Вы когда-нибудь составляли уравнение струны? Особенно, если эта струна – не обычная, а, скажем, имеет разветвление? Скажете – скучное это дело. Кому как. "Забавляясь" с сухими математическими абстракциями, два специалиста по вибрациям взяли, да и создали новый вид музыкального инструмента.

Если соединить в одной точке три струны, а их противоположные концы закрепить, и если натянуть эти струны, то при воздействии на одну из них зазвучат все три. Причём суммарный звук будет очень сложным, и будет зависеть от длины и натяжения каждого из лучей этой своеобразной "звезды". А если звезда будет не трёхлучевой, а с большим числом соединённых вместе струн. А если ещё в таких струнах и число узлов будет больше одного…


В общем, вы представляете, каких сложных эффектов можно добиться, если превратить эту концепцию в пригодный для игры музыкальный инструмент.


Это и проделали математики Самюэль Годе (Samuel Gaudet) и Клод Готье (Claude Gauthier) из канадского университета Монткона (Université de Moncton) ещё в 2003-м.


К настоящему моменту они придумали массу вариантов инструментов с разветвлёнными струнами. Но пока у них построен лишь один инструмент из этой фантастической когорты – проект "Тритара" (Tritare). Правда, уже не в одном экземпляре и в немного отличных вариациях исполнения.




Тритара во всей красе и схема одной из её струн. Жирные точки – места крепления (фото и иллюстрация с сайта acoustics.org).



Тритара — это шестиструнная электрогитара, каждая из струн которой представляет собой Y-образную систему. Обратите внимание, лишь концы этой буквы Y закреплены на колках. Центральная же точка такой струны висит в пространстве свободно и колеблется по сложному закону, определяемому параметрами трёх лучей системы.

 

Один из авторов тритары Клод Готье. Внизу: в зависимости от манеры игры, от этого инструмента можно получать весьма различные по насыщенности обертонами звуки (фотографии с сайтов philo5.com и radio-canada.ca).




Соответственно, и грифов у тритары три, каждый с шестью колками. Один гриф – обычный, на нём же сделаны и лады. И есть два дополнительных. Прямоугольное отверстие в корпусе гитары, выполненное напротив точки соединения лучей Y-струн, позволяет нижним лучам проходить свободно к своим колкам.


На этой странице можно послушать несколько композиций, сыгранных на тритаре (файлы WAV). Звук похож на гитарный, но также напоминает колокола и что-то ещё.


По словам Годе, причина необычного голоса тритары не просто в полифонии. Ведь иначе достаточно было бы одновременно заставить звучать несколько струн, просто проведя рукой по шести струнам обычной гитары.


Секрет в том, что в обычной струне возникают колебания основной частоты, плюс гармоники – частоты в целое число раз кратные основной. А вот в каждой Y-струне тритары возникают, в дополнение к гармоникам, ещё и негармонические колебания.


Такие обычно рождаются при ударе в гонг. Для струнного же инструмента – это чудо, обязанное своему происхождению сложной картине колебаний трёхлучевой структуры.




Ещё один экземпляр тритары (фото с сайта tritare.com).



Ещё несколько коротких звуков и композиций тритары можно найти здесь (также файлы WAV). Возможно, эти звуки могут кому-то напомнить просто расстроенный инструмент, но нельзя не отметить, что звук богат тонкими "подтекстами". А уж как использовать эти возможности тритары – дело рук музыкантов.


Так и получается, что тритара – это не просто ещё один инструмент в ряду струнных. Он стоит особняком, можно сказать, создаёт новый класс. Ведь и в гитаре, и в фортепиано, и в скрипке, и во всех других струнных инструментах, звучат "линейные" струны, закреплённые двумя своими концами.


Замысловатая тритара была показана на ряде выставок. А авторы проекта сейчас исследуют звуковые возможности ещё более сложной системы, названной струнной сетью.




Схема струнной сети (иллюстрация с сайта acoustics.org).


Тут взаимно пересекаются четыре струны, образуя фигуру с восемью точками крепления и двенадцатью отрезками струн, каждый из которых вибрирует в зависимости от колебаний остальных элементов сети.


Мы не знаем, удалось ли изобретателям составить математическое описание колебаний струнной сети, но известно, что ими построена физическая модель – настольная установка: с системой крепления сети, изменения натяжения её концов и электрическими звукоснимателями.




Реализованная в дереве и металле струнная сеть (фото с сайта acoustics.org).



На этой страничке внизу есть WAV-файл со звуком струнной сети.


Учитывая, что компьютер, в принципе, позволяет сгенерировать звук какой угодно сложной системы, выдуманной лишь на бумаге, можно сказать, что канадские математики – одни из последних романтиков, придумавших и построивших "в металле" совершенно новый музыкальный инструмент, основанный на новой "физике", а не на обработке в компьютере уже известных источников звука.

взято с www.membrana.ru