[예술과 과학] Cymatics : 소리가 보이는 놀라운 공명 실험

소리를 본다?

소리는 귀로 듣는 것이고 색은 눈으로 보는 것으로 생각하기 쉽습니다. 그런데 소리를 볼 수 있는 방법이 있습니다. 싸이매틱스(Cymatics)라고 하는 것인데요. 

Cymatics : (physics) the study of visible effects of sound and vibration

싸이매틱스 : 소리와 진동의 시각효과에 대한 연구(물리학) 

Cymatics : 소리가 보이는 실험

"우주의 비밀에 대해서 알고싶다면, 에너지, 주파수, 진동에 대해서 생각해 보라"는 니콜라 테슬라의 말로 시작하는 이 동영상은 철판위에 모래를 뿌린 후에 음파생성기로 특정 주파수를 발생시켜 철판을 진동시키는 실험을 합니다. 특정한 주파수의 진동에 따라 철판위의 모래들이 마치 어떤 예술작품과도 같이 기하학적인 패턴으로 재배열 됩니다. 재미있는 것은 주파수가 높아짐에 따라 점점 더 복잡한 패턴을 보여준다는 점입니다.  

음파생성기에서 나오는 음파의 소리와 실험 전 과정을 보고 싶으신 분은 아래 영상을 확인하시면 됩니다. 

설치 예술로도 활용되는 Cymatics

Meara O'Reilly 라는 사운드 아티스트는 이런 효과를 이용해서 설치예술을 하기도 합니다. 

Colour Sound 

그런가하면 Kenichi Kanazawa는 이런 공명효과와 색깔 모래를 이용해서 Colour Sound라는 멋진 시각효과를 만들어 냅니다. 

Cymatics : 모짜르트의 "Una Donna a Quindici Anni" 실험

집에서 만든 톤스코프(tonescpoe)에 대고 모짜르트의 "Una Donna a Quindici Anni"를 부르는 실험입니다. 특정한 음정에서 모래들이 특정 패턴으로 재배열 되는 것을 볼 수 있습니다. 도대체 어떻게 이런 일이 가능한 걸까요?

비밀은 Standing Wave 

양 끝이 묶여 있는 줄을 상상해 보시기 바랍니다. 이 줄을 흔들면 줄에 파동이 생기고 줄이 움직이게 되는 데요. 처음에 한쪽에서 다른 쪽 끝으로 움직였다가 끝에 도달하면 다시 내가 있는 방향으로 돌아오게 됩니다. 즉 왼쪽에서 오른쪽으로 가는 파동과 오른쪽에서 왼쪽으로 돌아오는 파동 2개가 생깁니다. 그런데 줄은 하나이기 때문에 두 개의 파동이 보이는 것이 아니라 두개의 파동이 합쳐져 하나의 움직임으로 나타나게 되고 방향성은 느껴지지 않게됩니다. 이것을 스탠딩웨이브라고 합니다.

이 스탠딩 웨이브에는 움직임이 없는 "node" 와 움직임이 있는 "antinode" 가 생기는데요, 철판위의 모래들은 파동이 있는 antinode 에서는 파동에 밀려 움직여지고, 파동이 없는 node에 모이게 되어 특정한 패턴을 가진 시각적 무늬가 나타나게 됩니다.

우연치고 너무 아름다운 시각효과

이렇게 재배열된 모래들은 우연이라고 하기에는 너무나도 아름다운 패턴을 보여줍니다. 게다가 반복과 대칭 등 예술적으로 아름다움을 느낄 수 있는 여러 요소들을 담고 있습니다. 또한 사용되는 진동판이 사각이냐 원이냐에 따라서도 다른 패턴을 만드는 것 같습니다. 소리라는 것이 그저 청각 정보만 담고 있는 것이 아니라, 소리라는 파동 그 자체에 이미 시각적 요소를 내포하고 있다는 것이 새삼 놀랍고, 표현되는 시각 정보 또한 너무나 아름다운 패턴이라는 데 또 한번 놀라게 됩니다. 또 이 모든 것을 과학적으로 설명할 수 있다는 것이 더더욱 놀랍기만 합니다. 

*** 예술 속에 숨어있는 과학에 대해 설명해 주실 수 있는 분을 찾습니다.

음악, 미술 등 예술 속에 숨어 있는 과학에 대해서 쉽고 재미있게 수다 떨 듯 설명해 주실 수 있는 분을 찾습니다. 한글로 설명된 자료들이 많이 없네요. 댓글 또는 이메일로 남겨 주세요. virtualme337@gmail.com