雜亂中的美麗!15個擺錘共同編織的2分鐘舞蹈之謎

我是科學教練桑子研。每天都是一場實驗。

15條擺錘,像是有了生命一般,波動、旋轉,最後又回到原來的樣子——在科學技術館看到這個景象的瞬間,我不由自主地停下了腳步。請先看看這支影片吧。

與15連擺的相遇

在科學技術館發現了15連擺。明明剛才還亂成一團,突然間卻開始跳起各種花樣的舞蹈。

為什麼這麼美?

這個裝置,外觀其實很簡單,就只是15條長度不同的擺並排在一起。但裡面藏著一種「物理法則所創造出的必然之美」。擺的週期(來回一次所需的時間)由繩子的長度決定,這就是所謂的「擺的等時性」。長的擺晃得慢,短的擺晃得快——這件理所當然的事,當15條擺同時動起來,就好像有個編舞家在幕後指揮,編織出複雜而優美的圖案。

2分鐘後恢復原狀——其中的奧秘是什麼?

回到原本排列的時間,大約是2分鐘後。這可不是巧合。15條擺的長度是經過精心計算設計的,確保在2分鐘內,每條擺都剛好完成固定次數的來回,並回到出發點。舉例來說,最長的擺在2分鐘內來回51次,旁邊的擺52次,再旁邊的53次……就這樣每條差一次,長度也依序調整。
每個人用著不同的節奏不停地運動,卻在2分鐘後,全員同時回到「預備——跑!」的起點。這個機制,也可以用「拍差(beat)」或「共鳴的重置」來解釋。用音樂來比喻的話,就像15位演奏者各自以不同的速度演奏,卻在某個瞬間,所有人同時踏上第一拍——那個瞬間,就在2分鐘後到來。

究竟會跳出什麼樣的舞蹈?

從啟動到2分鐘,15連擺不斷變換著表情。一開始整齊地搖擺,接著像海浪般起伏,然後看起來像是在旋渦中打轉,又或者左右分裂開來。同樣的圖案一次都不會重複。這是因為每條擺的「相位(時間差)」時時刻刻都在變化。用物理的語言來說,這可以稱為「相位干涉」所創造出的視覺藝術。
請務必看到最後。相信你一定能體驗到那種課本裡絕對找不到的「會動的藝術」。

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