各种不同的初始条件下形成的宇宙所组成的集合。这就有点类似平行宇宙的说法了。

9维：跳跃，是第8维空间内的点跳跃，因此到了第9维的空间，我们已经能够自由穿梭在任何一个宇宙的任何一个时间点的任何一个3度空间了。

10维：在第10维，我们将所有可能的宇宙中的所有的时间下的所有的3度空间（就是包含了上述的长蛇、平行选择以及跳跃的3种状态）看作一个集合，这个集合已经包含了一切了。

[3]：D-3膜：在弦论中，D-膜是一种物体可以让开弦的端点以狄利克雷边界条件固定的地方，D-膜通常以它的维度作分类，可以在D后面加入维度数做表示，如D-0膜是一个点，D1-膜是一条线(有时又称作D-线)，D-2是平面，D-3就是空间。

[4]：四种基本力：引力、电磁力、强力和弱力。

[5]：卷缩维：我们宇宙的空间结构既有延展的维，也有卷缩的维，既卷缩维。

举一个水管的例子。我们知道，水管的表面是二维的，但是当我们从远处看它时，它却像是一维的直线。这是为什么呢？原来，水管的那两维很不一样，沿着管子伸展方向的一维很长，容易看到；而容易绕着管子的那一个圆圈维很短，“卷缩起来了”，不容易发现。你必须走近水管，才能看清绕着圆圈的那一维。

这个例子表明了空间维度的一个微妙而又重要的特征：空间维有两种。它可能很大延伸得很远，能直接显露出来；它也可能很小，卷缩了，很难看出来。水管比较粗大，绕着管子的那一维很容易就看到，假如管子很细，像一根头发丝或毛细管那样细，要看那卷缩的维可就不那么容易了。

[6]：普朗克长度：即10^-33厘米。