宇宙論よくある質問

質問

音楽のサークルに入っているのですが、倍音について教えてください。

答え

倍音の振動数は、基本振動数の整数倍です。音楽での音の高さで表すと、どうなるかを考えましょう。例として、低い「ド」の音の倍音を考えます。2 倍音では、振動数が2倍ですから、1オクターブ上の「ド」の音になります。3 倍音では、振動数が3倍で、それは1オクターブ半上の「ソ」、4倍音では、2オクターブ上の「ド」、さらに5倍音では、その上の「ミ」になります。「ド・ミ・ソ」がきれいな和音になるのは、このようにお互いに比較的近い倍音の関係にあるからです（倍音でも、あまり離れていると、例えば9倍音の「ド」と「レ」のようにきれいな和音にはなりません）。その他の倍音は、図の五線譜に示したようになります。このように、音階に表れる音は、お互いに倍音の関係にあります。この音階を使って美しい旋律を奏でられるのは、倍音という関係を持つ調和があるからこそなのです。

実際の楽器の調律では、音階をあえて完全な倍音の関係からわずかにずらしてあります。これは、例えば、ハ長調の音階で「ド」の音を基準に倍音関係によって音階を調律しても、それはニ長調の「ド」の音を基準にした倍音関係にはなっていないからです。このため、厳密に倍音を使って調律すると一つの調でしか演奏できなくなります。そこでどの調に転調してもほぼ似たような比率で音階が並ぶようにするには、完全な倍音関係からすこしずらしておく必要があります。1オクターブを振動数の比で12等分すると、どの調でも近似的に倍音関係になります。逆にいえば、1オクターブ以外はどの音も倍音関係にないわけですが、倍音関係からのずれは1％以内の誤差に収まります。これは「平均律」と呼ばれる調律法で、現在の調律ではほとんどの場合に使われています。

人間の声や楽器を使ってある音程を出すと、その音には倍音が含まれています。楽器の音色の違いは、この倍音がどのような割合で含まれているかによって決まります。スネアドラムのような打楽器から出る音は、倍音の関係にない多数の音程が同時に含まれていますので、音程に関係なく演奏できます。