مصالحه فیزیک و موسیقی

میدونید مشکل بین موسیقی و فیزیک از کجا شروع شد؟ بذارین بگم، از اینجا شروع شد که سازهایی مثل پیانو یا گیتار درست شدند...میدونید مشکل بین موسیقی و فیزیک از کجا شروع شد؟ بذارین بگم، از اینجا شروع شد که سازهایی مثل پیانو یا گیتار درست شدند. در این سازها تنظیم فرکانس نت خروجی در دست نوازنده نیست یعنی برخلاف سازهایی مثل خانواده ویلن یا اغلب سازهای بادی که نوازنده میتونه فرکانس نت خروجی رو تنظیم کنه، توی سازی مثل پیانو یا گیتار اینکار امکان پذیر نیست. خب حالا این چه مشکلی ایجاد میکنه؟ بذارید کمی شرح بدم، نسبت نت های یک گام ماژور برای آنکه در گوش شنونده حس ماژور رو القا کنه باید به اینصورت باشه :

I/I = 1/1 , II/I = 9/8 , III/I = 5/4 , IV/I = 4/3 , V/I = 3/2 , VI/I = 5/3 , VII/I = 15/8 , IIX/I = 2/1

که در اون I، II، III، IV، V، VI، VII، IIX درجات اول تا هشتم یک گام بزرگ هستند، یعنی در یک گام بزرگ نسبت درجه دوم به اول باید معادل 9 به 8 و نسبت درجه چهارم به اول باید معادل 4 به 3 و ... باشه. اینکه این اعداد از کجا اومده فعلا" فرض کنید که اون آقایونی که گام ماژور رو پیدا کردند بصورت گوشی سالها این فرکانس ها رو استفاده میکردند بدون اینکه متوجه این نسبت های مهم فیزیکی بشوند .

حالا یه لحظه بیایید مشکل رو نگاه کنیم، یک نوازنده ویلن که میخواد گام دو ماژور رو بزنه با گوش خودش محل نت C رو پیدا میکنه یا اصلا" با سیم آزاد اونو میزنه. حالا با تغییر انگشت خودش روی سیم فرکانسی رو پیدا میکنه که نسبت فرکانس اون با نت قبلی 9 به 8 هستش که میشه نت D. بعد باز انگشت خودش رو روی سیم حرکت میده و به نتی میرسه که فرکانس اون 5 به 4 برابر فرکانس نت اول یعنی C بوده و ... خب به این ترتیب خیلی راحت میتونه گام دو ماژور رو بزنه.

حالا اگه بخواد گام ر ماژور رو بزنه درجه دوم این گام که نت E هست نسبت فرکانسش با درجه اول معادل 9 به 8 خواهد بود، یعنی E/D=9/8 در گام ر ماژور. اگر همین نسبت رو در گام دو ماژور حساب کنیم میشه E/D=(E/C)/(D/C)= (5/4)/(9/8)=10/9 !!! جالب نه یعنی نسب فرکانس نت E/D در گام دو ماژور میشه 10 به 9 و درگام ر ماژور میشه 9 به 8 !!! این مسئله برای یک ویلنیست چیز مهمی نیست چون میتونه اونو اجرا کنه ولی یک پیانیست نمیتونه، اصلا" باید برای هر قطعه کوک عوض کنه!!! حتی بدتر یکمی دقت کنید بسته به اینکه تو چه گامی هستیم یک نت یقینا" pitch های متفاوتی داره !!! هرچند که تشخیص اون ممکنه برای گوش سخت باشه.
خب گفتیم که مشکل از اینجا پیش اومد که در یک گام ماژور نسبت فرکانس نتها به نت پایه بصورت یکنواخت بالا نمیرفت یعنی برای هر فاصله نسبت فرکانس نت به فرکانس نت پایه اینطوری بود :



فاصله: اولدوم کوچکدوم بزرگسوم کوچکسوم بزرگچهارم درست</B>نسبت : 1/125/249/86/55/44/3مقدار: 1.00001.04171.12501.20001.25001.3333




فاصله: پنجم کاستهپنجم درستششم کوچکششم بزرگهفتم کوچکهفتم بزرگهشتم اکتاونسبت :
  45/323/28/5005/39/515/82/1مقدار: 1.40631.50001.60001.66671.80001.87502.0000


حالا میشه خیلی ساده از روی این جدول نسبت فرکانس هر نت رو به نت نیم پرده قبلیش حساب کنیم.

که نتیجه اعداد غیر مساوی بدست میاد که همه اونها بین 1.04 تا 1.08 هستند. اگه همین الان یه کمی دقت کنید میشه به مشکل این گام ماژور پی برد گامی که در اون فاصله نیم پرده های بین نتها یکسان نیست. اگر چه ممکنه که برای گوش خیلی محسوس نباشه و اصلا" به این گام عادت کنه ولی پیاده سازی اون برای سازهایی مثل پیانو و گیتار غیر قابل تحمله!

راه حل خیلی ساده بود اینکه بیایم و فاصله یک اکتاو رو که میخواهیم 12 نیم پرده باشه، به گونه ای تقسیم کنیم که نسبت نتها یکی از آب در بیاد. کافیه یه تصاعد هندسی در نظر بگیرم و قدر نسبت رو حساب کنیم مثلا" برای نت C4 با فرکانس 261.63 هرتز که همون دو وسط هست و C5 با فرکانس 523.25 هرتز، نتیجه قدر نسبتی معادل 1.05946 در میاد. اختلافی که بدست میاد معادل حداکثر 5 هرتز بالا یا پایین تر از فرکانس اصلی نت هست. البته این مقدار کم نیست چون گوش حساس کاملا" میتونه اونو تشخیص بده اما به مرور زمان که استفاده از گام های غیر معتدل منسوخ شده گوش مردم و موسیقیدانان به گام معتدل آشنا شده و دیگه احساس بد صدایی از این گام ها بروز نمیکنه.

ما در این بحث از چند نکته خیلی ساده گذشتیم، اول اینکه این نسبت ها مثل 9 به 8 برای دوم بزرگ یا 3 به 2 برای پنجم درست و ... از کجا آمده اند؟ حداقل برای الان این موضوع خارج از مقوله هستش اما اگه خیلی مختصر بخوام اشاره کنم وقتی شما تاری رو مرتعش میکنید یا درون یک لوله صوتی میدمید این دو، علاوه بر فرکانس تشدید خودشون یک سری هارمونی هایی از فرکانس اصلی رو هم تولید میکنند. از قویترین هارمونی ها میشه به فاصله اکتاو و پنجم درست نام برد که خودشون رو خوب نشون میدند و ..... خلاصه اینطوری بگم که تمام این فواصل موسیقی که بوجود اومده پشتش محاسبات و قوانین فیزیک خوابیده یعنی این نسبت ها از روی هوا نیومده. حتما" یه روز راجع به اونها هم خواهم نوشت.