Бронзовые пластины гамелана звучат не по единому камертону: каждый оркестр на Яве держит собственный строй, и два соседних ансамбля могут играть одну мелодию в чуть разных интервалах. Этот факт стал отправной точкой для необычного эксперимента: учёные перевели 155 лет температурных аномалий Тихого океана в ноты двух яванских ладов и посмотрели, как звук сохраняет динамику климатического хаоса.
Климатическое явление Эль-Ниньо — Южное колебание (ЭНСО) напоминает маятник, который качается нерегулярно: тёплая фаза сменяется холодной с периодом от двух до семи лет, причём тёплые отклонения бывают резче холодных. Обычно такие колебания показывают графиками, но график задействует только зрение. Слух же чутко улавливает повторяемость и временную структуру, поэтому данные перевели в звук — этот приём называют сонификацией. Вопрос стоял так: насколько точно акустический слепок передаёт хаотическую природу исходной системы и как на это влияет выбор музыкального лада.
Чтобы отделить быстрые колебания от медленных, ряд температурных аномалий разложили на четыре временных масштаба с помощью скользящих средних. Из этих масштабов собрали четыре композиционные стратегии: слоистую, где все масштабы звучат одновременно; чередующуюся, где они сменяют друг друга; мелодическую, где один масштаб ведёт, а другой аккомпанирует; и спектральную, где пять главных частот управляют тембром. Полученные аудиофайлы разобрали на кадры, извлекли две характеристики звука — яркость (спектральный центроид) и энергию — и построили траектории в двумерном пространстве этих характеристик.
Оказалось, что выбор лада и стратегии резко меняет поведение траекторий. Чередующиеся режимы дали самую высокую возвратность: траектория часто возвращалась в уже посещённые области, как человек, который ходит по знакомым тропам. Слоистые режимы, наоборот, разбросали траектории по большей площади, но реже возвращались. Связь между яркостью и энергией тоже разошлась: у пелога она была сильно отрицательной — чем выше нота, тем тише звук, а у слендро почти нулевой, причём слоистый слендро дал положительную корреляцию. Это раздвоение не было заложено заранее: оно возникло из взаимодействия интервальной структуры лада и алгоритма отображения.
Работа даёт инструмент для сравнения любых сонификаций сложных сигналов. Раньше не было ясности, сохраняет ли звуковое представление динамическую структуру источника, а теперь можно измерить это через площадь выпуклой оболочки, длину пути, индекс исследования и возвратность. Методика пригодится в климатической коммуникации, где звук способен донести тревожные тренды до тех, кто не привык читать графики, и в музыкальной информатике, где важно понимать, как алгоритм отображения влияет на восприятие. Бронзовые пластины гамелана, настроенные по-своему в каждой деревне, оказались не просто экзотикой, а чувствительным прибором для изучения хаоса.
Гамелан настраивается не по единому стандарту: каждый оркестр имеет собственный микротоновый строй, называемый «эмбет», который делает его звучание уникальным. В работе использовано приближение равномерной темперации, поэтому настоящий яванский гамелан звучал бы иначе.