سیدمصطفی کلامی هِریس

آزمایش «هماهنگی مترونوم‌ها» یکی از پدیده‌های جالب است که حقایق بسیار جالبی را به نمایش می‌گذارد. مترونوم ابزاری است که می‌توان از آن برای ایجاد نوسان با دوره تناوب دلخواه استفاده کرد و اصلی‌ترین کاربرد آن، در تمرین موسیقی و هماهنگ‌سازی یک گروه نوازنده است، تا ریتم یا ضرب آهنگ را نگه دارند.

در تصویر مربوط به این نوشته، در ابتدا پنج مترونوم به صورت مستقل بر روی سطحی ثابت قرار داده می‌شوند و شروع به کار می‌کنند. در این حالت، هیچ گونه هماهنگی میان مترونوم‌ها وجود ندارد. در مرحله بعدی آزمایش، که در بخش پایین تصویر نمایش داده شده است، سطحی که مترونوم‌ها روی آن قرار دارند، روی دو استوانه قرار داده می‌شود تا امکان جابجایی وجود داشته باشد. انرژی ناشی از هر مترونوم به پایه زیرین آن‌ها منتقل می‎شود و به دلیل امکان حرکتی که با افزوده شدن استوانه‌ها فراهم شده است، پس از مدتی، مترونوم‌ها به هماهنگی می‌رسند. ویدئوهای جالبی از این پدیده در سطح اینترنت منتشر شده‌اند، که تماشای آن‌ها خالی از لطف نیست.

از نظر ریاضی، در واقع این آزمایش یک پیاده‌سازی مکانیکی از مدل کوراموتو (Kuramoto) برای هماهنگی نوسانی است. این مدل، بیش از ۳۰ سال پیش توسط «یوشیکی کوراموتو»، فیزیک‌دان ژاپنی، معرفی شد، و کاربرد اصلی آن در توصیف عملکرد نوسانگرهای شیمیایی، زیستی و عصبی است. بسیاری از هماهنگی‌های نوسانی موجود در سیستم‌های بیولوژیکی، با استفاده از این مدل قابل توصیف هستند. اگر مایل هستید در خصوص هماهنگی مترونوم‌ها و توصیف ریاضی آن، اطلاعات بیشتری کسب نمایید، پیشنهاد می‌کنم این مقاله را مطالعه نمایید.

مترونوم‌هایی که در جزیره‌های جدا از هم قرار دارند و ارتباطی با یکدیگر ندارد، هیچ اثری بر هم نمی‌گذارند. اما به محض این که امکان برقراری ارتباط، از طریق تبادل انرژی مکانیکی، فراهم می‌شود، نظم و هماهنگی در رفتارشان پدیدار می‌شود. در واقع، کافی است دو مترونوم که شرایط مشابه‌تری دارند، به توافق برسند و هماهنگ شوند؛ این دو با هم یک اکثریت را ایجاد می‌کنند و قادرند مترونوم سوم را هم به گروه خود اضافه نمایند. به این ترتیب، این هماهنگی به زودی در همه جمعیت مترونوم‌ها فراگیر می‌شود.

هر یک از ما نیز، در ابعاد مختلف زندگی‌مان، شبیه یک مترونوم هستیم؛ با فرکانس مخصوص خودمان. اما به محض این که وارد ارتباط با جامعه شویم، با آن هماهنگ خواهیم شد. شاید فرکانس‌هایی در زندگی ما اضافه می‌شوند که اگر تنها بودیم، هیچ گاه انتخاب‌شان نمی‌کردیم. اما ما تنها نیستیم و خوب یا بد، این ضرب آهنگ‌ها را، با هم عصران خود شریک هستیم.