Στις αρχές του 19^ου αιώνα, ο γνωστός Γάλλος φυσικός και μαθηματικός Ζαν Μπατίστ Ζοζέφ Φουριέ (Jean Baptiste Joseph Fourier), παρουσίασε έναν μαθηματικό αλγόριθμο ανάλυσης κυματομορφών.

Αργότερα, θα χρησίμευε -μεταξύ άλλων- και στη μελέτη των σεισμών. Αλλά, η υποδοχή που ο Φουριέ και ο αλγόριθμός του έτυχαν από την επιστημονική κοινότητα, δεν ήταν η… αναμενόμενη! «Τίποτα περισσότερο άχρηστο δεν μπορούσες να μελετήσεις;», αναρωτήθηκαν οι συνάδελφοι του, καθώς δεν έβρισκαν κάποια πρακτική εφαρμογή στην καθημερινότητα των πολιτών.

Η μελέτη του Φουριέ κατατέθηκε στο επιστημονικό αποθετήριο και μετά από περισσότερους από δύο αιώνες, αποτέλεσε το θεμέλιο για τη δημιουργία του Youtube, του mp3 (ήχος), του mp4 (βίντεο), του mpeg (κινούμενη εικόνα) και του jpeg (εικόνα)!

Όσο και αν φαίνεται παράδοξο, η σεισμολογία οδήγησε στη δημιουργία εφαρμογών και πλατφορμών που χρησιμοποιούνται ευρέως πλέον σε όλη τη γη. Τον τρόπο εξηγεί στο ET Magazine του Eleftherostypos.gr το μέλος του Εργαστηριακού Διδακτικού Προσωπικού (ΕΔΙΠ) του τμήματος Γεωλογίας του ΑΠΘ, Δρ. Οδυσσέας Γαλάνης.

«Η σεισμολογία είναι η επιστήμη με την οποία μετράμε την κίνηση που κάνει το έδαφος κάτω από τα πόδια μας. Κυρίως χρησιμοποιούνται τα σεισμόμετρα, τα οποία καταγράφουν την ταχύτητα και τα επιταχυνσιόμετρα, τα οποία μετρούν την επιτάχυνση που ενδιαφέρει εύλογα τους μηχανικούς», τόνισε. Όταν γίνεται ένας σεισμός, οι επιστήμονες καλούνται να βρουν το μέγεθος του και να προσδιορίσουν με ακρίβεια και με τρισδιάστατο τρόπο το επίκεντρό του. Και αρχικά, γι’ αυτή τη διαδικασία άρχισαν να αξιοποιούν την μέθοδο Φουριέ. «Μπορεί να ήταν σωστή, αλλά είχε και τα αρνητικά της. Όπως για παράδειγμα, ότι απαιτούνταν πάρα πολλές και σύνθετες πράξεις, με αποτέλεσμα να χρειάζονταν πολλά 24ωρα μέχρι να εξαχθεί το σωστό συμπέρασμα», υπογράμμισε ο Δρ. Γαλάνης.

Τα χρόνια και οι δεκαετίες περνούσαν και η μέθοδος Φουριέ εφαρμόζονταν, έστω κι αν ήταν μία επίπονη και μακρόχρονη διαδικασία. Το σκηνικό άλλαξε με την έλευση του… Ψυχρού Πολέμου και την έναρξη των υπόγειων πυρηνικών δοκιμών από τις δύο υπερδυνάμεις. Οι τότε επιστήμονες καλούνταν να επιβεβαιώσουν ή να διαψεύσουν αν η δόνηση που καταγράφηκε προκλήθηκε από σεισμό ή από πυρηνική έκρηξη. Τη δεκαετία του ’60, δύο Αμερικανοί μαθηματικοί πληροφορικής διαπίστωσαν ότι οι επαναλαμβανόμενες πράξεις της μεθόδου Φουριέ θα μπορούσαν να γίνουν με πολύ λιγότερες πράξεις και πιο γρήγορα. «Η διαδικασία ονομάστηκε γρήγορος μετασχηματισμός Fourier (fast Fourier transform – FFT) και έλυσε τα χέρια στους επιστήμονες, διότι μπορούσαν να υπολογίσουν γρηγορότερα και με ακρίβεια τις δονήσεις καθώς πρακτικά έκανε συμπίεση των δεδομένων», ανέφερε. Ακριβώς αυτή η συμπίεση με τη μέθοδο FFT του Φουριέ ήταν που έφερε πολλαπλή επανάσταση.

Στα μέσα της δεκαετίας του ’80, επιστήμονες αντιλήφθηκαν ότι το FFT θα μπορούσε να έχει εφαρμογή και στην καθημερινότητα των πολιτών. Έτσι, από τις αρχές της δεκαετίας του ’90 άρχισαν να κάνουν την εμφάνισή τους διαδοχικά και να «κατακτούν» τον κόσμο το mp3, το jpeg, το mpeg, το mp4 και τέλος το Youtube. «Όλα τους βασίστηκαν στη μέθοδο Φουριέ και την εξέλιξη του μέσω του FFT. Για να γίνει πιο κατανοητό και παίρνοντας ως παράδειγμα το mp3, ο ήχος χωρίζεται σε 100 συχνότητες/τόνους και ο αλγόριθμος παίζει μόλις τις δέκα που γίνονται αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί! Το ίδιο γίνεται με τις φωτογραφίες, όπου η ανάλυση συμπιέζεται με FFT και φτάνει στο σημείο που το ανθρώπινο μάτι μπορεί να καταλάβει αλλά και με το Youtube όπου το FFT έχει φροντίσει το αρχείο να συμπιεστεί σε ένα σωστό μικρό μέγεθος με στόχο να μπορεί να ‘χωρέσει’ σε έναν ιστότοπο αλλά κυρίως να ‘κατεβαίνει’ πιο γρήγορα από τη θέαση ώστε να μην ‘κολλάει’», υπογράμμισε ο Δρ. Γαλάνης.

Έτσι, οι ίδιες τεχνικές που επέτρεψαν στους σεισμολόγους να αναλύουν δονήσεις αξιοποιήθηκαν για να επιτρέψουν τη ροή και προβολή βίντεο με αποδοτικό τρόπο. Αν και το Youtube δεν σχετίζεται άμεσα με τη σεισμολογία, η χρήση της μεθόδου του Φουριέ αποτελεί χαρακτηριστική περίπτωση εφαρμογής επιστημονικών ανακαλύψεων στην καθημερινή ζωή. Μέσα από τη συγκεκριμένη διαδικασία, η μελέτη των σεισμών συνέβαλε έμμεσα στη γέννηση μιας πλατφόρμας που άλλαξε ριζικά τον τρόπο που οι άνθρωποι επικοινωνούν, εκπαιδεύονται και ψυχαγωγούνται.

Εν τέλει, η ιστορία του Youtube είναι ένα παράδειγμα του πώς η επιστήμη και η τεχνολογία αλληλεπιδρούν και εξελίσσονται, με αποτελέσματα που ξεπερνούν τις αρχικές τους εφαρμογές. Αυτό τονίζει τη σημασία της διεπιστημονικής συνεργασίας και της ευρύτερης κατανόησης του τρόπου με τον οποίο οι τεχνολογικές εξελίξεις μπορούν να μεταμορφώσουν ολόκληρη την κοινωνία.