בבוקרו של יום שישי, התכנסנו, בעלי ענין באמנות, מוסיקה ומדע, במוזיאון ננו שבאונ' בר אילן, להרצאה ומיצג מרתקים אודות תורת הסנכרון. לי זה הזכיר לרגע ניסויים סוציומטרים העוסקים במחקרי התנהגות האדם בפסיכולוגיה החברתית, על קונפורמיזם ואי קונפורמיזם. אך זה לא, כי המחקר הזה עורך מדידות פיזיקליות עפ"י מודלים משתנים ואלו מהווים ראיות מדעיות מדויקות וקבילות.

מעבדת ניסוי אנושית ל-16 נגנים

16 נגני כינור נדרשו לעמוד בקצב מוזיקלי קבוצתי, על אף שמנעו  מהם לשמוע או לראות את עמיתיהם מנגנים. כלי הנגינה הם כינורות חשמליים אשר אינם מפיקים צלילים במרחב הפתוח אלא רק באזניות שמע. המלחין אלעד שניידרמן כתב יצירה ייעודית המתאימה ל-16 נגנים שמנגנים בדיליי, כאשר לכל כנר מושעת נגינתם של שני אלה משני צדדיו. "המנצח" שניידרמן, בשולחן הבקרה, מייצר קבוצות וירטואליות במודלים מתמטיים שונים ובודק את תגובתם של הנגנים למה שהם שומעים ואת יכולת הסתנכנותם.

יש מסקנות?

לדברי החוקרים, הניסוי הביא למסקנות מרחיקות לכת החל מאיך מתפשטות מגפות, דרך איך לסנכרן מכוניות אוטונומיות שנעות בעזרת בינה מלאכותית ועד לאיך אפשר למנוע פייק ניוז.

קרדיט: אתר האינטרנט מוזיאון ננו

מסתבר שזה בטבע שלנו להסתנכן

במאמר שפורסם בדף הפקולטה להנדסה אונ' בר אילן (מה-14.9.2020), מוסבר על המחקר העוסק באמנות הסנכרון, שהביא למחקר הקבוצתי עם הכינורות.

"כמו לדברים רבים בטבע – גם לבני האדם יש נטייה טבעית להסתנכרן. אבל מה קורה כאשר משהו מפריע לנו לעשות את זה? ד"ר מוטי פרידמן והדוקטורנטית שיר שחל בדקו סנכרון מוזיקלי במסגרת פרויקט למוזיאון הננוטכנולוגיה של האוניברסיטה, וחזרו עם מסקנות מפתיעות על הדינמיקה של הרשת האנושית".

"סנכרון היא תופעה ידועה וחשובה בטבע: מכוכבי לכת וגלקסיות ועד חלקיקים סאב אטומיים. מלייזרים אולטרא-מהירים, דרך קפיצים איטיים ומטרונומים. "דברים רבים בטבע – חיים ולא חיים – מסתנכרנים מעצם היותם רשת," מסבירה הדוקטורנטית שיר שחל. "הדוגמה הכי מוכרת לכך היא מעוף הזרזירים. הציפורים עפות אחת ליד השנייה, הן לא להקה, כל אחת מהן מודעת רק לשכנותיה הקרובות – ובכל זאת הן מבצעות ביחד את הריקוד הלא-מתוכנן הזה, במטרה להתגונן מפני טורפים. איך, בעצם, זה קורה? אחת מהן מרגישה שמשהו קורה, זזה בזווית קצת הצידה, אלה מהצדדים שלה רואות אותה, מתאימות את עצמן – וכך זה נמשך ונוצר סנכרון בין הציפורים שהוא על בסיס של הגנה. גם להקות דגים עושות את זה בים, וגם נמלים. אבל סנכרון לא חייב לנבוע רק מהגנה עצמית: גחליליות, למשל, מסנכרנות את ההבהוב שלהן ממקום של הזדווגות. כך הזכרים קוראים לנקבות."

"גם בני האדם חיות שבטיות, וגם בנו יש משהו שרוצה להסתנכרן. תופעה של סנכרון בקרב בני אדם ניתן לראות, למשל, במחיאות כפיים: מסתיים מופע, כל אחד מהאנשים שיושבים בקהל מתחיל למחוא בקצב שלו, אבל בלי לשים לב מתאים את עצמו לסביבה – ומחיאות הכפיים הופכות אחידות. ניתן לראות סנכרון בקרב בני האדם גם במעליות, למשל, כשלרוב כולנו נפנה אוטומטית לכיוון הדלת; ויש מחקר שמראה שברוקרים בבורסה מרוויחים יותר כשהם מסונכרנים. זו תופעה חשובה, באסונות היא יכולה להציל חיים, וחשוב לקחת אותה בחשבון: לפני כמה שנים בנו בלונדון גשר להולכי רגל, שנסגר יומיים לאחר שהוא נפתח. בנו אותו טובי האדריכלים, אבל הם לא לקחו בחשבון שבני האדם מסתנכרנים, ולסנכרון הזה יש קצב  – כך שכל הולכי הרגל הלכו בקצב זהה, מה שגרם לרעידות משמעותיות ואף מסוכנות."

"נושא הסנכרון, גם בקרב בני אדם, נחקר עד היום לא פעם – למשל, במחקרים שבחנו מחיאות כפיים – ונקודת ההנחה תמיד הייתה שהמודל הנכון לתאר סנכרון בין בני אדם הוא המודל של אוסילטורים מצומדים, שמתאר סנכרון בטבע. "אבל", אומר ד"ר מוטי פרידמן, "המודל הזה לא לוקח בחשבון תכונה ייחודית לבני האדם: היכולת שלהם להתעלם. וזה מוביל לדינמיקה שונה מאוד של הרשת האנושית."

הקשר בין רכיבי ננו טכנולוגיה לאמנות

פרופ' פרידמן מתמחה בהולוגרפיה, לייזרים, אופטיקה לא לינארית ואופטיקה זמנית. בפקולטה הוא הקים את המעבדה לאופטיקה זמנית והתקני סיבים, וחקר בה מגון של תחומים, ובהם גלי פרא. שחל היא מוזיקאית לשעבר, נגנית אבוב. למדה בתלמה ילין, הייתה מוזיקאית מצטיינת בצבא, ועשתה תואר במוזיקה באקדמיה למוזיקה בירושלים. "עד גיל 26 התעסקתי רק במוזיקה, זה היה מסלול חיי. ואז, אחרי שסיימתי את האקדמיה, החלטתי לעבור ללמוד פיזיקה בבר אילן. משם הגעתי למוטי."

"הניסוי שנעשה במסגרת שיתוף פעולה עם אמן הסאונד והמלחין ד"ר אלעד שניידרמן, בדק סנכרון מוזיקלי: "לקחנו 16 נגני כינור; הושבנו אותם במעגל  וחסמנו להם את שדה הראייה, כדי שלא יסתנכרנו לפי מצב הקשתות; נתנו להם כינורות חשמליים עם כבל שמחובר למערכת המיקסר שלנו, ואוזניות מבודדות רעש, כדי שיוכלו לשמוע רק את מה שאנחנו משמיעים להם; ואז נתנו להם לנגן את אותה הפראזה המוזיקלית – קטע מתוך יצירה שכתבו אלעד ושיר – שוב ושוב," מספר פרידמן. "ההוראה היחידה שנתנו להם הייתה לנסות להסתנכרן למה שהם שומעים. הם לא חייבים לשמור על קצב – רק להסתנכרן. דאגנו כמובן שכל נגן ישמע את עצמו, כדי שהם יוכלו לנגן, ובנוסף השמענו לכל נגן גם את שכניו הקרובים. במילים אחרות, בנינו מערכת שאפשרה לנו לחקור רשת של אנשים בצורה נקייה: היא נטרלה רעשי רקע, ובזכותה יכלנו לשלוט בכל הפרמטרים שקובעים איך הרשת תתנהג."

בהתחלה כולם שמעו את כולם, כמו שקורה בתזמורת, וצריך היה מעט מאוד צימוד כדי שכולם יסתנכרנו. אחר כך התחילו המניפולציות. "בשלב הראשון", מספר פרידמן, "נתנו לכל אחד מהם לשמוע רק את עצמו ושני שכנים – כלומר הכנר שלימינו והכנר שלשמאלו – ושם צריך היה ווליום גבוה יותר, צימוד גבוה יותר, כדי שיוכלו להסתנכרן. אבל זה היה די צפוי. הדבר המעניין קרה ברגע שהכנסנו השהייה, כלומר כנר א' שומע מה כנר ב' ניגן לפני זמן מסוים, וכנר ב' שומע מה שכנר א' ניגן לפני זמן מסוים. במצב כזה הם לא יכולים להסנכרן – זה בלתי אפשרי – וציפינו שהם יעשו ממוצע, כמו למשל קפיצים או לייזרים. אבל הנגנים שלנו לא עשו ממוצע – הם וויתרו. בהתחלה הם רק האטו את הקצב, אבל ברגע שההשהייה הגיע לערך של חצי שנייה בערך, אחד מהם וויתר והפסיק להקשיב לשני – ואז נוצר מצב שאחד מנגן תוך התעלמות ממה שהוא שומע, והשני עוקב אחריו."

"המשכנו להגדיל את ההשהייה בין האנשים, וכשהיא הגיעה למצב של חצי מאורך הפראזה – הגענו שוב למצב יציב, כי ההשהייה היתה שווה לחצי מאורך הפראזה, וכך הנגנים שוב היו מסוגלים לעקוב זה אחר זה, והסתנכרנו מחדש," מסביר פרידמן. "המצב הזה היה כל כך יציב שאם המשכנו להעלות את משך ההשהייה – הנגנים פשוט האטו את קצב הנגינה שלהם, ודאגו שתמיד תמיד ינגנו במצב שההשהייה היא חצי מאורך הפראזה. ברגע שהם מצאו את מצב האנטי-פאזה – הם לא עזבו אותו".

"זו הייתה חוויה יוצאת דופן, כמעט פסיכדלית" מספרת עטרת וירצברג, סטודנטית לתואר שני בפקולטה ובוגרת הקונסרבטוריון למוזיקה, שהשתתפה בניסוי בשני כובעים: כאחת מנגני הכינור, וכאחת ממנתחי התוצאות. "במהלך הניסוי לא ראיתי את הנגנים האחרים, אבל בסוף כל טייק ראיתי את המבטים של הנגנים האחרים, וכולם היו מבולבלים ולא ממש ידעו איך להכיל את החוויה הזו. אחר כך, כשהסתכלתי על התוצאות, ראיתי שהייתה השהייה של חצי פאזה, אבל במציאות אני זכרתי את כולם מנגנים ביחד, אז איך זה יכול להיות? ואז הבנתי שהסיבה שאני שמעתי את כולם מנגנים ביחד היא כי הדיליי היה בכפולות שלמות של חצי פאזה, אז מה ששמעת היה שתי השהיות שהשלימו את עצמן למחזור אחד."

כל זה נכון כשמדובר במספר זוגי של נגנים. אבל מה קורה במצב של מסר אי זוגי – למשל 3 נגנים?

"במצב כזה," אומר פרידמן, "לא יתכן סינכרון מלא, כי שניים מהשלושה אולי מסונכרנים זה עם זה – אבל השלישי יהיה תמיד במצב שהוא בפאזה עם נגן אחד ובאנטי פאזה עם השני, ולכן הוא יהיה במצב של תסכול (Frustration)."

"תסכול זו המילה המדויקת המגדירה את המצב שלך בסיטואציה הזאת", אומרת וירצברג. "כשאת מנגנת את לא חושבת על זה, יש לך שבריר שנייה להחליט מה את עושה ואת צריכה לקבל החלטות מאוד מהירות, שלא תמיד מודעות. זו סיטואציה שונה לחלוטין ממה שאנחנו רגילים כנגנים בהרכב תזמורתי – כי בהרכב המטרה היא לנגן ביחד, ופה את במצב שמונעים ממך, או מקשים עלייך, את היכולת להתסנכרן. זו חוויה יוצאת דופן, שאת מתעמתת איתה בכל רגע נתון. אני זוכרת שלא ידעתי מה לעשות – להוריד קצב, להגביר קצב – ובסוף פשוט נצמדתי למישהו. אחר כך הסתכלתי על התוצאות וראיתי שבעצם הכל לפי תבנית, וההחלטה הבלתי מודעת שקיבלתי הייתה למעשה מוסללת. אני חושבת שבמקומות מסוימים התוצאות הפתיעו אותנו לטובה מכמה שזה היה אחיד ומובהק. זה לא קורה רק לנגן אחד – זה קורה לכולם וניתן להסביר את זה. זה היה מדהים לראות. "

פרופ' פרידמן מסביר כי בתהליך הניסוי, התגלה נושא ההתעלמות. "באופן עקבי, הנגנים בחרו לעקוב אחרי אחד מהנגנים, ולהתעלם מהשני. וברגע שהם עשו את זה – הם שינו את הקישוריות של המערכת, כי הם החליטו להתעלם מאחד הקשרים. וזה מה שמיוחד ברשת האנושית. אנשים משנים את הקישוריות ובוחרים קישוריות אחרת, מנתקים חלק מהקשרים עד שהם מוצאים מערכת שבה הם יכולים למצוא את האנטי פאזה. זה נקרא ניוון וזה גורם לדינמיקה של המערכת להיות שונה לחלוטין מזו שניתן היה לצפות לה מרשת רגילה של דברים מצומדים – מה שמוכיח שהמודל הרגיל של אוסילטורים מצומדים לא מתאים כדי לתאר מערכת של בני אדם. לכן, פיתחנו מודל חדש לתיאור סנכרון של רשת אנושית, גמיש ומדויק יותר, שמסוגל לקחת בחשבון את העובדה שבנאדם מסוגל להתעלם מקלט מסוים, ולהתייחס רק לקלט אחר".

הניסוי המדעי שהוא גם יצירת אמנות, מוצג במוזיאון הננוטכנולוגיה ע"ש יוסף פטר. המלחין אלעד שניידרמן השתמש בממצאי המחקר וכתב יצירה ייעודית המתאימה ל-16 נגנים שמנגנים בדיליי, וקהל מבקרי המוזיאון יכול להאזין ולראות את הקונצרט כולו, שמוקרן על 16 מסכים נפרדים. זוהי חווייה מרתקת, לא שגרתית ובעיקר מעשירה.

המוזיאון ע"ש פטר לאמנות ולמדעי הננו, הוא מוזיאון אוניברסיטאי פרטי הממוקם בבנין 206 באונ' בר אילן. הביקור בו נערך על פי תיאום מראש או בהשתתפות באירועים המתפרסמים באתר המוזיאון. בחללי הבנין הציבוריים מוצגת כעת תערוכה "שפות חדשות" ובה תהליכי שיתופי פעולה המתרחשים בין  מדעני המכון ואמנים שהצטרפו למסע הגילויים. שיתופי הפעולה במכון נערכים בצוותים לאורך מספר חודשים או שנים ובמסגרתם מפתחים הצוותים מחקר משותף הכולל שיח בנושא הביטויים וההמשגה של שתי הדיסציפלינות. מתוך שיח זה מתגבשת לא פעם שפה חדשה. התערוכה כוללות מבחר מצומצם מתוצרי המחקרים המשותפים: עבודות טרנסדיסיפלינריות* שייצרו ידע  משותף חדש, עבודות אשר יש בהן תובנות חדשות לגבי מהות החומר, או מהות המחקר המדעי והאומנותי.