لقرون، شكّل صهيل الحصان لغزًا صوتيًا. يتعارض مع القاعدة بأن الحيوانات الكبيرة تصدر أصواتًا خافتة، إذ إنه نغمة حادة، بالإضافة إلى ذلك، تنتشر لمسافات طويلة. هذا الصوت المزدوج، المستخدم للتعبير عن الحالات العاطفية، حير علماء الطبيعة مثل كونت بوفون. لم تتمكن الفيزياء التقليدية من تفسير كيف يمكن لصوت عالٍ كهذا أن يسافر بعيدًا إلى هذا الحد، محافظًا على اللغز دون إجابة ميكانيكية واضحة.
المحاكاة الحاسوبية وديناميكيات السوائل تكشفان الآلية 💻
جاءت الحل بفضل نماذج حاسوبية متقدمة ودراسة ديناميكيات السوائل في الطرق التنفسية العلوية للحصان. اكتشف الباحثون أن الصهيل يُنتج من خلال مزيج من نوعين من تدفق الهواء في الحنجرة: التدفق الطبقي والتدفق المتلاطم. الأول ينتج النغمة الثابتة لـ الصفير، بينما الثاني يولد التقلبات لـ الغناء. هذه التفاعل يخلق الصوت ثنائي المرحلة الخاص، الذي يُعرض بكفاءة بفضل شكل المجرى الصوتي الحصاني.
من بوفون إلى التصيير: عندما يحتاج حصان إلى حاسوب فائق 🖥️
من المثير للاهتمام التفكير في أننا احتجنا إلى مجموعات معالجة وخوارزميات ديناميكيات السوائل الحاسوبية (CFD) لفهم صوت رافق الإنسان منذ العصر الحجري القديم. بينما كان كونت بوفون يراقب بأذن واعية وقلم في يده، يقوم اليوم فريق من العلماء بتنفيذ محاكيات تستهلك طاقة أكثر مما استخدمه الحصان للصهيل. يبدو أن الطبيعة، أحيانًا، تحتفظ بأسرارها خلف باب لا يفتح إلا ببطاقة رسومات عالية الجودة.