Huygensfontein


projectvoorstel van
Vincent Icke
© Alien Art – 2019

HuygensFontein2p


Inhoud

  • Concept
  • Wetenschap
  • Techniek
  • Kunst
  • Onderzoek
  • Betrokkenheid
  • Envoi
  • Contact
    •


    Concept
    Huygensfontein is een interactief kunstwerk waarin wetenschap, techniek en kunst op voet van gelijkheid vertegenwoordigd zijn. Zelfs de geschiedenis is erin aanwezig, omdat Huygens aan de Universiteit Leiden studeerde. Naast rechten en bestuurskunde, studeerde hij ook wiskunde bij professor Van Schooten en kreeg tekenles van Rembrandt. De conceptuele verbintenis tussen de kunst en de wetenschap in dit werk wordt gegeven door een soort gedachtensprong: maak trillingen en golven tastbaar door de wiskunde te vervangen door water. De wetenschap levert de grondslag voor het werk in de vorm van een abstractie: de golfvergelijking, een moderne vorm die een uitbreiding is van de oorspronkelijke theorie van Huygens. De techniek is deels verborgen, en deels zichtbaar in de vorm van de installatie waarin trillingen en golven worden opgewekt door ingrepen van de beschouwer. De kunst is uiteraard vertegenwoordigd door het werk zelf, versterkt doordat dit een interactief werk is, speciaal ontworpen voor de openbare ruimte. Het beeld moet als kunstwerk op zichzelf staan, maar de kracht en de aard ervan zijn mede ontleend aan de wetenschappelijke inhoud, gegeven door Huygens’ beschrijving van trillingen en golven.
    Dit kunstwerk is bedoeld voor de openbare ruimte en is interactief. Er zijn twee belangrijke redenen om de beschouwer uit te nodigen aan het werk deel te nemen. Ten eerste: wetenschap en kunst zijn er om te delen, niet om op een voetstuk te plaatsen of in afzondering. Ten tweede: als duidelijk is dat men het mag aanraken en gebruiken, zal men er waarschijnlijk zorgvuldiger mee omgaan dan wanneer het werk zich als het ware van de beschouwer afkeert.

    Wetenschap
    Christiaan Huygens beschreef zijn theorie over trillingen en golven in zijn boek Traité de la Lumière (1790). Sindsdien staat die theorie bekend als het “Principe van Huygens”. Gedurende anderhalve eeuw was dit de theorie die onder andere de fysische optica beschreef en verklaarde. Door mijn jarenlange pogingen om wetenschap inzichtelijk te maken, ontstond stapsgewijs de aanpak die de basis is voor dit kunstwerk.

    HuygensPrincipleWaterDrop 
    Een steen die in stilstaand water geworpen wordt veroorzaakt een cirkelvormig uitdijende golf. Op die vorm baseerde Huygens zijn theorie. Zo’n cirkel is een bijzondere en beperkte vorm, want het aantal manieren waarop trillingen en golven kunnen bewegen is eindeloos. Voor dit werk is een bijzondere vorm gekozen, namelijk trillingen en golven op een cirkel. Door deze beperking ontstaat een veelheid van patronen, die worden opgewekt door interactief ingrijpen van de beschouwer.
    Golfpatronen van deze soort hebben grote en diepe betekenis in de natuur. Er is een direct verband met de structuur van atomen, in de vorm van de quantummechanica, vroeger ook wel ‘golfmechanica’ genoemd. Elektronen in een atoom bewegen niet, maar ‘zijn aanwezig’. De ruimtelijke vorm die zo’n elektron aanneemt is afgeleid van een golfpatroon. Sterren en planeten (dus ook mensen) danken hun bestaan aan trillingen van energie en materie in het piepjonge Heelal. Toepassingen van trillingen en golven zijn overal: muziek, radar, mobiele communicatie, een eindeloze lijst.
    HydrogenAtom
    Quantumgolven hebben een specifiek ruimtelijk patroon. Daardoor hebben ook moleculen een duidelijke vorm. Die “staande golven” bepalen de eigenschappen van moleculen, tot en met DNA en daar voorbij, en dus ook de eigenschappen van onszelf. In dit kunstwerk staat echter maar één vorm centraal, namelijk de trilling van een cirkelvormig wateroppervlak. In de Huygensfontein worden de trillingen zichtbaar door de golven in het water dat in het middelpunt van de fonteincirkel opwelt. In mijn onderzoek heb ik berekeningen uitgevoerd over het trillingspatroon van de fontein.
    De ideale vorm van de kuip zou een kegel zijn, maar dat is te duur. Berekeningen laten zien dat een veelvlakkige bodem een redelijke benadering is, mits die uit 12 of meer vlakken bestaat. Experimenten met een schaalmodel moeten uitwijzen of dat goed genoeg is om het symmetrische golfpatroon te laten ontstaan, maar ik verwacht van wel.

    Techniek
    De opstelling bestaat uit een twaalfhoekige kuip van RVS van 5 à 6 mm dikte en een diameter van plm. 4 meter (afhankelijk van kosten en plaats van opstelling). De rand van de kuip is afgewerkt met een RVS buis, waarin groeven zijn aangebracht om het water over de rand te laten lopen in dunne parabolische stralen die belanden in een filtergoot. Aldus ontstaat een vlak bassin met een diepte van 40 à 50 cm. De kuip is waterpas geplaatst op een sokkel, gelijk met de bestrate ondergrond. Het gefilterde water stroomt midden onder in de voetplaat naar binnen.
    HuygensFonteinTrilpanelen
    Het water wordt in trilling gebracht door drukpaneeltjes die hydraulisch worden aangedreven door een aparte pompinstallatie naast de kuip. De beschouwer kan kiezen welke panelen gaan trillen. Daardoor ontstaat er aan het oppervlak een bijzonder golfpatroon, afhankelijk van de keuzes van de beschouwer.
    De besturing gebeurt door middel van een aanraakscherm op een sokkel naast de kuip. In die sokkel bevindt zich de electronische besturing en liefst ook de pompinstallatie. Het schrijven en implementeren van de software is een onderdeel van de techniek van de installatie. Daarmee hebben wij reeds ervaring, dankzij de installatie Het Principe van Huygens die onder andere heeft gedraaid op de Huygens-tentoonstelling in de Grote Kerk te Den Haag.
    HuygensFonteinLichtbronnen
    De rimpelingen van het trillende wateroppervlak worden extra zichtbaar gemaakt door led-lampen vlak onder de omtrek van de kuip. Die lampen werpen horizontale waaiervormige bundels licht. Door de bijzondere eigenschappen van de lucht-watergrens ontstaan gebieden van zgn. totale weerkaatsing van de invallende stralen van onderen tegen het wateroppervlak. In bijgaande illustratie zijn de lichtbundels voor de duidelijkheid geschetst als gele sectoren, maar het licht zal in werkelijkheid wit moeten zijn. Het technische onderzoek zal zich in eerste instantie richten op het bouwen van een schaalmodel; een van de voordelen van dit kunstwerk is dat zo’n proefopstelling mogelijk en leerzaam is. Daarmee zal worden gekeken of de opzet werkt zoals voorzien. Ook de kwantitatieve resultaten zijn hier van groot belang, zoals bijvoorbeeld de trillingsfrequenties en de golfpatronen (zogenaamde ‘eigentrillingen’) van de kuip. Over dit aspect is al enig overleg geweest met collega’s van de faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen van de Universiteit Leiden, hun Fijnmechanische Dienst, en constructiebedrijf GOBA. Het is wenselijk hen nauw te betrekken bij het onderzoek en de constructie. De technische productie, inclusief schaalmodellen en onderzoek daarvan, zou een afstudeerproject van een student kunnen zijn.
    Zodra een goed werkende vorm is bereikt, moet worden onderzocht hoe deze zo goedkoop mogelijk op ware grootte kan worden geproduceerd. Veel van de verdere technische aspecten van het voorgestelde werk zijn min of meer standaard ‘loodgieterswerk’, zoals kringloop van water, filtering, pijpfitting en dergelijke. Ook de bouw en plaatsing zijn een zaak van tamelijk gewoon constructiewerk. De levering van de nodige elektrische stroom is een extra punt van aandacht, omdat het uiteraard het beste zou zijn om de installatie overdag te laten werken op zonne-energie.

    Kunst
    Omdat dit een projectvoorstel is, zou het kunnen lijken alsof het voorgestelde beeld niet kan worden genoten zonder uitleg. Maar een kunstwerk behoeft geen gebruiksaanwijzing. Ongeacht al het denken, ontwerpen en onderzoeken dat in het voorgestelde beeld besloten ligt, hoort het uiteindelijke resultaat autonoom te zijn. Bovenstaande wetenschappelijke inleiding zal dan alleen dienen als verdieping voor allen die de oorsprong en achtergrond van het kunstwerk willen leren kennen.
    HuygensFonteinTrilling
    Het beeld ontleent zijn visuele kracht aan de beweging van het water, en dus ook aan de deelname van de beschouwers. Het is dan ook van groot belang dat het werk wordt opgesteld op een vrij toegankelijke plaats waar veel mensen langskomen. De wis- en natuurkunde zijn, als het ware, tastbaar gemaakt door middel van het water. De elektronica van de installatie wordt zodanig geprogrammeerd dat het water af en toe, op willekeurige tijden, ook in beweging wordt gebracht wanneer zich niemand aandient om het paneel te bedienen. De trillingen van wateroppervlak doen ook de overloopstralen bewegen, wat het geheel een nog levendiger aanblik geeft.
    Bijgaande schetsen geven een indruk van de gehele opstelling. Uiteraard is het hier niet mogelijk om voldoende realistisch te zijn. Vooral het dynamische aspect – de beweging van het water – is niet weer te geven. Ook de val en weerkaatsing van het zonlicht moet erbij worden gedacht.
    In schemer en donker krijgt het werk er nog een dimensie bij door de kring van led-lampen net onder het wateroppervlak. Hun licht wordt dan geleid door interne weerkaatsing in de waterlaag en geeft een betoverend effect (overigens is dat een verdere verwijzing naar het werk van Huygens).

    Onderzoek
    Wetenschap en kunst hebben heel veel gemeen. Het belangrijkste aspect dat hen verbindt is onderzoek. Dit voorstel is beslist geen blauwdruk voor een werk dat ‘alleen nog maar’ uitgevoerd hoeft te worden. Het wetenschappelijke deel staat vast, en het technische deel is realistisch. Maar wel moet nog worden onderzocht wat de beste uitvoering is. Achter het woordje ‘beste’ gaat veel schuil, bijvoorbeeld overwegingen van hydraulica, productiemethoden, kosten, en uiteraard ook esthetische zaken. In verband daarmee moet ook worden onderzocht waar het werk het beste geplaatst kan worden.

    Betrokkenheid
    De Huygensfontein zal niet alleen als werkend kunstwerk interactief zijn. Het gehele proces van ontwerp, onderzoek en techniek wordt op tal van manieren met de stad gedeeld. Samen met leerlingen van diverse relevante opleidingen in Leiden worden foto’s, filmpjes/vlogs/podcasts/posters gemaakt voor YouTube, lokale omroepen, kranten, websites, en andere sociale media. Een website voor dit project behoort daarbij.
    Met grote regelmaat worden de communicatieproducten zodanig verspreid, dat zoveel mogelijk Leidenaren er kennis van kunnen nemen. The making of, en vervolgens de ingebruikname, worden daardoor publiek bezit. Dit is passend voor het thema Kunst en Wetenschap. Daarbij is de verwachting dat het werk daardoor ingeburgerd raakt en de bewoners van Leiden het waar nodig zullen beschermen tegen vernielzucht en vervuiling (overigens is het werk door de materiaalkeuze al zo robuust dat vernielzucht er weinig vat op zal kunnen krijgen).

    Envoi
    Dit is een voorstel, geen kant-en-klare bouwbeschrijving. Onderzoek is een basisbestanddeel van kunst en wetenschap. Een aantal aspecten moet actief, kritisch en in detail worden onderzocht. Alleen het wetenschappelijke deel, namelijk de wis- en natuurkunde van trillingen en golven, is af. Het kunstzinnige deel moet worden verscherpt en verfijnd door het maken van nog realistischer gedrag van het uiteindelijke beeld, om het werk op schaal verkleind te testen alvorens het wordt uitgevoerd. Vooral het technische deel van de installatie moet stapsgewijs worden ontwikkeld, met een wakker oog voor uitvoerbaarheid, schaal, kosten, levensduur, en robuustheid. Wat dat laatste betreft is het van groot belang steeds te beseffen dat het werk is bedoeld voor de openbare ruimte. Het moet dus voldoende bestendig zijn, en de werking ervan mag geen milieuschade opleveren.

    Contact
    Voor informatie over dit project kun je per mail contact opnemen met Vincent Icke en/of Charlotte Icke-Lemmens.

    Terug naar de hoofdbladzijde

    Deze webstek verandert op veranderlijke wijze

    Laatst gewijzigd op 02-10-2019

    Sleutelwoorden: Beeldende kunst - Wetenschap


    This Page Changes in Unpredictable Ways

    Last Modified 02-10-2019

    Keywords: Visual Art - Science