樹木流失譜成音樂 [音訊]

資料轉化為音樂,揭示了一個奇怪的場景:在變暖的世界中死於冰凍

儘管勞倫·奧克斯 (Lauren Oakes) 在斯坦福大學攻讀博士學位期間花費了無數時間走訪阿拉斯加偏遠地區,仔細研究黃杉的測量資料和照片,並最終發表了她的研究成果,但她即將以一種新的方式體驗她的資料。

在一個週末開車去內華達山脈的旅行中,她把車裡的音量調得很大,然後按下了播放鍵。一架瀑布般的鋼琴加入了長笛、大提琴和其他樂器的演奏。隨著樂曲的繼續,鋼琴高音的斷奏逐漸讓位於較低、更斷斷續續的音符,最後以一串絃樂結束,留下了一種仍待譜寫的樂章的感覺。

奧克斯剛剛聽到了阿拉斯加黃杉森林中氣候變化的聲音以及它已經改變景觀的方式。但這不僅僅是一位作曲家對她研究的印象。她剛剛聽到了她的資料——這些資料是經過多年精心收集和研究的——從數字和圖表轉化為音樂。


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她說:“聽到我花了多年時間才理解的模式真是不可思議。”

這首樂曲有可能改變研究人員和公眾與資料互動的方式。基於資料的音樂有可能向科學家揭示新的模式,並將資料從深奧的經驗正交函式、p 值和克魯斯卡爾-沃利斯檢驗的語言中解放出來,轉化為每個人都能理解的語言。

奧克斯剛剛聽到的研究成果來自尼克·索 (Nik Sawe),他當時是斯坦福大學的博士生,也是現在的研究員。在聽完一個關於使用一種名為資料聲音化的技術從癲癇發作資料中製作音樂的講座後,他給大學裡的一群同學發了電子郵件,希望能找到一些可以轉化為音樂的資料。

他說:“當你看到醫生可以分析的讀數時,它看起來就像噪音。”“但是當你聽到一個揚聲器播放健康大腦的聲音,另一個播放受損大腦的聲音時,你可以聽到這種結構化噪音的差異。”

索認為,如果它對醫學資料有效,那麼它對環境資料也應該有效。他編寫了一個計算機程式,該程式本質上是將資料讀取為樂譜,很像自動演奏鋼琴。

而奧克斯的工作呈現了一個引人入勝的片段。森林裡有多種樹木,並且隨著氣候變化導致黃杉的死亡,出現了一個清晰的程序。氣溫上升正在大量減少積雪,但當仍然頻繁的寒潮來襲時,沒有足夠的絕緣材料來保護雪松的淺根,所以它們會死亡。

這是一個奇怪的場景——在變暖的世界中死於冰凍——但這可能會對阿拉斯加最具文化和經濟意義的樹木之一產生深遠的影響,因為它正在消失,而其他不太有價值的樹木正在取代它。

奧克斯現在是斯坦福大學的講師,她說:“在文化上,它們在雕刻中使用了大約 9000 年。”“從經濟角度來看,它們是阿拉斯加最有價值的針葉樹。儘管目前它們在森林密度中所佔比例較低,但在阿拉斯加出售木材時,它們往往會推動木材銷售。”

這就是為什麼索收集了奧克斯的資料並將其轉化為曲調。雖然計算機演奏了音樂,但索幫助安排了樂曲,使其有意義。他根據樹木在森林中的作用將不同的樹木分配給不同的樂器(但在西特卡雲杉的情況下,他將其分配給大提琴,因為它是一種常用的大提琴製造木材),並確定了一個調性,以便所有演奏者都在同一頁面上(在這種情況下,是相當不祥的 D 小調)。

樂曲中的每個音符都來自奧克斯研究地點的一棵樹,而音高則表示樹木的年齡,響度則表示樹木的大小。所有部分都由計算機使用樂器數字介面 (MIDI) 演奏,該介面更常被稱為其不太古怪的首字母縮寫詞 MIDI。

這首樂曲共同傳遞了一個變化中的森林。索還單獨分離出鋼琴作為獨奏曲,以突出黃杉正在發生的事情。在這種情況下,讓人想起菲利普·格拉斯的活潑音符,到最後逐漸變成哀歌,因為沉默的間隙和單音主導了樂曲。

索並不是一名專業的作曲家,他研究的是如何利用神經學和經濟學的結合來分析我們為什麼對環境做出決定,但他是一個想要將複雜資料變得易於理解的人。

他說:“透過資料聲音化,如果你聽資料而不是看資料,你可以處理更多的維度。”“一方面,這對科學家很有用,但另一方面,你可以從阿拉斯加的 2000 棵樹中提取資料,並給別人一個 20 秒的描述,說明這首歌在描繪什麼,他們就能理解,這意味著它在向人們分享這些敘事方面具有巨大的潛力。”

對於奧克斯來說,這正是她在回覆索的最初電子郵件時所希望的。她希望她的資料足夠引人入勝,以至於人們不得不停下來關注它。

早期的反饋表明,該專案已經實現了一些潛力。加州科學院已與他們聯絡,希望舉辦一場公開活動,而斯坦福大學也表示有興趣讓室內樂團現場表演這首曲子。索已經開始與蒙特雷灣水族館研究所合作,探索他們的一些太平洋資料,以便在未來開展另一個數據聲音化專案,這可能會為氣候變化的配樂新增另一首歌。

雖然資料聲音化仍然遠離主流科學過程,但音樂可能是將氣候研究從學術期刊的頁面帶入我們生活的關鍵。它可能會提醒我們,我們都是作曲家,我們的選擇將決定下一個樂章的聲音。

本文經 氣候中心 許可轉載。該文章於 2016 年 9 月 20 日 首次釋出

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