Przez setki lat ton kombinacyjny miał być wymysłem ludzkiego umysłu. Teraz wiemy, że jest inaczej

W 1714 roku włoski skrzypek Giuseppe Tartini zauważył, że zagranie dwóch nut jednocześnie pozwala usłyszeć trzeci dźwięk. Dało to początek tzw. tonom dyferencjalnym, znanym również jako kombinacyjne.
Przez setki lat ton kombinacyjny miał być wymysłem ludzkiego umysłu. Teraz wiemy, że jest inaczej

Przez setki lat uważano, że ten trzeci dźwięk jest słyszalny tylko w naszych głowach, jednak teraz nastąpił przełom w sprawie. Stoi za nim Giovanni Cecchi z Uniwersytetu we Florencji i jego współpracownicy. Zespół badawczy wziął pod lupę sposób, w jaki różne skrzypce wytwarzają kombinacje nut.

Czytaj też: Kropki kwantowe utworzyły zaawansowany metamateriał. Na ten moment czekano 50 lat

Fenomen ten był pierwotnie tłumaczony sposobem, w jaki dźwięk jest wzmacniany przez ślimak. Tony kombinacyjne miały nie być więc bezpośrednim efektem wykorzystywania skrzypiec. O tym, iż w rzeczywistości jest inaczej dowiadujemy się z publikacji zamieszczonej na łamach The Journal of the Acoustical Society of America.

Jak naukowcom udało się rozwiązać zagadkę? Pomogła analiza nagrań utworów odgrywanych przez skrzypka. Do przeprowadzenia badań użyto oprogramowania komputerowego, natomiast muzyk wykorzystał pięć par skrzypiec, różniących się między sobą wiekiem i jakością wykonania. Pomocne okazały się też dokonania XIX-wiecznego fizyka Hermanna von Helmholtza, dzięki któremu wiemy, że część instrumentów muzycznych może samodzielnie wytwarzać tony kombinacyjne.

Ton kombinacyjny został opisany w 1714 roku przez Giuseppe Tartiniego

Badacze rozłożyli fale dźwiękowe wytwarzane przez skrzypce na części o różnych częstotliwościach. Wszystkie skrzypce wytwarzały tony kombinacyjne, lecz w przypadku najstarszych instrumentów było to widoczne w największym stopniu. Na przykład wykonane w 1700 roku skrzypce cechowały się występowaniem o około 75 procent lepiej słyszalnych tonów kombinacyjnych, aniżeli współcześnie produkowane egzemplarze.

Chcąc przekonać się, jak te nuty-duchy będą słyszalne w przypadku trzech par skrzypiec cechujących się najwyższą jakością wykonania autorzy badania poprosili o pomoc 11 profesjonalnych i amatorskich muzyków. Ich zadaniem było słuchanie nagrań przedstawiających skrzypków w akcji. Część tych nagrań była celowo pozbawiona tonów kombinacyjnych. Ochotnicy świetnie poradzili sobie z wyzwaniem, niemal za każdym razem odróżniając nagrania z tonami kombinacyjnymi od tych, które były ich pozbawione.

Czytaj też: Uchodźcy z polskim paszportem. Jak przyjmowano nas za granicą?

Jak można więc wyjaśnić cały ten fenomen? Według Jima Woodhouse’a z Uniwersytetu w Cambridge szkopuł tkwi w tym, jak powietrze wibruje i miesza się wewnątrz skrzypiec. Kiedy odgrywany jest jakiś dźwięk, to wpływa na niego nie tylko struna, ale również kształt skrzypiec. To z kolei wiąże się z jakością wykonania. Udzielenie dokładnej odpowiedzi na pytanie o genezę opisywanego zjawiska powinno stać się możliwe dzięki zbadaniu kolejnych instrumentów.