テーマNo.1017    「楽器作りよもやま話」 その5

                         ＊＊　楽 器 研 究 と い う 世 界　＊＊  

１．楽器の科学的解明と改良

楽器の品質を向上させる仕事には音を良くすることの他にも操作性・耐久性・外観の美しさなどを改善することもある。しかし本論では最も本質的な品質である音の改良について次に述べることにする。

楽器から音がどんな原理で出るのかを科学的に理解すること、つまり人間が楽器を奏したときに楽器の各部分にどんな現象が起こった結果、外気に音が放出されるのかという理由を知るということは大いに有効である。この仕組みが十分解明出来ていれば、楽器のどの部分を変化させれば現象が変わるから音色・音の出易さ・音の制御性などが改善される可能性があるという着想に繋げることが出来る。さらにどのように変わるはずという変化の方向に関する科学的仮説が作れるので結果の検証もし易い。逆にこの仕組みを知らなければあてずっぽうに、あちらこちらと改変させてみてそれを奏した結果がよければマグレあたりでラッキーということである。だが、その場合でもそれ以上の改良のための方策があったのではないかという不安は避けられない。

では、楽器に関するすべての現象についてどのくらい科学的に解明されているのだろうか、科学的に分かったとしても改良に結びつくのだろうか、今までの研究成果はどんなことがあるのだろうか、世界中では誰がどんなところでどんなテーマで研究を続けているのだろうか、日本の研究レベルはどうなのだろうか、世界の研究者同志の交流はどんなところで行われているのだろうかなど、本誌読者の方々が関心を抱かれそうなポイントは沢山ある。

２．世界の楽器研究者と研究学会

もっと良い音を発生させるために必要な物理現象を楽器の中で引き起こすことが出来ぬものか、新しい発音原理による楽器は出来ぬものかなどといった目的で楽器を研究の対象とする世界中の研究者の数は一般の人々が思うよりも多いと言えよう。楽器メーカーの会社の技術・開発・研究部門に所属している人々はその職務として当然このテーマに取り組まねばならないので除外しても、大学などの研究機関に所属するか全く個人的に楽器の研究を人生のテーマとしている方々がざっと見て世界中に五百人くらい居るのではないだろうか。その大半が音楽を愛し楽器を科学的に取り扱うことに興味を持つ人たちや研究対象としている楽器のアマチュア演奏家であったりする。

しかしながら、個人で研究活動をしている人はさておき、研究機関に所属する研究者たちを悩ませることのひとつは「貴方が取り組んでいる楽器の研究は本当に世の中のためになるのか」という問いを所属する大学や研究機関当局から受けることであるらしい。このようなチェックを受けることは日本でも世界でも多いという。確かに新エネルギーの開発とか、エレクトロクスの新技術に関する研究などは基礎研究でも応用研究でも世の中のためになると一般的に認められやすい。一方、楽器の研究はその成果があったのかどうかが分かりにくいし、仮にその成果が明確にあった場合でも音楽を創造するひとつの新しい手段が出来たに過ぎないとみなされ、「一般社会への貢献度からすると他に優先すべきテーマがあるはずだ」という疑問を持たれる例が少なくないと聞く。

一方、研究者達は同じ分野の研究仲間との横の連絡を取り合う場にはどんなところ があるのだろうか。日本では音響学会に属する音楽音響研究会、情報処理学会の分科会である音楽情報処理研究会、世界的には国際音楽音響研究シンポジウム（ISMA, International Symposium on Musical Acoustics）、アメリカ弦楽器音響技術協会（CATGUT）、国際コンピュータ音楽学会（ICMC, International Computer Music Conference）などの研究団体がかなり以前から設立されていて、主に大学などの研究機関の人々によって運営されている。

これらの学会に出席してみるとそれぞれ非常に活発に議論が進み参加者の前向きな姿勢に驚かされる。参加している研究者たちは、前述のようにそれぞれの所属機関に戻れば、楽器の研究はマイナーな分野なので少数派グループに属し日常は孤独に近い研究生活を送っている人たちが多い。しかし学会に出席したときは俄然興味を同じくする仲間を得て議論がはずみ元気が出る。内弁慶の反対である。すなわち研究者間で横のつながりを形成せぬことにはとてもやって行けないという宿命的状況にある。昨年春には奈良で国際音楽音響学会ISMA　2004が開催された。参加者は百二十人で、約半数が日本人であった。七十三件の研究発表があり過去の学会に劣らぬ盛況だったので日本側主催者の準備の苦労が報いられたものとなった。次回のこの学会はスペイン・バルセロナで二〇〇七年九月である。

３．楽器メーカーにおける研究

楽器メーカー、特に大手の会社には技術系社員を多く抱えている。もちろん彼らの中にも研究活動を仕事としている人々が居る。しかし究極的には営利を目的とするメーカーにおいては会社経営に余裕がなくなるほど長期的研究よりも短期的に成果を生む製品のモデルチェンジとかコストダウンの仕事に多くの資源を投入する傾向は大きくなる。そうなると研究担当の部署がその存在価値を問われることが頻繁になり、存在そのものも危うくなってくる。企業の人々が学会活動などに参加することは大いに期待されているのだが参加には消極的になってしまう傾向が出てくることが少なくない。

また特に日本の場合は世界を圧倒する楽器メーカーが複数存在し、メーカー間の競争も激しいので必然的に学会などで研究内容を外部に公表することを控える傾向が強い。「特許は沢山出せ、しかし研究論文はそれが陳腐化するまで出すな」という風潮になりやすい。特許には必ずしも研究論文のように科学原理的説明は書かれていないため特許だけみても研究開発の内容の詳しい開示にはならない。メーカーのこのような傾向の弊害は基礎的な現象追求がおろそかになり、研究せずにいきなり商品設計の段階に入ってしまうことである。研究について試作能力とか比較サンプル品が揃っていることなど、大学などより数段恵まれた環境にあるのにそれを活かせないことになる。たしかに日本でも近年の競争激化によって研究部門は商品設計部門に比して往々にして隅に追いやられがちである。

４．楽器研究の実用性

確かに研究活動は世界で活発に行われている。しかしその成果が楽器ビジネスに活きたものは数多いとは云えない。しかしどんな分野でも研究が実用に結びつく確率は高くはないと考えれば特別に嘆くことではないと思う。

ヤマハでの例を挙げれば一九六八年ごろにコンピュータを使って管楽器の音程を正しく設計する技術を開発したときにもバッカスやベネイドの先行研究をまず学びそれと独自の研究成果を組み合わせた。ピアノ弦の設計においてもヤングやフレッチャーの論文に基づき振動の非調和性の定量計算を行ったり、ワインライヒの複弦振動の位相関係論などを参考にしたこともある。

( 写真１．ピアノハンマーが打弦した瞬間の弦の形状。縦方向に二十倍に拡大されているので弦は太くハンマーは細長く映っている。（by Nagai） )

( 写真２．パイプオルガンの発音時の空気振動流が形成される様子(by Verge) )

この二枚の写真は肉眼では見えない高速現象の可視化に成功した例である。物理理論の構築、さらに楽器改良のアイディアの着想のために有効な研究結果と云えよう。

ベルリン工大のクレーマー教授は楽器研究のパイオニアの一人であり一九五〇年代からパイプオルガンの原理、バイオリンの物理特性を科学的に考察している。筆者は彼の研究室に半年間滞在し共同研究も発表させていただいたことがあるのだが本質をついた考え方に多くの感銘を受けた。日本でもこうした研究の先人たちに刺激され影響を受けその後の独自研究を積み重ねて実用に繋げてきた歴史がある。

コンピュータ音楽の作品を発表したり、ディジタル型電子楽器への応用技術が紹介される場の代表例としては前記のＩＣＭＣ（国際コンピュータミュージック学会）がある。一九七六年に第一回がＭＩＴで行われ、それ以来毎年世界各国で開催されている。ディジタル音楽の父と言われるマシューズやリセは当会の創立時の主力メンバであり一九八〇年代を中心にヤマハ電子楽器に大幅に採用されたＦＭ楽音合成技術発明のチョウニングなどもこの学会でよく発表していた時期があった。近年は日本人の参加も急激に増えている。

( 写真３．第一回ＩＣＭＣ学会（一九七六年）におけるパネルディスカッション風景、右からアレン、マシューズ、バーコーと初期のディジタル楽音発生技術のパイオニア達が並ぶ。 )

5．まとめ

楽器の改良研究についての現状とこれまでの成果について簡単に表現するとすれば次のようになろう。

楽器から音が出ることに関する物理現象については基本的なところは解明された。しかし、音を改善、新しい音色を創造するためのヒントを与えるほどには分かっていない部分がまだまだとても多い。従って今後の研究余地は十分すぎるくらいある。世界各国で多くの個人・大学・研究機関が楽器の研究に取り組んでいる。設立されている研究学会も少なくない。日本での楽器研究者は諸大学や研究機関の他にメーカー内にも多く、研究レベルは十分世界に伍するレベルである。しかし、商品化計画に基づくメーカー内での開発業務は別とすれば、今のところ研究学会で発表される研究成果の実用性については高いとは云えない。もちろん今後は期待できるのだがそうなるためのキーポイントは資金力のあるメーカーと大学や研究機関の協力体制作りではないだろうか。

音楽の世界が新しい発展を見ることで世の中にどれくらい資するかを数値化して示すことは誰にも出来まい。しかし楽器の研究成果の人間社会への貢献が小さいとも言い切れまい。楽器の世界は前述のようにまだまだ科学的に分かっていないことが多い。優秀な人材がひたむきな研究を続けていれば改善や創造のためのアイディアは今後も山のように生じてくることは間違いなかろう。

                                                              （楽器創造館　永井洋平）

*URL;http://homepage3.nifty.com/mikms/