■『 オールド・ヴァイオリン 』型の弦楽器と科学史

さて ”オールド・ヴァイオリン”型の弦楽器は 16世紀前半に和声学の基礎となった機能和声が着目された頃に弦楽器工房で誕生し、パイプ・オルガンもそうであったように この時代の音楽的希求に応えて成長し続けました。

私は これらの状況を検討した結果 ” 弦楽器製作にとってルネサンス末期から 物理学などが急速に発展したことが とても重要な意味をもっていた。” という結論に達しました。

Andrea Amati ( c.1505-1577 ), Violin maker.
1539年   Established a workshop in Cremona.

Antonio Amati ( 1540-1640 ), Violin maker.

Girolamo AmatiⅠ( 1561-1630 ), Violin maker.

Catherine de Médicis ( 1519-1589 )
1533年  She married Henry II at the age of 14.

Charles Ⅸ de France ( 1550-1574 )
1561年  He was crowned the king of France.

16世紀の物理学で重要な役割をはたした人物の筆頭はイタリアの物理学者 ガリレオ・ガリレイ ( 1564-1642 )でしょう。

彼はギリシャの アルキメデス ( BC.287-BC.212 )の諸研究‥  たとえば研究書『 平面のつりあいについて 』で示された ”てこの原理 ”( 反比例の法則 )など 7個の原理 ( 公準 )と15個の命題  ( 代表的なものは「三角形の重心は 3中心線の交点である」というよく知られた命題  )、”浮体論”、”円周の求め方” などを オステリオ・リッチから学びました。

そして 1586年に フィレンツェの アカデミア・デル・ディシェーニョ( 学士院 )に 論文『 小天秤 』を、1587年には『 固体の重心について 』を提出し、1589年に ピサ大学の数学教授の仕事を得たと言われています。

この時期にドイツには 天文学者で数学者の ケプラー ( Johannes Kepler, 1571-1630 ) がいて 1609年と1619年には”ケプラーの法則”を発表しています。

また、フランスには メルセンヌ ( 1588-1648 ) がいました。 彼は神学者であるとともに 数学、物理学に加え哲学、そして音響学の理論研究をおこなっていました。1636年には 論文『 Harmonie universelle 』において 平均律を 2の12乗根の計算を用いて数学的に証明しました。また 弦楽器の音の高さについて 振動数と弦長、密度、張力によることを数学的に定式化しました。

そして フランスではもう一人‥  哲学者、数学者として高名な デカルト ( 1596-1650 ) が 活躍していました。”コギト・エルゴ・スム” の人ですね。デカルトは 慣性の法則や 運動量保存の法則を研究し、1637年には 平面上の直交座標系である”デカルト座標”を『方法序説』において発表し確立しました。

Nicolò Amati ( 1596-1684 ), Violin maker.

Andrea Guarneri ( 1626-1698 ), Violin maker.
1654年  He founded the workshop in Casa Guarneri .

そしてこの時期に ルター派の国 オランダでは 数学者で物理学者であり、天文学者でもあった クリスティアーン・ホイヘンス ( 1629-1695 ) が活躍していました。 彼は 1655年に数学と法律専攻で ライデン大学を卒業し、そのあとで物理学の研究を進め『同期現象』( 引き込み現象 ) を発見するなど 輝かしい成果をあげていきます。

1666年に フランス国王の ルイ十四世( 1638-1715 ) が パリに『フランス科学アカデミー』を創立した際に、最初のアカデミー会員 ( 21名のフランス人と1人のオランダ人 ) としてパリに招かれ 1675年には『 機械式時計 』の製作や『 空気望遠鏡 』の開発をおこないました。そして1678年に彼は 波動の波面形状を包絡面で説明する『ホイヘンスの原理』を発見し、これは 1690年に出版され広まっていきました。( この理論は最終的に 1836年に完成しました。)

さて 17世紀中期のヨーロッパ世界では イギリスの科学研究が最も活発でした。そして それが発展し 1660年には『権威に頼らず証拠 ( 実験、観測 )を持って事実を確定していく。』という近代自然科学の客観性を担保する目的で ロンドン王立協会 ( Royal Society )が 事実上の科学アカデミーとして設立されました。

この ロンドン王立協会の ロバート・フック( 1635-1703 )は弦楽器にとっても重要な科学者でした。1660年に 彼は弾性についての 『フックの法則』を発見したことで知られていますが、私には ガラス板の固有振動による振動節パターンを観察した事実を興味深いと思っています。

1680年7月8日に彼はガラス板に小麦粉をまぶし、その縁に沿って弓をすべらせて振動させ、振動パターンを観察したとされています。

フックは 1666年には王立協会で “On gravity”(重力について)と題した講演で『慣性の法則』と引力は距離が近いほど強くなるという法則を発表し、また 1670年の講演では、重力はあらゆる天体に作用すると説明し、重力が距離が離れるに従って小さくなること、重力がなければ物体は直進し続けることを説明したそうです。

Antonio Stradivari  ( ca.1644-1737 ),  Violin maker.
1680年  He founded the  workshop in Casa Stradivari.

Girolamo Amati Ⅱ  ( 1649-1740 ),  Violin maker.

Arp Schnitger ( 1648-1719 ),  Pipe organ builder.

そしていよいよ‥ 近世を中世と断ち切る役割をはたした アイザック・ニュートン (  Isaac Newton, 1642-1727 ) がイギリスに誕生します。

この頃には‥   1543年にコペルニクス ( Nicolaus Copernicus, 1473-1543 ) が発表した地動説は、1619年にケプラー ( 1571-1630 )が 惑星は楕円軌道を描いているというケプラーの法則を発表したことにより更に支持を得て、1627年には 地動説に基づいた ルドルフ表が完成したことで証明のための最終段階に入っていました。

こうした活動により支えられてきた地動説は 1687年7月5日にニュートンが出版した 『自然哲学の数学的諸原理』( プリンピキア ) において発表された万有引力の法則でついに完成しました。

この プリンピキア の冒頭部分は質量、運動量、慣性、力などの定義にあてられていて、重さという概念のほかに質量という概念を導入したことが画期的とされ、万有引力の法則のほかに、運動方程式と ニュートン力学を普及させることに役立ちました。

これは『 ニュートンの揺りかご ( Newton’s cradle ) 』といわれる実演装置です。

ニュートン( 1642 – 1727 )が『 プリンキピア 』で公表した ニュートン力学のうち 運動量保存の法則と力学的エネルギー保存の法則 そして作用と反作用などが視認できることで知られています。

ニュートン力学は 物体を「 重心に全質量が集中し 大きさをもたない質点 」とみなし、その質点の運動に関する性質を法則化しつぎの運動の3法則を提唱しています。また、これらの法則は、質点とは見なせない物体(剛体、弾性体、流体などの連続体 )に対しても基礎となり得る考え方とされているようです。

第1法則 ( 慣性の法則 )質点は、力が作用しない限り、静止または等速直線運動する。

第2法則 ( ニュートンの運動方程式  )質点の加速度  {{\vec {a}}} は、そのとき質点に作用する力 {{\vec {F}}} に比例し、質点の質量 {m} に反比例する。

第3法則( 作用・反作用の法則  )二つの質点 1, 2 の間に相互に力が働くとき、質点 2 から質点 1 に作用する力  {{\vec {F}}_{{21}}} と、質点 1 から質点 2 に作用する力  {\vec {F}}_{{12}} は、大きさが等しく 逆向きである。

私は 1687年にニュートンが発表した このような『 古典力学 』の考え方は弦楽器製作にも十分影響をあたえたと信じています。

『オールド・ヴァイオリン』などの弦楽器はどうかすると ”神話”のように語られますが‥ 1644年頃生まれたとされるストラディバリ( c.1644-1737 )と、1642年生まれの ニュートン( 1642 – 1727 )が ほぼ同じ年齢であるというのが 私には興味深く感じられます。

Giovanni Grancino ( 1637 – 1709 ),  Violin maker.

Alessandro Gagliano ( 1640–1730 ),  Violin maker.
Nicolò Gagliano ( active. c.1730-1787 ) Napoli, Violin maker.

Matteo Goffriller ( 1659–1742 ),  Violin maker.

Francesco Ruggieri ( 1655-1698 ), Violin maker.
Carlo Giuseppe Testore ( c.1665-1716 ), Violin maker.

Pietro Giovanni Guarneri ( 1655-1720 ), Violin maker.
Filius Andrea Guarneri ( 1666-1744 ), Violin maker.

Francesco Stradivari ( 1671-1743 ),  Violin maker.
Omobono Stradivari ( 1679-1742 ),  Violin maker.
Carlo Bergonzi ( 1683-1747 ),  Violin maker.

Carlo Tononi ( 1675-1730 ),  Violin maker.
Domenico Montagnana ( 1686-1750 ),  Violin maker.

Andrea Guarneri ( 1691-1706 ), Violin maker.
PietroⅡ Guarneri ( 1695-1762 ), Violin maker.
1718年  moved to Venezia

“Guarneri del Gesù”
Bartolomeo Giuseppe Guarneri ( 1698-1744 ), Violin maker.
1722年頃  He is independent.

Gottfried Silbermann ( 1683-1753 ),   Pipe organ builder.
Zacharias Hildebrandt ( 1688-1757 ),  Pipe organ builder.

Giovanni Battista Guadagnini ( 1711-1786 ), Violin maker.

Lorenzo Storioni  ( 1744-1816 ), Violin maker.
Giovanni Battista Ceruti ( 1755-1817 ), Violin maker.