Werden Pilze oder Schwingungen die Welt retten?

Einem der meist gehassten und auch gefährlichsten Konzern der Welt – Monsanto – wird jetzt die Stirn geboten.

Monsanto kreierte „Agent Orange“, ein chemisches Herbizid, das nachgewiesenermaßen für zahlreiche Geburtsdefekte bei Säuglingen in Vietnam verantwortlich ist. Monsanto erschuf auch Pestizide wie Glyphosate, welches erst kürzlich von der WHO, der Weltgesundheitsorganisation, als krebserregend eingestuft wurde.

Trotzdem diese Informationen öffentlich zugänglich sind, essen viel zu viele Menschen noch genetisch verändertes Gemüse und Obst (GMO´s).
 pilzpesti
Nun gibt es einen Mann, den Pilzforscher (Mykologe) Paul Stamets, der alles verändern könnte. Er patentierte eine Technologie die sich „Smart Pestizides“ , zu deutsch „Intelligente Pestizide“ nennt. Diese organische Pestizide sind, Schätzungen zufolge, resistent gegen 200.000 Insektenarten. Zu verdanken haben die intelligenten Pestizide das ihren aktiven Inhaltsstoffen – Pilzen
pilzpestizid2

pilzpestizid

„Smart Pesticides“ benutzt insektenzerstörende Pilze, die so bearbeitet wurden, das sie keine Sporen produzieren. Der Pilz zieht die Insekten an und verwandelt diese dann in den Pilz und kommt den Planzen zugute.
Für Interessierte hier der Link zum Patent von Paul Stamets:
 
Es ist eine wirkliche Alternative zu chemischen Pestiziden. Aber wäre nicht der richtige Weg, Insektizide zu finden, die nicht töten, sondern nur abschrecken? Anstatt die Heuschrecke zu töten, wäre es nicht viel schöner, sie einfach nur davon abzuhalten (z.B. durch Geruch oder Schwingungen) den Weizen zu verspeisen.
Das wirkliche Problem sehe ich hier in dem Denken der Menschen, die etwas ausrotten wollen, weil Insekten ja so schlecht sind. Jahrzehntelang haben wir unser Obst und Gemüse besprüht mit Chemikalien, wir nennen sie Pestizide. Der Begriff suggeriert die Pest und damit eine Plage. Also suggeriert der begriff Pestizid, dass Insekten eine Plage sind. Und genau so hat sich die Menschheit auch global verhalten. Traurig, nun kriegen wir die Quittung: 80% Insektensterben weltweit.
Albert Einstein hat einst ausgerechnet, dass wenn es keine Bienen mehr auf der Welt geben würde, hätte die Erde noch 4 Jahre zu leben. Lassen wir uns lieber schnell was einfallen, was nicht vergiftet oder umbringt.
Wie wäre es mit Schwingungen und ResonanzWüssten wir welche Schwingungen für Grashüpfer und Co unangenehm sind, könnten wir damit unsere Felder beschallen. Niemand würde zu schaden kommen. Die Insekten nicht unnötig sterben.
Das bedarf natürlich jahrelanger Forschung, welche Insekten welche Frequenzen vermeiden und welche womöglich andere anziehen. Aber wüssten wir wirklich, welche Frequenzen Nutzinsekten lieben und Ungewollte vermeiden, wäre das wohl der heilige Gral der Landwirtschaft!
Besser wir fangen direkt an….

Nasale Resonanzen – Wie sprechen wir?

Die Macht der Sprache

Sprache ist ein mächtiges Tool, dessen wir uns alle bedienen. Ohne Kommunikation hätte sich unsere Gesellschaft nicht so weit entwickelt können. Unsere Zivilisation ist aufgebaut auf den Grundpfeilern der Sprache und der damit verbundenen Verständigung.

Aber wie genau funktioniert die Lautgebung beim Menschen?

 

lange nacht der forschung_n

Wir erzeugen Laute über nasale Resonanzen, der durch die Stimmbänder erzeugten Vibrationen im Kehlkopf.  Diese formten wir Menschen im Laufe der Evolution zur komplexen Sprache und auch zur Musik.

Ein besonders beeindruckendes Beispiel hierfür ist der  mehrstimmige Kehlkopfgesang, der explizit und durch langes Training gezielt die nasalen Resonanzen zur Stimmformung nutzt.

Akustische Komponenten menschlicher Lautäußerung sind Formanten. Diese werden in Vokale und Konsonanten unterteilt.

Formanten sind besonders verstärkte Frequenzbereiche, die durch den menschlichen Vokaltrakt individuell und geschlechtsspezifisch geformt werden: Sie entstehen, weil der Nasen- und Rachenraum als Resonator die vom Stimmapparat abgegebene Schalldruckwelle auf charakteristische Weise filtert, den Schall reflektiv sowie additiv überlagert und je nach Ausdehnung des anatomischen Schalltrichters verändert.

Entscheidend ist wie gut wir diese wahrnehmen können. Laut weltweiten Studien zufolge, haben Frauen ein besseres Hörvermögen als Männer und hören deshalb besser. Siehe auch Artikel: Frauen hören besser.

Das folgende animierte Gif dürfte dazu aufschlussreiche Grafiken bieten:

Nasale Resonanzen

tumblr_nl74soY4f41qg20oho1_500

Ferrofluide

Ferrofluide sind Flüssigkeiten, die extrem kleine magnetische Teilchen enthalten und auf Magnetfelder mit interessanten Verhalten reagieren! Bereits seit etwa 150 Jahren ist bekannt, dass man durch geschicktes Hinzufügen von Eisenteilchen Wasser magnetische Eigenschaften geben kann.

Aufgrund der Gravitation setzte sich aber dabei das Eisen nach kurzer Zeit ab. Um das zu verhindern, verringerte man die Teilchengröße, was aber ein unwiderrufliches Verklumpen der Teile zur Folge hatte.

Erst in den 60er Jahren konnte auch dieses Problem durch spezielle Zusammensetzung des Fluids beseitigt werden. Das erste Patent für ein Ferrofluid wurde 1965 von der NASA erteilt. In der frühen Entwicklung der Raumfahrt untersuchte die NASA die Möglichkeit Ferrofluid als flüssigen Raketentreibstoff unter Schwerelosigkeit mittels Magnetfelder zu transportieren.

Gerade die Vereinigung der Fähigkeiten von Flüssiglkeiten, jede erdenkbare Form anzunehmen zusammen mit den magnetischen Eigenschaften der zugesetzten Kleinstteile lassen eine Vielzahl von Anwendungen erahnen!

Ferrofluide sind bereits im technische Einsatz. Vorteilhafterweise können sie mit einem starken Permanentmagneten in einer bestimmten Position gehalten oder bewegt werden. Dieses ermöglicht eine vielfältige Anwendung. Sie befinden sich beispielsweise in Lautsprechern zwischen der Schwingspule und der Magnetanordnung und dämpfen die Schwingungen der Membran.

In anderen Anwendungen wie etwa Wellenantrieben übernehmen sie die Funktion flüssiger Dichtungen mit geringem Reibungswiderstand. Das Verhalten von Ferrofluiden ist superparamagnetisch, das bedeutend, ohne äußeres Magnetfeld sind die magnetischen Momente der einzelnen Partikel zufällig ausgerichtet. Nach außen hin zeigt das Ferrofluid keine Magnetisierung und verhält sich wie eine dicke Flüssigkeit. In Anwesenheit eines äußeren Magnetfeldes richten sich die einzelnen Teilchen sofort in Richtung der magnetischen Kraftlinien aus und es entstehen bizarre Formen, die nicht von dieser Welt zu sein scheinen.ferro klein

Akustische Levitation

Bei der akustischen Levitation, die u.a. bei der Weltraumforschung unter Einfluss der Mikrogravitation im All die Durchführung materialkundlicher Experimente ermöglicht, werden kleine Proben in den Druckknoten eines stehenden Ultraschallfeldes berührungslos positioniert. Es können mit der Ultraschalllevitation beispielsweise Styroporkügelchen oder Wassertropfen zum Schweben oder kleine Proben berührungsfrei und exakt in Position gebracht werden.

Stehende Ultraschallfelder können erzeugt werden, indem der meist kreisförmigen Ultraschallquelle ein Reflektor in einem Abstand der ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge gegenübergestellt wird, und sich so eine Stehende Welle bildet. Hier herrschen Gegenden großer Schallschnelle (Knoten) und Gegenden großer Drücke (Bäuche) vor. In den Knoten dieser Welle kann man nun kleine Gegenstände „einhängen“ und durch die strömungsmechanischen Effekte der hochfrequenten Luftbewegung kehren diese auch immer wieder in das Zentrum des Knotens zurück.

Die ESA und NASA nutze diesen Effekt technisch zum ersten Mal zur Untersuchung von Kristallbildung in der Mikrogravitation, denn durch das berührungslose Positionieren der Metallkügelchen und Schmelzen in einem Schutzglas konnte der Einfluss von Gefäßwänden eliminiert werden, wodurch eine ungehinderte Untersuchung der Kristallisation und Erstarrung der Materialien möglich ist.

Im Jahr 2006 gründetet sich aus dem Team iwb die Firma Zimmermann und Schilp Handlungstechnik Gmbh die erstmalig die Technik der Ultraschallluftlager kommerziell vermarktete. Ultraschallluftlager machen sich den sogenannten Nahfeldeffekt im Ultraschallfeld zu Nutze, der entsteht wenn ein Gegenstand sehr nahe an eine Ultraschallquelle heran gebracht wird. Der Nahfeldeffekt wurde bereits von Physikern Anfang des 20. Jahrhundert entdeckt, aber bisher nie technisch genutzt. Beim Ultraschallschweißen galt er sogar als Störeffekt, da er die Annäherung an das schweißende Bauteil erschwert. Nun ist es durch die kontinuierliche Entwicklungsarbeit am iwb als auch der neuen Firma möglich, Gegenstände mit wenigen Milimetern Kantenlänge über Halbleiter und Solarzellen bis hin zu 2,5 Meter großen Glasscheiben

Schweben zu lassen und damit exakt zu transportieren, zu lagern und zu greifen. Durch die Kombination des Nahfeldeffektes mit Vakuum ist es möglich, Bautteile auch von oben zu „greifen“ (levitieren), was gezielte Anwendung in der Mikrosystemtechnik findet.

 

Ultraschall bezeichnet den Frequenzbereich zwischen 16 kHz (obere Hörschwelle) und 1,6 GHz. Schall mit noch höherer Frequenz wird als Hyperschall bezeichnet. Ultraschall breitet sich in Flüssigkeiten bis zu einer bestimmten Intensität dämpfungsarm aus, von einem Grenzwert an kommt es jedoch zur Bildung von Dampfblasen (Kavitation) 2, die bei ihrem Zusammenfallen extrem hohe Drücke und Temperaturen hervorrufen können. In dem Druckminima der Ultraschallschwingung kommt es zur Kavitation, die durchaus mit ihren zerstörerischen Auswirkungen in der Technik ihre Anwendung findet (Ultraschallreinigung). Aber auch in der Medizin wird sich diess Phänomen der Blasenbildung für Untersuchungen und Behandlungen zu Nutze gemacht: Hier können in die Blutbahn injizierte Mikroblasen von außen mit Ultraschall angeregt werden. Denn aus den von ihnen reflektierten Schallwellen kann besser auf die Blutströmung geschlossen werden als lediglich durch Echos der Blutkörperchen. Durch stärkere Ultraschalleinstrahlung können die Blasen auch an definierten Stellen zum Kollabieren gebracht werden, so dass ihr Inhalt, etwa ein Medikament, lokal ausgeschüttet werden kann. Wir sehen also, dass gezielte Akustikanwendungen dem Menschen unglaublich förderlich sein können.

 

Aufmerksamkeit vor Wirksamkeit

Aufmerksamkeit vor Wirksamkeit.

Wenn solche Eigenschaften in einer Gesellschaft vorhanden sind, könnte man in Zukunft eine globale (Wellen-) Theorie von verborgenen Variablen aufstellen. Man müsste dann allerdings annehmen, dass die verschränkten Photonen konstant Informationen austauschen, damit die Messergebnisse erklärt werden können. Man muss dann vollständig mit den Paradigmen der klassischen Physik brechen. Die “Babyschuhe” haben wir uns mit der Quantenphysik und der Chaoforschung bereits angezogen und Laufen lernen wir gerade…(Ultrasonic Levitation, morphic resonance, fraktale Geometrie).

HIFU

Hoch Intensiver Fokussierter Ultraschall

 

Weltweit bekannt wurde der Einsatz von fokussierter Energie bereits durch die Stoßwellenlithotripsie. Die Therapie mit Ultraschallwellen findet – immerhin – schon weitreichende Anwendungsmöglichkeiten, sei es bei der Beschleunigung der Gewebstrukturregeneration (Bänderrisse, Sehnenscheidenentzündungen), der Prostatakrebstherapie oder bei der Zertrümmerung von Nierensteinen. Hier wird sich auch das Prinzip der Resonanz zu Nutze gemacht, indem man einen Nierenstein so lange mit Ultraschallwellen beschiesst, bis man die richtige Frequenz gefunden hat, die ihn letzendlich in kleine Bruchstücke zerplatzen lässt (Resonazkatastrophe). In vereinzelten Forschungen wurde durch HIFU auch das Gegenteil bewirkt und Knochenbrüche und Frakturen wurden wesentlich schneller geheilt 2. Musik spricht sämtliche Bereiche des Menschen an 3, Physiologische sowie Emotionale und aufs Bewusstsein AUCH noch. Wie wir hören und die Art wie der Schall in uns eindringt sind laut Hermann von Helmholtz entscheident: „Die Reaktion des Ohres ist der Schlüssel für die Psychologie der Musik. […] Stellen Sie sich vor, daß es physiologische Reaktionen auf musikalische Reize geben könnte, und zwar von ganz anderer Art als […] die psycho-emotionalen Wirkungen. Besonders dann, wenn wir Lautsprecher, Synthesizer und Verstärker als Instrumente für den Transport musikalischer Schwingungen in den menschlichen Körper benutzen, wird ein Kontakt zwischen der Musikquelle und dem Körper hergestellt. Es kann kein Zweifel darüber bestehen, daß die mechanischen Schallschwingungen allein den Körper derart anregen werden, daß keine Zelle dieses Körpers von den Schallwellen unberührt bleiben wird, die den ganzen Körper durchdringen und sich in ihm ausbreiten.” (1912).

Alleine, dass wir mit HIFU aktiv in den Heilungsprozess eingreifen können und die nicht unbedeutenden Eigenschaften von Wassser durch bestimmte Frequenzen codierte Informationen zu speichern, lassen erahnen wie wichtig es ist, zukünftig Musikforschung mit anderen Teilgebieten unserer Gesellschaft (wie u.a.Wirtschaft,Biologie,Medizin,Chemie,Physik,Astrophysik,Psychologie,….verschmelzen zu lassen!

Die Frequenz

f = 1/T, die definiert wird durch die Zahl von Ereignissen Δ N innerhalb eines wählbaren Zeitintervalls Δ t.

 

Dieses ist beliebig wählbar, ganz gleich ob man zählt 1 Schwingung in 20 ms, 50 Schwingungen in 1 s, 750 Schwingungenin 15 s oder 3000 Schwingungen in 1 min, die Frequenz ist in allen diesen Fällen dieselbe, nämlich 50 Hz.

(f = Δ N / Δ t)

Sinnvoll ist die Angabe einer Frequenz bei sich regelmäßig wiederholenden Ereignissen, also Ereignissen mit festem Zeitabstand voneinander (der Periodenoder Schwingungsdauer T). Die Einheit der Frequenz ist das Hertz (Hz), nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannt und definiert sich wie folgt:

1Hz = 1/s

Kaum einem ist bewusst was die Frequnez zu dem heutigen Entwicklungsstand der Menschheit beigetragen hat! Denn als Zeitintervall ist jede positive reelle Zahl möglich, dadurch ist die Frequenz eine stufenlose oder analoge Größe. Sie ist aber auch eine besonders leicht digital erfassbare Größe, weil Δ N durch Zählung bestimmt werden kann und dann als natürliche Zahl angegeben wird, wodurch ein gestufter oder digitaler Messwert entsteht, der unter anderem auch in der Digitalen Messtechnik seine Anwendung findet. Ohne die genaue Taktung von Prozessoren in MHz und Hz würde es keine so leistungsstarken Computer geben, die unsere heutigen, aufwendigen Rechenaufgaben erledigen würden und den Wissensstand unserer Gesellschaft kontinuierlich vorantreiben.

Im Anbruch des Zeitalters einer Omnipräsenz der halbleiterbasierten Mikroelektronik ist die Rolle des unter Stromfluss schwingenden Qaurzkristalles, der für die akkurate Taktung der Systeme sorgt, nicht mehr wegzudenken. Durch die organische Mikroelektronik, sozusagen die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts, ist es heutzutage fertigungstechnisch möglich, eine Milliarde Transistoren auf einem Chip zu integrieren. Mit der Erfindung des ersten funktionierenden Bipolartransistors bzw. mit der Entdeckung des p-n-Übergangs durch Bardeen, Brattain und Shockley in den Jahren 1947 bis 1949, wurde der Grundstein für anorganische Halbleiter wie Silizium, Germanium oder Gallium als dominierende Materialien in der Elektronik gelegt. Nun, am Beginn zum 21. Jahrhundert tritt eine neue Gruppe von Materialien ihren Siegeszug im Bereich der Mikroelektronik an, die so genannten organischen Halbleiter. Erst das Wissen um die Herstellung von elektrisch hochleitfähigen Polymeren (1) führte zu einem stetigen Anstieg des Interesses an organischen Halbleitern und deren Verwendung in Elektronik und Optoelektronik. Dieser Fortschritt wurde unter anderem von dem Wunsch getrieben, neue Applikationen herstellen zu können. Jahrzehntelange, hartnäckige, visionäre interdisziplinäre Grundlagenforschnug von Physik, Chemie, Material- und Ingenieurswissenschaften garantiert die hohe Zuverlässigkeit elektronischer Schaltungen. Derzeit erreichbare Ausfallquoten für integrierte Schaltungen und passive Bauelemente liegen im Bereich von 10-9 (2). Und das liegt unter anderem auch an der genauen Taktung schwingender Systeme!

Auch aufgrund der entscheidenden Fortschritte im Bereich der Sensorik gewinnt die Signalauswertung und -verarbeitung immer größere Bedeutung in der Medizintechnik, auch und vor allem in der Implantattechnologie. Bestes Beispiel ist das Cochleaimplantat, ein äußerst sensibler Herzschrittmacher, des ohne eine schnelle Spektralanalyse der Schallsignale überhaupt nicht denkbar wäre. Die mathematische Behandlung von solchen erzwungenen Schwingungen erfolgt sinnvollerweise durch die Fourier-Transformation, welche Funktionen in Frequenzkomponenten oder Elementarteilchen zerlegt. Sie wird verwendet, um für zeitliche Signale (z.B. ein Sprachsignal oder ein Spannungsverlauf) das Frequenzspektrum zu berechnen.

Die Fourier-Transformation und ihre Varianten sind in vielen Wissenschafts- und Technikzweigen von außerordentlicher praktischer Bedeutung. Die Anwendungen reichen von Physik (Akustik, Optik, Gezeiten, Astrophysik) über viele Teilgebiete der Mathematik (Zahlentheorie, Statistik, Kombinatorik und Wahrscheinlichkeitstheorie), die Signalverarbeitung und Kryptographie bis zu Ozeanographie x) und Wirtschaftswissswissenschaften sowie Quantenmechanik. Je nach Anwendungszweig erfährt die Zerlegung vielerlei Interpretationen. In der Akustik ist sie beispielsweise die Frequenz-Transformation des Schalls in Oberschwingungen.

Wir können also schon mal grob festhalten, was für eine wichtige Bedeutung wir den Fähigkeiten schwingender Systeme, der Entdeckung der Frequenz und dessen Auswertung zuschreiben können.

  1. Polymer – chemische Verbindung aus Ketten- oder verzweigten Molekülen
  2. vgl. biomedizinische Technik Band 36, Ergänzungsband, 1991, Seite 138

Cymatics – The Science of the Future?

Ein wirklicher Pionier auf dem Gebiet der Wellenforschung war der Schweizer Doktor der Medizin und Naturwissenschaften Hans Jenny. Nachdem der Physiker E. F. Chladni um 1800 zum ersten Mal sandbestreute Glasplatten mittels eines Geigenbogens zum Schwingen gebracht und dabei die nach ihm benannten »Chladnischen Klangfiguren« entdeckt und beschrieben hat, war es in den 60er Jahren vorherigen Jahrhunderts der Schweizer Arzt Dr. Hans Jenny, der diesen Ansatz zum Ausgangspunkt weitreichender Untersuchungen machte und vor allem auch auf die Schwingungsphänomene von Flüssigkeiten ausweitete. Kymatic (Cymatic) taufte Jenny damals seine Studien über Wellenphänomenen, denn er fühlte sich durch die vielen sichtbaren, fasizierenden Klangformen-Bilder einfach zu dem Namen inspiriert (“Kymatic”; griech.”to kyma” = die Welle).

Es gab im Laufe der Zeit diverse Weiterführungen seiner Arbeiten, in denen sich besonders um eine Festlegung von Gruppenzuordnungen, der durch Schwingungen und Klänge hervorgebrachten Formen und um Fragen der Morphogenese * s=“t“>und der Gestaltbildungsprozesse in der Natur bemüht wurde.

Heute prägt der Begriff Kymatic die Erforschung von sichtbarem Schall und Vibrationen auf schwingenden Oberflächen und die Auswertung entstehender Wellenphänomene. Ein Meilenstein in der akustischen Forschung wurde meiner Meinung nach mit der alleinigen Benennung dieser realen und unglaublich scharfsinnigen Beobachtungen gesetzt.

*Morphogenese: bezeichnet die Entwicklung von Organismen, Organen und Organellen sowie anderen Strukturen und Merkmalen im Verlauf der Ontogenese (oder Ontogenie, von griechisch; Komposition aus Wesen, Geburt, Entstehung) von Lebewesen

Notwendige Analyse

Beziehungen zwischen analytischen Eigenschaften geometrisch und physikalisch relevanter Faktoren* aufzufinden und die der “musikalischen” Geometrie zu Grunde liegende Mannigfaltigkeit zu untersuchen, um daraus für die Wissenschaft in möglichst allen Teilgebieten gültige, vernetzte Thesen aufzustellen, sollte meiner Meinung nach, intensiver Forschungsgegenstand der Zukunft sein!

*diese können sein: Mechanik, Struktur der Materie (geradlinige Bewegung, Rotationsbewegungen, Gravitation), Mechanik der Flüssigkeiten und Gase (Viskosität), Thermodynamik/ Wärmelehre, Schwingungen und Wellen, Optik, geometrische Optik, Wellenerscheinungen von Licht (Ionisierende Strahlung), Elektrizität, das elektrische Feld, Magnetismus, das magnetische Feld, Wechselstromkreise, elektromagnetische Wellen.

 

Resonanz

Resonanz heißt, rein sprachlich: zurück-tönen, antworten durch mittönen.

„Da Töne Schwingungen sind, kann man sagen: Resonanz heißt: miteinander auf gleicher oder ähnlicher Wellenlänge schwingen.“ (1)

resonanz-1

 

 

 

Auf die tiefergreifende Bedeutung der Resonanz möchte ich an spätere Stelle noch intensiver eingehen.

Resonanz liegt immer dann vor, wenn zwei gleich physikalische Merkmale, speziell der Frequenz, vorliegen. Grundlegend kann das Phänomen der Resonanz auch so erfasst werden: Stellt man sich einen Raum vor mit mehreren Stimmgabel, die alle auf den Kammerton a gestimmt sind, und erregt nun nur eine einzige, so werden unweigerlich nach dem Prinzip der Resonanz alle anderen Stimmgabeln, die auf den gleichen Ton gestimmt sind, anfangen mitzuschwingen.

1) F. Cramer, „Symphonie des Lebendigen-Versuch einer allgemeinen Resonanztheorie“


Genau das wollen wir tun, neue akustische, interdisziplinarische Grundsteine legen, die unsere physikalischen Grenzen der Vorstellungskraft spren

gen! Intelligente Absorbertechnologien könnten unsere Umwelt umso vieles bereichern, akustische Herstellungsverfahren uns ökologisch verblüffen und Schallwasser-Speichermedien, die sich akustisch „besprechen“ lassen, uns den Atem rauben!

Für Wirtschaft und Industrie winken neue elegante, ökologische, akustische Herstellungsverfahren. Intelligente Sensortechniken sollten in Zukunft unsere Umwelt akustisch sinnvoller (leiser, ergänzend) gestalten und unsere Sinne entlasten. Es scheint, als ob Musik die noch verborgene, intelligente Verbindung zwischen all den wissenschaftlichen Teilgebieten ist. Man könnte sie wie die Mathematik oder die Geometrie als eigene Sprache betrachten, die Ausdrucksform in der Frequenz findet.

Eine Sprache mehr gilt es zu erforschen, mit der wir die Welt einmal von anderen Augen betrachten können bzw. in diesem Fall einmal „Zuhören“ –

was wir noch dazu lernen können.

Wir hoffen, mit unseren akustischen Bildungsprojekten kulturelle Aktivitäten anzuregen, denn das ganze Universum schwingt – vom kleinsten Elementarteilchen bis zum größten Sternenhaufen. Musikforschung besitz offensichtlich ein enormes Marktpotential und gerade zu ein unerschöpfbares Marktvolumen. Über spezial Anfertigungen für Hörgeräteakustikern, zu Glastechnologieforschung und Entwicklung für Industrie begleitet von interdisziplinarischer Forschung und über Koorperationsprojekte zwischen Fachgebieten und Hochschulen zur Patentrechtvergabe an Dritte. In „musizinischer“ Betrachtung (Musik und Medizin) erebnet sich ebenso ein völlig neuer Markt mit u.a.Neurofeedback, Vibroakustik, Binauralen Beats, erweiterten Ultraschallbehandlungen und Klangmassagen. Unsere Produktions- und Dienstleistungsfaktoren müssen sich in einer stetig wachsenden Kreativwirtschaft beweisen und da wir auf höchstem Niveau forschen, stellen wir demnach qualitativ auch sehr hohe Ansprüche an diese.

 

Mystic Music

Es scheint als ob Musik die noch verborgene, mystisch intelligente Verbindung zwischen all den wissenschaftlichen Teilgebieten ist; sie findet ihre Ausdrucksform in der Frequenz.

Man könnte sie wie die Mathematik oder Geometrie als eigene Sprache betrachten, eine Form mehr, unsere materielle Welt zu beschreiben. Alles schwingt, jeder Stoff hat seine Eigenfrequenz und die dazugehörige Resonanzfrequenz (die in der Chemie u. a. zu chemischen Reaktionen führt).

Augen und Ohren sind Detektoren, die bestimmte Bereiche aus dem Schwingumgsmeer des Universums herausgreifen. Lediglich die Geschwindigkeit der Schwingung entscheidet darüber, ob wir etwas hören, sehen, fühlen oder auch gar nichts wahrnehmen, da es für unsere Sinne zu schnell oder langsam ist.

Wir hören Schwingungen mit einer Geschwindigkeit (Frequenz) von 20 Schwingungen pro Sekunde (20Hz) bis ca 16000 Schwingungen pro Sekunde(16000Hz oder 16 KHz). Das entspricht einem Bereich von 8 Oktaven.

Dagegen sehen wir Schwingungen mit einer Geschwindigkeit von 375 Billionen Hz bis 750 Billionen Hz. Dieses im Vergleich umfasst nur den Bereich von einer Oktave. Das Gehirn übersetz die aufgenommenen Frequenzen und erschafft so eine Interpretation der Wirklichkeit, die im Verhältnis 7:1 auf akustischer Seite liegt.

Oszillation und Wellenerscheinungen

Schwingungen (auch als Oszillation bezeichnet) sind Vorgänge, bei denen sich ein physikalischer Zustand zeitlich periodisch verändert. Das Schwingen eines Systems beruht also auf dem Prinzip der periodischen Energieumwandlung zwischen zwei Energieformen. Oszillation lässt sich immer dann beobachten, wenn die Kraft der Auslenkung entgegengerichtet ist. Ist sie außerdem proportional zur Kraft, so erhält man eine harmonische Schwingung. Schwingungen können in sehr unterschiedlichen Zeit und Größenskalen auftreten, vom kleinsten Schwingungen circader Hormonzyklen in Organismen bis hin zur gigantischen Bewegung unseres Sonnensystems.

 

… Die Frequenz (lat. frequentia, Häufigkeit) ist der Kehrwert der Periodendauer;

f = 1/T ,

die definiert wird durch die Zahl von Ereignissen delta N innerhalb eines wählbaren Zeitintervalls delta t. Dieses ist beliebig wählbar, ganz gleich ob man zählt 1 Schwingung in 20ms, 50 Schwingungen in 1s, 750 Schwingungen in 15s oder 3000 Schwingungen in 1min, die Frequenz ist in allen diesen Fällen dieselbe, nämlich 50Hz. Sinnvoll ist die Angabe einer Frequenz bei sich regelmäßig wiederholenden Ereignissen, also Ereignissen mit festen Zeitabstand voneinander (der Perioden- oder Schwingungsdauer T). Die Einheit der Frequenz ist das Hertz (Hz), nach dem deutschen Physiker

Heinrich Hertz benannt und definiert sich wie folgt:

1Hz = 1/s …

Kaum einem ist bewusst was die Frequenz zu dem heutigen Entwicklungsstand der Menschheit beigetragen hat! Denn als Zeitintervall ist jede positive reelle Zahl möglich, dadurch ist die Frequenz eine stufenlose oder analoge Größe. Sie ist aber auch eine besonders leicht digital erfassbare Größe, weil delta N durch Zählung bestimmt werden kann und dann als natürliche Zahl angegeben wird, wodurch ein gestufter oder digitaler Messwert entsteht, der unter anderem auch in der Digitalen Messtechnik seine Anfindung findet. Ohne die genaue Taktung von Prozessoren in MHz und Hz würde es keine so leistungsstarken Computer geben, die unseren heutigen, aufwendigen Rechenaufgaben erledigen würden und den Wissensstand unserer Gesellschaft kontinuierlich voran treiben.

Im Anbruch des Zeitalters einer Omnipräsenz der halbleiterbasierten Mikroelektronik ist die Rolle des unter Stromfluss schwingenden Qaurzkristalles, der für die akkurate Taktung der Systeme sorgt, nicht mehr wegzudenken. Durch die organische Mikroelektronik, sozusagen die Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts, ist es heutzutage fertigungstechnisch möglich, eine Milliarde Transistoren auf einem Chip zu integrieren. Mit der Erfindung des ersten funktionierenden Bipolartransistors bzw. mit der Entdeckung des p-n-Übergangs durch Bardeen, Brattain und Shockley in den Jahren 1947 bis 1949, wurde der Grundstein für anorganische Halbleiter wie Silizium, Germanium oder Gallium als dominierende Materialien in der Elektronik gelegt. Nun, an der Schwelle zum 21. Jahrhundert tritt eine neue Gruppe von Materialien ihren Siegeszug im Bereich der Mikroelektronik an, die so genannten organischen Halbleiter. Erst das Wissen um die Herstellung von elektrisch hochleitfähigen Polymeren 1 führte zu einem stetigen Anstieg des Interesses an organischen Halbleitern und deren Verwendung in Elektronik und Optoelektronik. Dieser Fortschritt wurde unter anderem, von dem Wunsch getrieben, neue Applikationen herstellen zu können. Jahrzehntelange, hartnäckige, visionäre interdisziplinäre Grundlagenforschnung von Physik, Chemie, Material- uns Ingenieurswissenschaften garantiert die hohe Zuverlässigkeit elektronischer Schaltungen. Derzeit erreichbare Ausfallquoten für integrierte Schaltungen und passive Bauelemente liegen im Bereich von 10-9. 1 Und das liegt unter anderem auch an der genauen Taktung schwingender Systeme.

1 Polymer – chemische Verbindung aus Ketten- oder verzweigten Molekülen

2 vgl. biomedizinische Technik Band 36, Ergänzungsband, 1991, Seite 138

10

Auch aufgrund der entscheidenen Fortschritte im Bereich der Sensorik gewinnt die Signalauswertung- und verarbeitung immer größere Bedeutung in der Medizintechnik, auch und vorallem in der Implantattechnologie. Bestes Beispiel ist das Cochleaimplantat, ein äußerst sensibler Herzschrittmacher, des ohne eine schnelle Spektralanalyse der Schallsignale überhaupt nicht denkbar wäre.

Die mathematische Behandlung von solchen erzwungenen Schwingungen erfolgt sinnvollerweise durch die Fourier-Transformation welche Funktionen in Frequenzkomponenten oder Elementarteilchen zerlegt. Sie wird verwendet, um für zeitliche Signale (z.B. ein Sprachsignal oder ein Spannungsverlauf) das Frequenzspektrum zu berechnen.

Die Fourier-Trasformation und ihre Varianten sind in vielen Wissenschafts- und Technikzweigen von außerordentlicher praktischer Bedeutung. Die Anwendungen reichen von Physik ( Akustik, Optik, Gezeiten, Astrophysik ) über viele Teilgebiete der Mathematik ( Zahlentheorie, Statistik, Kombinatorik und Wahrscheinlichkeitstheorie), die Signalverarbeitung und Kryptographie bis zu Ozeanographie a und Wirtschaftswissswissenschaften sowie Quantenmechanik. Je nach Anwendungszweig erfährt die Zerlegung vielerlei Interpretationen.

In der Akustik ist sie beispielsweise die Frequenz-Transformation des Schalls in Oberschwingungen. Wir können also schon mal grob festhalten, was für eine wichtige Bedeutung wir den Fähigkeiten schwingender Systeme, der Entdeckung der Frequenz und dessen Auswertung zuschreiben können.

Was wenn Blitze Gedanken wären…

…und wie ein riesiges neuronales Netzwerk agieren würden. Über morphogenetische Felder würden Informationen eines kollektiven Bewusstseins über den Globus getragen werden.

Neueste Erkenntnisse in der Mykologie, das ist die Wissenschaft der Pilze, zeigen, dass auch diese über extrem weite Strecken unterirdisch miteinander verknüpft sind. Ihre Strukturen ähneln verblüffender Weise den unseres Gehirns. Ebenso wie Wasseradern, Blutgefäße, Moosflechten, Quallen und viele andere intelligente Lebensstrukturen und -Apperaturen.

Sie alle sind neuronale Netze und übertragen durch Schwingungen und elektrische Potenziale Informationen. So reagieren beispielsweise Pilzkulturen auf Schadstoffe intelligent. Impft man im Labor eine Pilzkolonie (d.h. sie hatte die Möglichkeit ein ausgeweitetste unterirdisches Netzwerk zu bilden) an einer bestimmten Stelle mit einem Schadstoff, so findet an dieser Stelle eine Reaktion auf den Schadstoff statt. Der Pilz bildet ein Enzym um den Schadstoff abzubauen und informiert binnen einer gewissen Zeit sein restliches Netzwerk. Sollte jetzt an einer anderen Stelle der selbe Schadstoff auftreten, reagiert der Pilz sehr schnell und leitet seine Abbaumechanismen ein. Pilze sind Biokatalysatoren und leisten unglaubliches in der Natur. Sie detektieren Schadstoffe und wachsen gezielt zu ihnen hin um sie abzubauen.

Flechten dagegen sind Bioindikatoren. Auch sie haben ein sensibles neuronales Netzwerk ausgebildet, dass unglaublich empfindlich auf Schadstoffe und klimatische Veränderungen reagieren.

Blitze könnten ebenso nur ein neuronales Netzwerk der Natur sein. Darüber sollten wir uns wirklich mal tiefergehend Gedanken machen.

WE make the world a little better

 

Step by Step.

Wie Puzzelstücke fügt sich allmählich das große ganze zusammen. Wie müssen nur geduldig sein und uns stets Upgraden! Wissensaustausch in Communities ist dazu die beste Möglichkeit.

Wir glauben an eine akustisch intelligente Zukunft und richten unsere Forschungen dementsprechend aus. „Care U – Intelligent AudioCity“ und „Das ScHwINGenDe Klassenzimmer“ sind zwei der Hauptprojekte unter noch vielen anderen. Die Jugend von heute so früh wie möglich mit den Innovationen von Morgen zu impfen ist genauso unsere Mission wie Metalle bald akustisch zu verbiegen.

Wir forschen somit an neuen Herstellungsverfahren, die ressourcenschonend und energiearm produzieren. Auch setzen wir an Forschungsreihen von der NASA an und versprechen uns viel vom Prinzip der akustischen Levitation. Wir denken, die Anwendungsmöglichkeiten sind hier unglaublich facettenreich und vielversprechend.

Alles schwingt und ist durch seine Resonanzfrequenz definiert. Wenn wir anfangen den Kosmos als große Synphonie lebendigen Ursprungs zu verstehen, können wir uns ganz einfach eintunen und mitmusizieren durch gezielte Frequenzveränderungen.

inside the laser forest

ScienceCoustics

ScienceCoustics ist eine musik-wissenschaftlich fundierte Open Source Datenbank.

Ziel ist es, einem internationalen Netzwerk von Physikern, Chemikern, Musikern, Musik- & Hobbywissenschaftlern eine Online Plattform zu bieten, auf der Artikel und neueste wissenschaftliche Errungenschaften veröffentlicht und diskutiert werden können, sowie ein musik-wissenschaftliches Archiv und eine Databank voller interessanter Informationen zur Recherche und Feedback einladen.

ScienceCoustics beinhaltet einen Blickwinkelwechsel weg von – nur der Musik als Unterhaltungsmedium – hin zum eigenständigen Wissenschaftszweig ScienceCoustics – wie die Quantenphysik (quantenphysics) oder der Wirtschaftsbionik (econonic bionics) um letztendlich auch zum Entwickeln von neuen Technologien beizutragen.

Momentan befinden wir uns gerade in der technischen Umsetzungsphase der Webseite, was sich aufgrund von Ressourcenmangel jedoch noch ein wenig hinziehen dürfte.
Dennoch würden wir uns freuen, wenn wir die Zeit nutzen könnten, miteinander in Kontakt zu treten. Denn es geht um die Zukunftsforschung – in unserem Fall musikalisch – aber ich denke, interessante Verknüpfungen können gemacht werden…

 

Mp3 Verdummung

Heutzutage, wo Datenspeicher nicht mehr wirklich ein Thema ist, sollten wir anfangen, die Wahrheit über komprimierte Dateiformate zu erfahren.

Jede Datenkomprimierung bedeutet, dass etwas weg gelassen wird.

In der Optik stellt das kein weiteres Problem dar, denn wir nehmen Farben und deren unterschiedliche Nuancen durch verschiedenen Lichtbrechungen/Lichtspiegelungen im Prisma wahr. Wenn wir nun auf dem Bildschirm ein weniger hochaufgelöstes Bild öffnen, werden wir es immer merken. Es gibt keine komprimierten Bilder die wir doch noch als vollwertig wahrnehmen, denn weniger Reflexion und Lichtspiegelung im Prisma (der Oberfläche des Bildschirms) erzeugt auch weniger Farbwahrnehmung.

Im Audio-Bereich ist dies jedoch anders. Hier arbeitet man besonders beim Mp3-Format mit einem speziellen Komprimierungs-Algorhythmus, der an das menschliche Hörbewusstsein/ Hörwahrnehmung angepasst ist. Beim Mp3 werden Frequenzen vom Ober- und Unterton-Spektrum (bzgl. des Grundtones) an bestimmten Stellen weggelassen und so Datengröße eingespart.

Der Effekt der sich bei der Komprimierung der Dateigröße, zum Mp3, zu Nutze gemacht wird, ist der Masking oder auch Verdeckungs-Effekt. Dadurch, dass nur Frequenzen weggelassen werden, die sowieso durch andere Frequenzbänder verdeckt wären und nur die Ober bzw. Unterton-Schwingungen von einem anderen Grundton sind, ist dieser Komprimierungs-Algorhythmus kaum wahrnehmbar zu hören. Oft empfinden wir Mp3-Stücke als „dünner“, dem Großteil der Menschen jedoch stört es nicht oder es interessiert sie auch nicht. Dieses banale Desinteresse könnte aber zur akustischen Verdummung der Menschheit führen.

Wenn wir Mp3`s hören arbeitet unsere Gehirn die ganze Zeit!

Es interpoliert ununterbrochen, um die Ober- bzw. Unterton Schwingungen (die weggelassen wurden) zu bestimmten Grundtönen wieder dazu zu rechnen und zu ersetzten.  Nach einer gewissen Zeit wird das Gehirn auch müde und interpoliert einfach weniger. Wir, und vor alledem zukünftige Generationen, die nur noch auf ihrem Ipod Mp3`s hören und gar kein Vinyl mehr kennen, stumpfen akustisch ab und verdummen akustisch!

Der Prozess der akustischen Verdummung ist vergleichbar mit der Sinnesrückbildung vom Ureinwohner des Regenwaldes (Auge: 30 Grüntöne) zum Stadtmenschen (Auge: 5-10 Grüntöne).

Da wir  uns als Stadtmenschen eben nicht im dichten Blattgeflecht mehr zurecht finden müssen, haben sich bei uns Sehrezeptoren im Grünbereich zurückgebildet. Dadurch, dass unser Gehirn irgendwann oder immer öfter nicht mehr richtig zuhört, weil es eben durch Mp3-Konsum abgestumpft ist, schrumpft unsere Wahrnehmung der Realität. Inwieweit genau ist leider noch zu ungenau erforscht.

Allerdings lässt sich im EEG-Messungen (Gehirnfrequenzen) deutlich eine Tendenz erkennen:

Junge Menschen, die viele Mp3´s hören zeigen nur geringe Ausschläge (Schwingungen im Gehirn), wenn sie analoge, klassische Musik hören.

Bei ältere Menschen, die kaum Mp3`s hören, schwingt dagegen fast das ganze Gehirn.

Diese Fakten sind beängstigend.

 

tapezusammenhang

Alternative Formate, die ohne verlustbehaftete Datenkompression auskommen sind Wav, WMA und Flac. Hier werden digitale Audio-Daten noch in einem PCM-Signal (Puls Code Modulation-Signal in Frequenzbereichen) auf höheren Datenraten gespeichert. Ohnehin ist es aufgrund neuzeitlicher Entwicklungen und neuester Speichertechnologie nicht mehr zwingend notwendig Audio-Daten zu komprimieren um Speicherplatz einzusparen oder gar eine schneller Rechenleistung zu erhalten.

Reduktionsverfahren arbeiten mit der Analyse des Audio-Materials und bestimmen günstigere Repräsentationsverfahren, mit denen sich die gleichen oder ähnliche Informationen in kürzerer Form darstellen lassen. Die Datenmenge wird bei der verlustbehafteten Kompression so reduziert, dass sich die Daten im Allgemeinen nicht fehlerfrei rekonstruieren lassen. Bereits Aufnahmegeräte begrenzen das Datenvolumen.

Die Industrie orientierte sich bei den Reduktionsverfahren der gespeicherten Daten an den physiologischen Wahrnehmungseigenschaften des Menschen. Die Kompression erfolgt durch Algorithmen und bedient sich dabei der Wandlung von Signalverläufen von Abtast-Signalen in eine Frequenz-Darstellung.

Unser Kopf wird also dazu gezwungen ununterbrochen  die weggelassenen Daten wieder dazuzurechnen. Denn unser Gehirn orientiert sich an dem natürlichen Ober- und Unterton-Verhalten von Schwingungen und harmonischen Klängen, wie sie überall in der Natur vorkommen.

Normalerweise dient Musik seit Jahrhunderten als Entspannungsmedium, Meditations-Werkzeug und dem Erreichen von ekstatischen Zuständen. Urvölker führen rituelle Prozeduren durch und können sich so durch Musik in höhere Bewusstseinszustände begeben. All diese Musik ist jedoch unverändert in ihrem Schwingungsverhalten und keinesfalls Komprimiert oder datenreduziert. Spielt man diesen Urvölkern die selbigen rituellen Klänge ihrer Prozeduren über ein Abspiel-Medium wieder, ist es ihnen nicht möglich diese Zustände zu erreichen. Der Klang ist nicht mehr vollkommen und kann so für sie nicht mehr vollständig auf den Geist wirken.

Wenn wir Musik hören schwingt buchstäblich unser gesamtes Gehirn mit. Bei klassischer Musik werden die meisten Aktivitäten, in den unterschiedlichsten Hirnarealen, in Gehirn-Scans angezeigt. Es ist verblüffend, wie sich nur bei Betrachtung des neuronalen Netzwerkes, der gerade Musik hörenden Person, erkennen lässt, ob die betroffene Person diese Musik mag oder nicht. Mögen wir Musik zeigen sich wesentlich mehr neuronale Aktivitäts-Verknüpfungen im Gehirn. Unser Gehirn entspannt regelrecht und schwingt im Rhythmus der Musik.

Hören wir jedoch ein durch Mp3 komprimiertes Musikstück, kann unsere Gehirn leider nicht entspannen. Denn es muss ja arbeiten. Wahrnehmungsphysiologisch suggeriert unsere Unterbewusstsein unserem Gehirn das hier Ober- und Unterton-Schwingungen fehlen und es diese wieder ergänzen muss.  Nach einer Weile stumpfen Hörgewohnheiten ab. Vergleichbar ist das mit der früheren Fähigkeit des Waldmenschen, 30 verschiedene Grüntöne zu unterscheiden. Wo hingehend wir heute nur noch 2-5 Grüntöne explizit unterscheiden können.

Wenn wir nicht jetzt anfangen, die Folgeschäden von Mp3 genauer zu untersuchen und verlustfreie Audio-Formate zu benutzen, werden unsere Kinder in Zukunft akustisch extrem abgestumpft sein! Das ist eine Form der rückläufigen Evolution und wirklich bedenklich.

Die Möglichkeiten sind uns durch verlustfreie Audio-Formate gegeben. Es liegt nun an jedem selbst zu entscheiden, ob er sein Gehirn beim Musikgenuss Entspannung gönnt oder es lieber unterbewusst interpolieren und konstant arbeiten lässt.

Eltern sollte noch geraten sein, komplett auf Mp3`s zu verzichten. „Sleeping-Apps“ mit komprimierter Musik sind alles andere als schlaf-fördernd und keinesfalls entspannend. Auch gibt es viele Studien, die belegen, dass Musikförderung bei Kinder sie intelligenter werden lässt. Es gibt direkte neuronale Aktivitäten die mit Musikgenuss in Verbindung gebracht werden und auch Indizien, dass Musik neue (komplexere) neuronale Verbindungen schafft.

Twitter
FB Posts
Facebook By Weblizar Powered By Weblizar