نویز قهوه ای (brown noise) نوعی صدا با فرکانس پایین است که به اصطلاح باعث ایجاد حرکت براونی می‌شود. ربطی به رنگ ندارد! نویز قهوه ای نام خود را از گیاه شناس اسکاتلندی قرن نوزدهم رابرت براون (Robert Brown) گرفته است، که نوعی حرکت میکروسکوپی تصادفی را کشف کرد که اکنون به عنوان حرکت براونی نیز شناخته می شود.
نویز قهوه ای به نویز براونی نیز معروف است زیرا تغییر آن در سیگنال صوتی از لحظه ای به لحظه دیگر تصادفی است. نویز قهوه ای به عنوان «صدای قرمز» نیز شناخته می‌شود و با تاکید زیاد بر صداهایی با فرکانس پایین مشخص می‌شود.
احتمالاً بدون اینکه متوجه شوید، بارها و بارها صدای قهوه‌ای را شنیده‌اید!
صدای غرش آبشار، رعد و برق یا باران شدید بسیار نزدیک به صدای قهوه ای است و بسیاری از مردم این صدا را آرامش بخش و گوش نواز می‌دانند.
چه کسی حرکت براونی را کشف کرد؟
رابرت براون، گیاه شناس اسکاتلندی، در سال 1827 هنگامی که از طریق میکروسکوپ به دانه‌های گرده معلق در آب نگاه می کرد، صدای براونی را کشف کرد.
در کمال تعجب او، به نظر می‌رسید دانه های گرده می‌رقصند و در اطراف حرکت می کنند!
او نتوانست درآن لحظه توضیحی ارائه دهد، اما مشاهدات خود را به دقت برای آیندگان ثبت کرد و دانشمندان بعدی به افتخار او این رفتار را «حرکت براونی» نامیدند.
نویز قهوه ای به نوعی شاخه ای از حرکت براونی است. ارز آگیون (Erez Aghion)، استاد دپارتمان شیمی در دانشگاه ماساچوست بوستون میگوید:
من یک بار آزمایشی مشابه آزمایش رابرت براون را با یک دانش آموز انجام دادم و مشاهده حرکت این ذرات برای من بسیار جذاب و حیرت اور بود. درواقع این پدیده را به این شکل توصیف میکنم که ما چیزی کاملاً منحصر به فرد در کل جهان علم داریم که شبیه «جادو» است!
او درادامه گفت: برای من باورنکردنی است که نه تنها ما یک مدل ریاضی دقیق داریم که می‌تواند حرکت میکروسکوپی تک تک ذرات را به خوبی توصیف کند؛ بلکه این مدل ویژگی‌های ماکروسکوپی گرده را به عنوان یک مجموعه کاملاً توضیح می‌دهد.
در مقاله‌ای که در سال 1905 در مجله Annalen der Physik از مجموعه مقالات انیشتین منتشر شد، حرکت ذرات میکروسکوپی را در نتیجه برخورد مداوم اتم‌ها یا مولکول‌های مجزا به یکدیگر توضیح داد، که یک مورد محکم برای وجود اتم‌ها را ارائه می‌کند.
انیشتین متوجه شد که هر ذره میکروسکوپی، مانند دانه‌های گرده که برای اولین بار توسط براون مشاهده شد، دائماً توسط همسایگان خود بمباران می شود.
به عنوان مثال، یک مولکول هوای معمولی، تریلیون بار در هر ثانیه با مولکول‌های دیگر هوا برخورد می کند.
در طی دوره های زمانی طولانی، این برخوردها یکدیگر را خنثی می کنند. ضربات یک طرف تقریباً با ضربات طرف دیگر برابر است، اما در پنجره های زمانی، ضربات ناهموار هستند و برخورد های تصادفی ذره را به یک جهت می فرستند!
اما لحظه ای بعد تعادل در جهت دیگری تغییر می‌کند و ذره در جهت دیگری حرکت می کند. به نظر می‌رسد که ذره از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت می‌کند و همه این ها به دلیل آن برخوردهای تصادفی میباشد.
این حرکت و تغییر، تصادفی نامیده می شود و حرکت براونی نوع خاصی از حرکت تصادفی است. در هر لحظه، ذره می تواند در یک جهت تصادفی حرکت کند و اندازه گامی که ذره طی می کند نیز هر بار تغییر می کند.
در بیشتر مواقع، برخوردها فقط کمی خارج از تعادل هستند که منجر به یک ضربه کوچک می شود، اما به ندرت برخوردها در یک طرف بسیار بزرگتر است و به ذره پرش بزرگتری می دهد.
هم جهت و هم اندازه گام ها در حرکت براونی تصادفی است، اما گام های بزرگتر نادرتر از گام های کوتاه تر هستند.
نویز قهوه ای چگونه ایجاد می‌شود؟
انیشتین متوجه شد که حرکت یک ذره میکروسکوپی منفرد نتیجه ترکیبی از برخوردهای تصادفی بی‌شمار است و با گرفتن فعل و انفعالات کاملا تصادفی و جمع کردن همه آنها با هم، به حرکت براونی ختم می‌شود.
نویز قهوه ای شبیه نویز صورتی است که به طور مستقیم به تناسب فرکانس بالاتر کاهش می یابد، اما در فرکانس های پایین تر با قدرت بسیار بیشترافزایش می یابد.
نویز قهوه‌ای فرکانس‌های پایین‌تر را بیشتر از نویز صورتی تقویت می‌کند و صدای آرامش‌بخش عمیقی تولید می‌کند که مطمئناً صدای بیرون را فیلتر می‌کند و به طور بالقوه بدن شما را برای بهبود خواب راحت می‌کند.
اثرات
باور بر این است که در مقایسه با شرایطی که سکوت کامل برقرار باشد کمی نویز در پس زمینه میزان هشیاری مغز را افزایش می‌دهد و محرک فعالیت ذهنی است.
استقبال عمومی مردم از نویز قهوه‌ای به دلیل نیاز افراد برای گریز از پریشانی‌ها و سردر‌گمی‌های دنیای امروز و هم‌چنین افکار و ذهن در‌هم‌پیچیده و ناآرام خودشان است.
نویز قهوه ای به افراد کمک می‌کند تا تمرکز بیشتری داشته باشند و راحت‌تر به‌خواب بروند و حتی در بهبود و درمان اختلال‌های عصبی ـ رشدی مانند اختلال کم‌توجهی و بیش‌فعالی مؤثر است.
هشتگ #brownnoise بیش از ۸۶ میلیون بار در شبکه اجتماعی تیک‌تاک استفاده شده است که کاربران فواید و اثرات این نویز را به اشتراک گذاشته اند.