HiFi Clubのコラムを翻訳掲載

連載コラムを開始します。

2015年の夏休みに、母校の高校で教養科学を講義したことがあるが、頼まれた講義のテーマは「科学哲学」だった。私はKarl Popperの反証可能性(falsifiability)と、Thomas Kuhnのパラダイムを強調し、「科学とは何か?」についての講義を3日間行った。考える内容が豊富なのは間違いないと考えていたが、授業を聞く学生の立場では、それほど面白いテーマではないだろうと思った。それで2016年の冬休みに、私に自由なテーマでもう一度講義させてほしい頼んだ時、高校生達に楽しく科学の話しをするためには、どのようなテーマを選ぶか真剣に悩んだ。

その時に思ったのが、いくら科学に関心がなくても、音楽なら学生たちも興味を持つだろうということだった。波動力学の内容と音階の内容で「音楽と物理学」というテーマで講義しようと決めた。テーマが決まれば、関連内容を調べてまとめる長い準備期間が続いたが、講義資料を作るのには膨大なネットの資料とともに、アメリカで買ったNicholas Giordano教授の著書「Physics of the Piano」が非常に役だった。前回の講義よりも、「音楽と物理学」の講義資料には視聴覚資料をできるだけ多く用意した。特にyoutube演奏映像が多かったが、これらの映像は学生たちの好奇心の刺激や理解の向上に非常に効果的だった。

テーマが身近なせいか、講義は前回よりもとても良くできた。私は講義が終わった後、パワーポイントのスライド資料をウェブページに編集してホームページに掲載しようと考えた。国語や英文の資料をインターネットで無数に見られ、情報の海に類似品を1つ増やすだけかとも思ったが、それでも新しい見解と構成で作った資料なので、多くの方に音楽と物理学に対する情報をより分かりやすく伝われば良いという願いで作業を進めるようになった。

そして私個人のホームページに掲載していた内容を、HiFi Clubのサイトに掲載してもらうことになり、多少編集し、再推敲もしてこのコラムになった。ホームページに掲載していた内容は6本だったが、このコラムではサイトに合わせて内容を追加して8編構成とした。開始に先立って、講義資料、初のスライドに書いておいた講義概要を下に移す。

本講座では波動の物理学によって、音楽を演奏するのに使われる道具の楽器がどのように音を出し、その特徴が何かを考察し、さらに楽器の音が調和して作る音楽を科学的に理解するため、基礎的なレベルでの音階と和声発展の歴史を取り上げる。

ザックス=ホルンボステル分類分類

楽器の定義は「音楽を演奏するために使う器具を総称していう言葉」だ。人類社会は太古から音楽と共に生活しており、その結果、各地域と文化ごとに多様な楽器が発展して今に至っている。もちろん私たちが一般的に考えている楽器は、広く普及して知られている西洋楽器がほとんどであるが、東アジアで数千年前から存在してきた楽器を考えてみると、またそれぞれ中国、韓国、日本だけで見られる独特な楽器の形と音を考えると、事実上、数え切れないほど多くの楽器が我々人類と一緒にあったと考えられるだろう。

ところが、たとえ楽器ごとに姿や音色は違っていても、同種の物が大概は存在する。例えばアジアの各地の存在する小琴と大琴は大きが違っていても形態と演奏方式は近い。文明圏が違っても、これらのものを見つけることができるが、例えば西洋のリュート(lute)と東洋の琵琶は、他の楽器であってもかなり似ている。「旧約聖書」の詩篇では、ラテン語の聖書でソルトリー(psalterio)と大きな音のするシンバル(cymbalis benesonantibus)と書かれている楽器が、共同翻訳聖書では琴とジャバラと無理なく翻訳されているのを見ると、古今東西を問わず、似たような形と演奏法を持った楽器は簡単に見つけることができるようだ。自然に似た楽器たちは同種で集まり、互いに他の楽器が一緒に使用され演奏行為が行われる時、これらの楽器群内で類似性と異なる楽器群同士は、合奏の際に明らかに重要に考慮されたのだ。さらにグローバル化によって、異なる文化圏の音楽文化と接するようになり、楽器の交流と理解はそれまでよりもっと深くなり、このような音楽発展はついに楽器の分類を真剣に考察するきっかけを作った。

普遍的に楽器を分類する方法は、演奏形態によるもので以下の通りである。この分類法はかなり直観的であるので分かりやすく、また有名な楽器は以下のように簡単に分類できる。

1.弦楽器(strings):弦は楽器を意味する。弓を利用して演奏する。バイオリン、琴など。

▲代表的な弦楽器であるバイオリン

2.管楽器(wind):管は筒を意味する。中が空洞となっている管によって演奏する。フルート、ホルンなど。

▴代表的な木管楽器(woodwind)のフルート(左)と、金管楽器(brass)のホルン(右)

3.打楽器(percussion):打は叩くという意味。 物体を叩いて演奏する。ティンパニ、銅鑼など。

▴代表的な打楽器のシンバル(cymbals)

4.鍵盤楽器(keyboard):鍵はカギ(key)、盤は平らな板(board)を意味し、keyboardの訳語である。指で打つように作られた鍵盤を用いて演奏する。ピアノなど。

▴代表的な鍵盤楽器のピアノ

5.電子楽器(electronic):電子機器を使って演奏する。電子ヴァイオリン、電子キーボードなど。

▴電子楽器の一つであるEWI(Electric Wind Instrument)

ところが「演奏する形」の定義と区別が曖昧なのが問題だ。いくつかの楽器では、異なる他の楽器分類にも入れることができる問題が発生する。例えば次の映像を見てみよう。

▴Ted Yoderのハンマーダルシマー(Hammered Dulcimer)の演奏映像

多くの人はハンマードダルシマーを弦楽器に分類する。なぜならバーを使って演奏する楽器だからだ。しかし私たちが一般的に思い浮かべる弦楽器とは違い、ハンマードダルシマーは両手に持った棒で線を叩いて演奏する。したがって演奏方式は打楽器に近い。この楽器は弦楽器か、打楽器か?2つの楽器に該当する場合として、打弦楽器という新しい分類を提案する者もいる。しかし、このように新しい楽器が登場するたびに、その時その時に分類をしていたら、いい加減なだけでなく人々を混乱させるだろう。したがって我々は、より科学的かつ体系的な楽器分類法が必要だということが理解できる。

このような問題を解決しようと多くの音楽学者らが楽器を分類したが、この分野に最も大きな影響を与えた二人がいる。オーストリアの民族音楽学者であるエーリヒ・フォン・ホルンボステル(Erich von Hornbostel)と、ドイツ生まれの音楽学者であるクルト・ザックス(Curt Sachs)だ。彼らは1914年に共同で「ツァイトスリフト ファ エトノロジー(ZeitschriftfürEthnologie)」という雑誌に、今後の楽器分類法の発展に大きな影響を与えた、とても有名な論考を掲載した。これらの研究によって、楽器に対する研究は楽器学(organology)という分類名を持ち、独自に発展することになった。

▴エーリヒ・フォン・ホルンボステル(左)、クルト・ザックス(右)

これらの分類法は、楽器が音を出す原理、つまり発音原理に焦点を置いている。人がどのような方法で演奏するかは全く重要ではなく、楽器そのものを観察するという方法だ。これは楽器の音を「人間と物体との間の相互作用」という観点ではなく、「物体で発生する物理学的な現象」という観点に近いといえる。このように成立した分類法をザックス=ホルンボステル分類法と言い、これによって楽器を分類すると以下になる。

1.体鳴楽器(idiophones)

体とは楽器そのものを意味し、鳴は音を出すことである。つまり体鳴楽器という3次元の形を持つ楽器自体が音を発生させる原理で作用する楽器をいう。英語名の「idio-」は「自分自身の」という意味を持つ接頭語で、phoneは音の意味を持つ。下図のマリンバ(marimba)は、棒で木の棒を叩いて音を出すものであるが、この演奏方式とは関係なく、マリンバの楽器音は楽器そのものである木の棒の衝撃による結果である。したがってマリンバは体鳴楽器に属する。

▴マリンバ

2.膜鳴楽器(membranophones)

膜は文字どうり薄いフィルムを言い、英語名の「membrano-」は膜(membrane)から派生した接頭辞だ。膜鳴楽器は楽器を構成する要素の中に膜が必ず含まれており、この部分に衝撃が加えられた結果、音が発生する楽器である。私たちが知っている大半のドラム楽器が膜鳴楽器に属する。

▴南米の伝統膜鳴楽器であるボンゴ(bongo)

3.弦鳴楽器(chordophones)

弦のような形状を持つ構成要素が音を発生させる場合、弦鳴楽器に分類される。前述のとうり、その際の弦をどのように演奏するかは考慮しない。ここまでに紹介した弦楽器のほとんどが弦鳴楽器に属する。 (しかし、全ての弦鳴楽器が弦楽器であるわけではない。)一方、英語名の「chordo-」は弦を意味する「chord」から派生した接頭辞だ。バイオリンより少し大きいビオラ(viola)は代表的な弦鳴楽器である。ハンマーダルシマーは弦から音が発生するために弦鳴楽器に該当する。

▴ビオラ

4.気鳴楽器(aerophones)」

ここまでに紹介した体鳴楽器、膜鳴楽器、弦鳴楽器はそれぞれ、3次元、2次元、1次元の固体物質が音を発生させる楽器だった。気鳴楽器は、楽器は固体で構成されているが、音を発生させる原因はその内部に存在する空気にある。基本的に吹口で注入された空気が楽器内部で振動しながら音を作るために、従来の分類法の管楽器に含まれる楽器はほとんど気鳴楽器に属する。 (しかし、すべての気鳴楽器が管楽器であるわけではない。)下図の写真のオーボエ(Oboe)は、細い吹口から息を吹き入れ、楽器の表面に開いた穴を手で塞ぐことで、多様な音を発生させるので気鳴楽器に該当する。

▴オーボエ

5.電鳴楽器(electrophones)

電鳴楽器はもともとホルンボステル-ザックス分類法にはなかった。しかし科学技術が発達し、電子機器を利用した楽器が大きく発展し、古典的な意味での従来の楽器よりも多様な音の発生と表現が可能であるという長所のおかげで、20世紀に入って大きく脚光を浴び始めた。電鳴楽器の場合、楽器に加えた物理的刺激を電気的信号に変えた後、スピーカーによって再び物理的な刺激に変えるシステムが楽器内に内蔵されたり、あるいはそのような機能をする機器と接続して音を発生させる。従来の分類法の電子楽器はほとんど電鳴楽器に該当するとみて間違いではない。

▴電子キーボードコントローラ

ところが、この五分類は大分類に該当し、更に詳細に分類される。例えば、カスタネット(castanets)は体鳴楽器の中でも打撃(concussion)による体鳴楽器に分類されることがあるが、その中でも中空容器(vessel)タイプの打撃体鳴楽器として分類できる。このような方法で全世界に存在する多くの楽器を一つの分類法の中で体系的に分類することができ、そのおかげでホルンボステル-ザックス分類法が最初に提案されて以降、100年余り経った今でも、何回かの改正を経て広く用いられている。この分類法は地球上に現存する最も完全な分類法ではないかもしれないが、それでも最も普遍的かつ体系的なものといえるだろう。

鍵盤楽器の分類

従来の分類法では、鍵盤楽器に分類されていた様々な楽器がホルンボステル-ザックス分類法では発音原理によって5つの楽器群に分けられる。これらの鍵盤楽器を正しくホルンボステル-ザックス分類法で分類できれば、この分類法について正確に理解していると言えるだろう。

・ピアノ(piano)

ピアノは最も代表的な鍵盤楽器で、元来の名前はピアノフォルテ(pianoforte)だったが、ピアノは弱い音を、フォルテは強い音を意味する。3部で紹介するが、このような名前がついた理由は鍵盤を押す力を調節することにより、音の強弱を表現できる事が最も大きな特徴であるためだ。鍵盤を押すと接続されたいるハンマーがピアノ線を打ち、これによって音が発生する。 したがってピアノは弦鳴楽器である。

▴ヨハン・セバスチャン・バッハ(Johann Sebastian Bach、1685-1750)の「ゴールトベルク変奏曲(Goldberg Variations)」、グレン・グールド(Glenn Gould、1932-1982)の演奏

・ハープシコード(harpsichord)

ハープシコード(チェンバロ)はピアノの前身に該当し、鍵盤を押すと接続されたプレクトラム(plectrum)が動いて弦をはじくために音が出る。したがってハープシコードも弦鳴楽器に分類される。

▴ヨハン・セバスチャン・バッハ(Johann Sebastian Bach、1685-1750)の「ゴールトベルク変奏曲(Goldberg Variations)」、アンドレアス・シュタイア(Andreas Staier、1955-)の演奏

・オルガン(organ)

主に教会音楽で使用されたオルガンは、その大きさと雄大さで他の追随を許さない。オルガンは送風機が付いていて、絶え間なく風をオルガンの管に吹き込む。鍵盤を押すと管の内部の空気が振動して音を発生させる。したがってオルガンは気鳴楽器に該当する。

▴ヨハン・セバスチャン・バッハ(Johann Sebastian Bach、1685-1750)の「D短調トッカータとフーガ(Toccata and Fugue in D minor)」、ハンス・アンドレシュタム(Hans-andréStamm、1958-)の演奏

・セレスタ(celesta)」

セレスタという楽器の名前は「天上の」という意味を持つフランス語celesteから来ている。1886年にフランスでオーギュスト・ミュステル(Auguste Mustel)が発明し、外観はピアノと同様だった。しかしセレスタの音はピアノのとは大きく異なり、鍵盤を押すと接続されているハンマーが金属板を叩き音が発生する。この原理はグロッケンシュピール(glockenspiel)やシロフォン(xylophone)と近く、これは体鳴楽器のカテゴリーに入る。

▴ピョートルチャイコフスキー(пётрчайковский、1840-1893)の「くるみ割り人形(щелкунчик)」、ベルリン・フィルハーモニー管弦楽団(Berliner Philharmoniker)の演奏、小澤征爾の指揮

・オンド・マルトノ(ondes Martenot)

1928年にフランスの音楽家で発明家のモーリス・マルトゥノ(Maurice Martenot)が発明した楽器で、フランス語でondesは波動を意味する。オンド・マルトノは真空管発振回路がつながっており、鍵盤を押すと蓄電器の容量を変化させ、様々な音波を発生させ、発生した音波はスピーカーで音に変換される。したがって、オンドマルトノは電鳴楽器に分類される。

▴オリヴィエ・メシアン(Olivier Messiaen、1908-1992)の「トゥーランガリラ交響曲(turangalîla-Symphonie)」10楽章、英国国立青少年オーケストラ(National Youth Ochestra)の演奏

・キーボードコントローラ(keyboard controller)

言うまでも無く、キーボードコントローラは代表的な電鳴楽器である。様々な大衆音楽や電子音楽で広く使われている。

▴リターン・トゥ・フォーエバー(Return to Forever、1972-)の「Spain」フィナーレ部分リハーサルのシーン。 チックコリア(Chick Corea、1962-)の鍵盤演奏

楽器と発音原理について簡単に説明したので、次回から本格的に楽器から発生する音とは何か、そして波動物理学科のどのような関係があるのかを述べようと思う。

ところで、世の中にはホルンボステル-ザックス分類法で分類できる数百数千の楽器がある。もしこの楽器の原理と物理学を一つ一つが全て扱ったら、おそらく著者が死ぬまでウェブページを編集しても、その内容をここに盛り込むことはできないだろう。それで本コラムではモデルの楽器を挙げて、多くの人が最も親しみのある楽器であるピアノをまず選び、以降の話はおおよそピアノを中心に話を進めていく。ピアノ演奏の経験のある読者であれば、それほど難しくないだろうが、全く経験の無い人にはピアノに関する内容も難しいかもしれない。しかしピアノを数年演奏した人たちでも、ピアノの構造と発音原理についてはよく知らない場合がほとんどなので心配することもない。どうか全ての読者が、できるだけ退屈しない行程になるように願う。

Kim Sung-Soo

(Visited 98 times, 1 visits today)