Stränginstrument

Ljudproduktion

Örat, på grund av sin egen struktur, adderar till och subtraherar från det yttre ljudet. Det är till exempel relativt okänsligt för lågfrekventa ljudtryck men är extremt känsligt för fina grader av tonhöjdsförändringar. Samtidigt kan det acceptera ett stort antal tonhöjds- och stämningssystem. På global nivå finns det ett stort och varierat antal tonala system, varav det äldsta härstammar från Kina. Det äldsta kända systemet i västvärlden är det så kallade pythagoriska systemet, som formulerades av den berömda grekiska filosofen och matematikern Pythagoras på 700-talet. Andra är meantone temperament, just intonation och det jämntempererade systemet, metoder för beräkning av stämningen som skiljer sig något åt när det gäller den exakta storleken på de intervall som tilldelas inom en oktav. Alla dessa system representerar teoretiska matematiska begrepp i viss utsträckning, och deras ursprung måste sökas i mystiska numerologiska system snarare än i praktiskt musicerande. Spelare och stämmare gör ständiga justeringar av alla grundläggande matematiskt bestämda ramar i enlighet med sitt omdöme och sin erfarenhet. Med andra ord, även om ett visst ”vetenskapligt” stämningssystem beskriver skalor och modus, tillbringar en instrumentalist som spelar ett instrument med stor flexibilitet i tonhöjden (till exempel violin) mycket tid i mellanrummen mellan de toner som tilldelats i den givna skalan. Den japanska cittan (koto), till exempel, kan stämmas enligt ett antal fasta system, men spelaren kan ändå åstadkomma många mikrotonala (med intervaller som skiljer sig från den västerländska musikens jämnt fördelade halvtoner) variationer av dessa fasta tonhöjder genom att manipulera strängarna. Den som spelar på det vietnamesiska dan bau-monokordet skapar alla tonhöjder och nyanser på dess metallsträng genom att dra i den flexibla bambusstam som den är fäst vid. I den västerländska musiktraditionen skulle dessutom pianostämmare inte tänka sig att stämma helt enligt dikterna i ett vältempererat system, utan de använder snarare en så kallad utsträckt stämning, där de omärkligt skärper (höjer) tonhöjderna när de stiger uppåt och på så sätt gör de högsta tonerna relativt sett skarpare än de lägsta. Undersökningar har visat att strängspelare tenderar att spela i det pythagoreiska snarare än det vältempererade systemet.

Inkonsistenser är alltså inneboende i alla stämningssystem; tillverkare av lutor med band, t.ex. gitarr och grekisk laouto (en typ av luta med rörliga band), arbetar enligt en kombination av öra och tumregel när de sätter in eller justerar band (markeringar av notens position, t.ex. av tarm eller ståltråd) i greppbrädan. Sådana instrument är fretted enligt ”regeln om den artonde”, där den första fretten placeras på en artondel av avståndet från strängens topp till dess botten, den andra på en artondel av avståndet från den första fretten till dess botten, och så vidare. Även om denna metod skulle ge en akustiskt perfekt skala (vilket den inte gör) skulle spelaren inte kunna reproducera den exakt, för när han trycker strängen mot greppbrädan sträcks strängen och förlängs därmed något. Det är därför som det faktum att en sträng stoppas i dess exakta mitt ger en ton som är något skarpare än den förväntade oktaven ovanför den öppna strängen. Trots allt detta fortsätter sökandet efter ett akustiskt perfekt stämningssystem.

Tyvärr skiljer sig konstruktionsmetoderna mycket åt mellan olika områden och instrument, men det finns ett begränsat antal grundläggande problem som tillverkaren av stränginstrument måste lösa. Själva principen som gör det möjligt för ackordofoner att låta är strängspänning; samtidigt är spänningen destruktiv för instrumentet, eftersom den bokstavligen tenderar att dra isär det. Instrumentets kropp måste därför vara tillverkad av ett starkt material, den måste vara förstärkt, men samtidigt får den inte vara så stel att den inte lätt kan resonera, det vill säga producera en extra vibration som förstärker strängens vibration. Utmaningen att förena dessa motsatta behov är den centrala utmaningen för ackordofontillverkaren. Klimatet har också en tydlig effekt på musikinstrument: fukt expanderar ett träinstrument och torrhet drar ihop det. Av dessa faktorer är torrhet den mest skadliga, eftersom träets sammandragning faktiskt drar isär instrumentet. Under århundradena har mycket energi lagts ner på undersökningar av olika lack, shellack, lim och förseglingsmedel. Många tillverkare föredrar att tillverka sina instrument under torra förhållanden, eftersom det är osannolikt att den expansion som orsakas av fukt är lika skadlig som den sammandragning som orsakas av torrhet.

Bortsett från en familj av sydostasiatiska instrument som kallas båtlutor – som per definition är huggna ur ett enda träblock – och några få andra ackordofoner, däribland den japanska biwa (en luta), delar av koto (en cittra) och ofta den puertoricanska cuatro (en luta), är kropparna på de flesta träinstrument konstruerade av flera träbitar. Instrumenten byggs upp av många träbitar som limmas ihop; formandet av böjda bitar sker genom att gjuta och hyvla (som i fiolens mage) eller genom att värma upp och pressa i en ram (sidorna på fiolen eller gitarren). Ljudbänkar, som är den viktigaste delen av resonanssystemet för stränginstrument, hyvlas noggrant med snäva toleranser. Massproduktionsmetoder är olämpliga för tillverkning av högkvalitativa ackordofoner eftersom det inte finns två träbitar som är exakt likadana i sina akustiska egenskaper; varje träbit kräver särskild bedömning och behandling. Därför måste stränginstrument av högsta kvalitet helst tillverkas individuellt. Pianoframställning är ett partiellt undantag från denna regel, men även i en pianofabrik tillåts individuell behandling och hantverkskunnande fullt ut. Det moderna pianot är en produkt av flera olika fabriker. Gjutjärnsramarna tillverkas av specialiserade gjuterier, och stålsträngar, tangentbord och spelmekanismer (mekanismer för att slå på strängarna) tillverkas av specialiserade företag. Var och en av dessa processer kräver en erfaren hantverkare, och arbetet med montering, polering, stämning och tonreglering kräver timmar av individuell uppmärksamhet för varje instrument.

Konstruktionen och underhållet av västerländska stränginstrument har i allmänhet under århundradena komplicerats av en kontinuerlig höjning av standardtonhöjden, vilket kräver att strängarna dras åt. Äldre instrument (t.ex. en Stradivariviolin) har utsatts för ytterligare fysisk påfrestning och har därför behövt tyngre basstänger (stöttor under magen).

Som redan nämnts omfattar metoderna för ljudproduktion på ett stränginstrument plockning, slag, stråke och blåsning. En sträng vibrerar på ett komplext sätt: hela strängen vibrerar i ett segment (vilket producerar grundtonen), och olika segment vibrerar samtidigt oberoende av varandra för att producera övertoner. Det resulterande ljudet är svagt om inte instrumentet är försett med en resonator som förstärker ljudet. Resonatorns form varierar kraftigt. Den har påverkats av de material, verktyg och den teknik som finns tillgänglig i samhället, formens symboliska betydelse och det ljud som kulturen önskar. Den sista faktorn tycks styras av de tre första, dvs. den föreskrivna formen på resonatorn påverkar instrumentets övertonestruktur och ger upphov till en viss timbre (karakteristisk tonfärg), som samhället i fråga sedan definierar som attraktivt klingande.

En av de tydligaste illustrationerna av den grundläggande betydelsen av resonatorns form för ett musikinstrument är den afrikanska munbågen (en musikalisk båge som spelaren delvis för in i sin mun). Genom att variera munhålans storlek och form samtidigt som han slår eller plockar på den enda strängen utan fingrar producerar spelaren en tydligt märkbar, om än tyst, melodi som existerar endast på grund av att förändringarna i munnen framhäver olika övertoner. På stränginstrument med permanent fasta resonatorer bestämmer storleken, dimensionerna, öppningarnas form, tjockleken och förstärkningen av resonansytorna i stor utsträckning vilka övertoner som kommer att betonas och därmed hur instrumentet kommer att låta. På en välgjord fiol, till exempel, bör resonanserna hos den luftkropp som är innesluten i instrumentets kropp och hos magen ligga nära tonhöjden hos de två strängarna A och D, vilket förstärker och färgar dessa tonhöjder och deras övertoner. Ljudkvaliteten hos ett stränginstrument påverkas också av strängarnas tjocklek och material, men i första hand är det dock resonanskroppens storlek och form och framför allt klangbottens material, densitet och tjocklek som bestämmer instrumentets klang. En välkänd spansk gitarrmakare, i ett lyckat försök att bevisa betydelsen av gitarrens mage, konstruerade en gång ett instrument – ett utmärkt instrument – av papier-maché (ett akustiskt dött material), med undantag för en noggrant utvald och bearbetad klangbotten av trä. Tillverkare ägnar alltså en stor del av sin skicklighet och kunskap åt valet av material för resonansbordet; tillverkaren av instrument med träbälg föredrar gammalt trä eftersom det är torrt och väl lagrat. Vissa gitarrtillverkare finner därför att klangbrädorna från kasserade pianon är ovanligt lämpliga för deras ändamål; tillverkare av den klassiska kinesiska cittan, eller qin, föredrar gamla kistor eller välvittrat trä från gamla träd.

Klangen hos ett slaget eller plockat stränginstrument påverkas också av hur strängen sätts i rörelse. En sträng som plockas med en vass spets (spelarens nagel eller en plektrum av plast) framhäver de högre övertonerna och skapar därmed en ”ljus” tonkvalitet. Däremot framhäver en mjuk padda, som den på en pianohammare, den grundläggande tonhöjden. Den relativa hårdheten hos hammaren på pianot är alltså av avgörande betydelse för instrumentets klang och spelar en central roll i den sista processen i pianoframställningen: voicing. För att stämma in ett piano justerar en skicklig arbetare instrumentets klangfärg genom att enkelt sticka in filthamrarna med nålar tills en enhetlig kvalitet har uppnåtts över hela instrumentets omfång. Tonen på ett instrument påverkas också markant av var strängen slås. Den permanent fasta anslagsplatsen på klaviaturinstrument måste väljas med hänsyn till både klangfärgen och instrumentets mekaniska krav. På nästan alla andra stränginstrument varierar spelaren tonkvaliteten genom att välja att plocka, slå eller bocka på olika ställen längs strängens längd. Undantaget här är den eoliska harpan, som inte har någon spelare; dess strängar sätts i vibration av vinden.

Ett annat sätt för musiker och tillverkare av musikinstrument att påverka ljudet på sina instrument är genom att använda sympatiskt vibrerande strängar. På pianot, till exempel, när den så kallade dämparpedalen är upphöjd, vilket gör att alla strängar kan vibrera fritt, får slaget på en ton alla närbesläktade tonhöjder att vibrera i sympati, vilket ändrar den slagna tonens ljudstyrka och ton. Denna effekt (som också förekommer på cittra och harpa) är inte ett centralt inslag i dessa instrument, men det finns många eurasiska ackordofoner där principen är av grundläggande betydelse. Den hindustanska musikens plockinstrument, sarod och sitar, har många sympatiska strängar som är stämda i enlighet med tonerna i den spelade tonen. Den sydasiatiska fiolen sarangi har två till tre dussin sympatiska strängar, den norska Hardangerfiolen (Hardingfele) har fyra eller fem sympatiska strängar och viola d’amore har vanligtvis sju. De sympatiska strängarna är i allmänhet gjorda av tunn mässing eller stål, och deras vibrationer förstärker de övre övertonerna, vilket ger ett ljust, silvrigt ljud.