В какой момент истории связь между высотой звука и частотой стала широко известна среди музыкантов?

Мне кажется, я читал, что даже в очень древних культурах можно было определить, что разница в октаве соответствует свирели вдвое большей длины и так далее. Но в какой момент музыканты и композиторы смогли понять, что каждая нота в шкале фиксированных нот представляет собой определенное количество Гц?

(Меня интересуют факты, относящиеся к разным областям — если в Вануату это было известно раньше, чем в Вене, меня интересует такой уровень детализации!)

Просто понимание: в вибрирующей струне легче увидеть, что более высокие частоты соответствуют более быстрым вибрациям.
Это, наверное, тема на целую книгу. Но я готов поспорить, что информации не так много.

Ответы (1)

Если у вас есть доступ к хорошей академической библиотеке, то следующая статья, похоже, имеет отношение к западной традиции:

Достровский С. В. « Ранняя теория вибрации: физика и музыка в семнадцатом веке». Архив истории точных наук, Vol. 14, № 3 (5.XII.1975), стр. 169–218.

Вот несколько соответствующих отрывков; Я выделил жирным шрифтом цитату TL;DR:

То, что высота звука может быть отождествлена ​​с частотой, было главным открытием XVII века, и это отождествление сделало возможным очень точное измерение относительных частот. ...

Вслед за своим отцом Винченцо Галилей критически относился к традиционному использованию соотношений, основанных на длине струны, для описания музыкальных интервалов. Далее он связал высоту тона с частотой и ясно объяснил, что отношения частот соответствуют интервалам.

После приведенной цитаты Достовский много цитирует из « Рассуждения» Галилея о двух новых науках (1638 г.). В частности, Галилей описывает царапанье острым металлическим пером по металлической пластине, чтобы оно заскрипело, и изучение расстояния между царапинами, оставшимися на пластине. Он обнаружил, что более высокие скрипы соответствуют царапинам, расположенным ближе друг к другу (и, следовательно, более высокой частоте царапин).

Наконец, примерно в то же время другие люди думали так же:

Ряд современников Галилея признавали центральное значение частоты, хотя и не обсуждали ее так ясно и открыто, как он. Исаак Бекман связал высоту тона с частотой уже к 1615 году, когда он попытался вывести обратную пропорцию между частотой и длиной вибрирующей струны. Хотя Декарт не делал акцента на частоте в своем раннем Compendium Musicae , в L'Homme , написанном в 1632 году, он называл ее источником высоты тона: «les petites secousses composeront un son que l'âme jugera... plus aigu ou plus могила, selon qu'elles seront plus promptes à s'entresuivre, ou plus tardives». ... Мерсенн часто останавливался на причинах музыкальных соотношений. В Harmonie Universelleон дал множество возможных соотношений октавы и множество причин для конкретного соотношения 2: 1. Наконец, он писал, что пользоваться этим соотношением «совершенно необходимо»: «так как звук есть не что иное, как движение воздуха, а это движение оказывается всегда двойным в октаве и никогда не четверным или восьмеричным, отсюда следует, что два звука октавы находятся в том же соотношении, что и эти движения». ...

Подытожим: согласно сложившейся к концу первой трети XVII века картине, звук состоял из последовательности импульсов ( percosse у Галилея, secousses у Декарта, battemens у Мерсенна и, позже, Гюйгенса.).. Отождествление высоты тона с частотой стало категорически принятым, несмотря на то, что измерить можно было только относительные частоты и только с помощью самого отождествления. Проблема абсолютного определения частоты стояла перед естествоиспытателями на протяжении всего семнадцатого века.

(Перевод цитаты Декарта: «Небольшие толчки составляют звук, который душа будет судить ... выше или ниже, в зависимости от того, быстрее или медленнее они следуют друг за другом».)

(Кстати, я не на 100 % доволен словом «толчок» в качестве перевода слова «секус» в приведенной выше цитате; если у кого-то есть лучший перевод, я открыт для предложений.)
Это увлекательно, но, конечно, это еще не показывает (что могло бы?), насколько широко среди музыкантов было знание математики, лежащей в основе музыки. Помните, что сказал Лейбниц: Musica est exercitium arithmeticae occultum nescientis se numerare animi. То есть: Музыка есть скрытое арифметическое упражнение; душа не знает, что она считает.
@ScottWallace: мне пришло в голову, что это на самом деле не отвечает на заданный вопрос; это просто необходимое условие. Было бы интересно узнать, насколько широко распространены эти знания сегодня — если бы вы спросили 100 музыкантов, что такое звук на самом деле, как он распространяется или чем отличается более высокий тон от более низкого, сколько из них смогли бы ответить. правильно? (Особенно те музыканты, у которых нет формального музыкального образования.)
Я тоже думаю об этом. Сомневаюсь, что это было официально изучено, но кто знает?
@ScottWallace и Майкл Зайферт: действительно ли нет доказательств того, что люди понимали, что уменьшение длины струны заставляет ее вибрировать пропорционально быстрее? Если это было понято, то знание соотношения между частотой и высотой звука восходит, по крайней мере, к Пифагору.
@phoog: в связанной статье Достовский обсуждает сочинения древних о взаимосвязях между физическими характеристиками объектов и звуками, которые они производят. Его общий вывод состоит в том, что это довольно запутанно. Они сказали, что уменьшение вдвое длины натянутой струны повысит ее тон на октаву (что верно), но они также сказали, что удвоение ее натяжения повысит ее тон на октаву (что неверно), и что удар по наковальне молоток вдвое тяжелее также повысит свой тон на октаву (что также неверно). ...
... Достовский также отмечает, что более поздние ученые, которые действительно понимали, как вибрации связаны со звуком, «приходили в ужас от случайного искажения основных фактов вибрации в отчетах об открытии Пифагора». В целом, его вывод состоит в том, что пифагорейцев гораздо больше интересовали нумерологические отношения между различными высотами звука, а не физические различия между вибрациями, которые их производят (например, число циклов в секунду в вибрации).
(Тем не менее, вполне возможно, что есть и другие свидетельства, которые Достовский не включил!)
@MichaelSeifert - история о молотах и ​​наковальнях, помимо того, что не соответствует действительности физически, по-видимому, является средневековым дополнением к Пифагору.