The physics of playing guitar - Oscar Fernando Perez

翻訳: Yoko Faulkner 校正: Tomoyuki Suzuki

Hendrix, Cobain and Page.

ジミ・ヘンドリックス カート・コバーンにジミー・ペイジ

They can all shred,

皆 速弾きの達人ですが

but how exactly do the iconic contraptions in their hands

彼らのトレードマークである 超絶技巧プレイは 一体どんな原理で

produce notes, rhythm, melody and music.

音色 リズム 旋律 そして音楽となるのでしょうか？

When you pluck a guitar string, you create a vibration called a standing wave.

ギターの弦をはじくと 定常波と呼ばれる振動が発生します

Some points on the string, called nodes, don't move at all,

弦の「節」と呼ばれる点は まったく動かないのに対し

while other points, anti-nodes, oscillate back and forth.

「腹」という別の点は 往復振動を行います

The vibration translates through the neck and bridge to the guitar's body,

振動はギターのネックとブリッジ 経由でボディに伝わり

where the thin and flexible wood vibrates,

薄く柔軟性のある木製の表板に 届いて共鳴し

jostling the surrounding air molecules together and apart.

周囲の空気分子と 付いたり離れたりします

These sequential compressions create sound waves,

このような連続的な圧力の変化が 音波となり

and the ones inside the guitar mostly escape through the hole.

ギター内部の音波はほとんど サウンドホールから外に出ます

They eventually propagate to your ear,

それらの音波は やがて人の耳に入り

which translates them into electrical impulses

耳中で神経インパルスに変換され

that your brain interprets as sound.

脳内で音として認識されます

The pitch of that sound depends on the frequency of the compressions.

その音の高さは 疎密波の振動数に左右されます

A quickly vibrating string will cause a lot of compressions close together,

弦が高速で振動すると 短い間隔で疎密が数多く生じ

making a high-pitched sound,

高い音が出ます

and a slow vibration produces a low-pitched sound.

その逆に 低速の振動からは 低い音が出ます

Four things affect the frequency of a vibrating string:

振動する弦の振動数に影響を与える 要素は４つあります

the length, the tension, the density and the thickness.

長さ 張力 密度 太さです

Typical guitar strings are all the same length,

標準的なギターの場合 弦の長さは皆同じで

and have similar tension, but vary in thickness and density.

張力もほぼ同じですが 太さと密度は色々です

Thicker strings vibrate more slowly, producing lower notes.

弦が太いほど振動が緩やかになり 低い音色を出します

Each time you pluck a string,

弦をはじくたびに

you actually create several standing waves.

実際に定常波がいくつか生じます

There's the first fundamental wave, which determines the pitch of the note,

まず 基本振動が生じ 音の高さが決まりますが

but there are also waves called overtones,

それに加え倍音というのものも生じ

whose frequencies are multiples of the first one.

その振動数は基本振動(基音)の２倍です

All these standing waves combine to form a complex wave with a rich sound.

これらの定常波が重なって 複雑な波ができ 豊かな音色を出します

Changing the way you pluck the string affects which overtones you get.

弦のはじき方も 倍音の出方を左右します

If you pluck it near the middle,

弦の中央のあたりをはじくと

you get mainly the fundamental and the odd multiple overtones,

基本波を主とし 奇数倍の倍音も生じ

which have anti-nodes in the middle of the string.

弦の中央は腹となります

If you pluck it near the bridge, you get mainly even multiple overtones

弦をブリッジ付近ではじくと 主に偶数倍の倍音が発生し

and a twangier sound.

よりビュンとした音色がでます

The familiar Western scale is based on the overtone series of a vibrating string.

よく知られる 西洋音階は 振動する弦の 一連の倍音に基づき規定されています

When we hear one note played with another that has exactly twice its frequency,

ある音に対し ちょうど２倍の振動数をもった もう１つの音を同時に奏でる場合

its first overtone,

これが第一倍音となります

they sound so harmonious that we assign them the same letter,

２つの音は調和しているため 同じアルファベット文字をあてがい

and define the difference between them as an octave.

その違いを オクターブ（８度音程）で示します

The rest of the scale is squeezed into that octave

音階の残りの部分には １オクターブを12階に分割して

divided into twelve half steps

半音として配置します

whose frequency is each 2^(1/12) higher than the one before.

各半音はひとつ前の半音より 振動数が2の12乗根ずつ上がっていきます

That factor determines the fret spacing.

これがフレット間隔を決定する要素です

Each fret divides the string's remaining length by 2^(1/12),

各フレットは弦長を 2の12乗根の比で分割したもので

making the frequencies increase by half steps.

振動数は半音分ずつ上がっていきます

Fretless instruments, like violins,

バイオリンなどの フレットのない弦楽器では

make it easier to produce the infinite frequencies between each note,

各音程間に無数の異なる振動数を 作り出すのが容易になる反面

but add to the challenge of playing intune.

きちんと音程を保ちながら 弾くことが難しくなります

The number of strings and their tuning

楽器の弦の数と 弦の間の音程の調整方法は

are custom tailored to the chords we like to play

どんな和音を出したいのか

and the physiology of our hands.

また 弾き手の手の形状に合わせて 仕立てられます

Guitar shapes and materials can also vary,

ギターの形状と素材にもまた色々あり

and both change the nature and sound of the vibrations.

いずれも振動の仕方や音色を左右します

Playing two or more strings at the same time

弦を２本以上同時にはじくと

allows you to create new wave patterns like chords and other sound effects.

和音や他の効果音といった 新たな波のパターンが生まれます

For example, when you play two notes whose frequencies are close together,

例えば 振動数の近い ２つの音を同時に弾くと

they add together to create a sound wave whose amplitude rises and falls,

それぞれの音が組み合わさり 振幅が上下する音波が生じ

producing a throbbing effect, which guitarists call the beats.

ギタリストが「うなり」と呼ぶ 鼓動するような効果音が出ます

And electric guitars give you even more to play with.

エレキギターでは より様々な効果音を出せます

The vibrations still start in the strings,

振動が弦から生じるのに 変わりはありませんが

but then they're translated into electrical signals by pickups

ピックアップが 振動を電気信号に変え

and transmitted to speakers that create the sound waves.

それがスピーカーに送信されて 音波が生じます

Between the pickups and speakers,

ピックアップとスピーカーの間で

it's possible to process the wave in various ways,

波長を自在に処理して 様々な効果音が出せます 例えばー

to create effects like distortion, overdrive, wah-wah, delay and flanger.

ティストーション、オーバードライブ ワウワウ、ディレイ、フランジャーなどです

And lest you think that the physics of music is only useful for entertainment,

音楽の物理学はエンターテイメント以外にも 応用できることを知ってもらいたいので

consider this.

こう考えてみてください

Some physicists think that everything in the universe

一部の物理学者は　 宇宙に存在する全てのものは

is created by the harmonic series of very tiny, very tense strings.

極小のピンと張った弦から出される 調和した一連の波から成ると考える人もいます

So might our entire reality

そう思えば 世の現実は全て

be the extended solo of some cosmic Jimi Hendrix?

宇宙で ジミ・ヘンドリックスが奏でる 長いギターソロなのかもしれません

Clearly, there's a lot more to strings than meets the ear.

明らかに 弦には何か 耳で聞く以上のものがあるのです