Cím: Zene és matematika II. A harmonikus dur-skála keletkezése
Szerző(k):  Radványi László 
Füzet: 1961/november, 163 - 167. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Szakmai cikkek

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Egy előbbi cikkben (1960. 3‐4. szám) megismerkedtünk a pythagorasi skálával, s láttuk, hogy ennek fokai közül az oktávot nem számítva, csak a 4. és 5. fok képezett a kezdőhanggal konszonáns intervallumot, valamennyi többi disszonánst. Már az ókorban akadtak olyanok (Archytas, Didymos), akik a pythagorasi skálának ezt a fogyatékosságát kifogásolták, s a terc helyére a 8164n helyett az első skálahanggal jól konszonáló 54n, a szext helyére pedig a 2716n helyett az 53n beiktatása mellett törtek lándzsát. Azonban mind ezek a cserék, mind a szeptim átalakítása is csak akkor váltak elodázhatatlan szükségességgé, midőn a zeneszerzők figyelme elsősorban a harmóniák (összhangok) felé fordult és kezdett kialakulni a harmonikus zenei stílus, amelynél már háttérbe kellett szorulnia a matematikai spekulációnak, hogy helyet engedjen a fül ítéletének.
Mielőtt azonban a harmonikus dúr‐skála kifejlődésének tárgyalására rátérnénk, szükségesnek mutatkozik, hogy előbb a zenei alapismeretekből előrebocsájtsunk annyit, amennyi a továbbiak megértését megkönnyíti.
Mint ahogyan a számokról is csak úgy tudunk beszélni, ha azoknak neveket adunk (számnevek), és leírni is csak akkor tudjuk a számokat, ha erre a célra bizonyos jeleket választunk (számjegyek), ugyanúgy kell neveket és jeleket bevezetnünk a zenei hangok számára is. Megnevezésükre már az ókori görögök az ábécé első betűit használták, ezt a középkor egyházi zenéje is megtartotta. Később a skála kezdőhangja a c-hang lett, így a skála fokait a c, d, e, f, g, a, b betűk nevei jelentették. Közben azonban kifejlődött az ún. tonalitás‐érzés, amely abban áll, hogy minden hangot a skála kezdőhangjára vonatkoztassunk, s ez maga után vonta azt a követelést is, hogy a skála 7. fokát félhangnyira közelítsük a kezdőhang oktávjához (vezetőhanggá tegyük). Ez nem ment egyszerre, s így kezdetben az eredeti b hangot s a felemelt b hangot egyaránt használták, de megkülönböztetésül az előbbit kerekdeden, az utóbbit szögletesen írták. A vezetőhang diadalra jutása után a szögletesen írt b betűnek a h-hoz való hasonlósága miatt ezt a felemelt b-t h-nak nevezték el. Így a végleges skála a ma is használt c, d, e, f, g, a, h lett. Ezek a törzshangok oktávszakaszokban ismétlődnek, amelyeknek megkülönböztető jelzőket adtak. Így beszélhetünk emelkedő magasság szerint szubkontra, kontra, nagy, kis, egyvonalas, kétvonalas stb. oktávról. A nagy oktáv hangjait nagy betűkkel, a kis oktávéit kis betűkkel, a többit legtöbbnyire az ezekhez írt indexekkel jelöljük.
A zongorán ezeket a törzshangokat a fehér billentyűk adják meg.
A hangjegyírás hosszú évszázadok fejlődésének eredménye. A ma használt hangjegy egy kissé elnyújtott kör, amelyet öt vízszintes egyenesből álló vonalrendszerbe írunk be, annál magasabbra, minél magasabb a hang. Az öt vonal négy vonalközt határoz meg. A hangjegyeket vagy vonalra, vagy vonalközbe írjuk. A vonalrendszer felfelé is, lefelé is bővíthető, ezeket a pótvonalakat azonban csak olyan kis szakaszukkal tüntetjük fel, amely a leírt hang helyét éppen felismerhetővé teszi. A vonalrendszerhez hozzátartozik még egy elejére írt jel, a kulcs, amely egy kiválasztott hang helyét szabja meg a vonalrendszerben. Régebben több ilyen kulcs volt, ma azonban leginkább kettővel találkozhatunk. Egyik a magasabb hangok írására szolgáló G‐kulcs vagy hegedűkulcs, amely az egyvonalas g1 helyét adja meg, a kulcsjel zárókörívének középpontjával (második vonal alulról), a másik a mélyebb hangok írására szolgáló F‐kulcs vagy basszuskulcs, amely a kis f helyét jelöli meg a kulcsjel kezdőpontjával, vagy a két zárópont közötti vonallal (második felülről).



A mellékelt rajzon a mai hangjegyírást láthatjuk. Itt a nagy oktáv C hangjától a háromvonalas oktáv c3 kezdőhangjáig terjedő valamennyi törzshangot megtaláljuk. Helykímélés céljából a basszuskulcsban írt hangokat a rajz megfordítása útján szemléltetjük.
 
 

Most még csak az a kérdés, hogy ezek a leírt hangok milyen frekvenciájú hangokat jelentenek. Ehhez egyetlen hang frekvenciáját kell csak megadnunk, a többi már ebből kiszámítható. Ez pedig teljesen megegyezés dolga, s az idők folyamán sokszor változott. Matematikai szempontból az volna a legtermészetesebb, ha a skálát kezdő c-hangok frekvenciái a 2 hatványai lennének, mert hiszen a hangmagasságok a frekvenciáknak 2-vel való szorzása útján ismétlődnek oktávokban. Ez az ún. matematikai hangolás, amelyet sok zeneteoretikus használt a múltban, s használ ma is vizsgálatainál. Sajnos, a zenei gyakorlat más hangolási módot választott, midőn az egyvonalas a1 hangot (kamarahang) rögzítette előbb a 435, legújabban pedig a 440 Hz frekvenciával. Ebben a mai hangolásban az egyvonalas c1 frekvenciája nem 28=256, mint a matematikai hangolásban lenne, hanem 264.
Ezeknek a zenei alapismereteknek előrebocsájtása után most már rátérhetünk a harmonikus dúr‐skála kialakulásának tárgyalására.
A középkori zene túlnyomóan vokális (énekes) jellegű volt, a hangszeres zene háttérbe szorult mellette. Az egyre bonyolultabbá, mesterkéltebbé váló kontrapunktika viszont jól képzett énekeseket kívánt meg, így a tömegek zenéjévé nem lehetett. A reformáció az egyházi zenét a tömegek számára is hozzáférhetővé kívánta tenni, s egy új zenei stílus kialakulásának vetette meg az alapját. Az egyik szólam, legtöbbnyire a legmagasabb szoprán, vezető szerephez jutott, amelyet az egész gyülekezet együtt énekelhetett, az orgona pedig ezt harmonikus kísérettel látta el. Itt már fontos volt a harmóniáknak minél nagyobb tisztasága, tehát a pythagorasi tercnek és szextnek el kellett tűnnie. Felfedezték, hogy tökéletes hangzatot (akkordot), vagyis olyat, amelynek bármelyik hangja a vele egyidőben megszólaló többi hang mindenikével konszonáns hangközt képez, háromnál több hanggal nem lehet megvalósítani, s ez a három hang is csak úgy felelhet meg ennek a feltételnek, ha két egymásra épített terc‐intervallumból tehető össze. Ilyen a skála kezdőhangjához hozzátett terc és kvintből álló ceg hangzat. Ennek hangjai az 1:54:32 azaz 4:5:6 frekvencia‐arányt mutatják. Ez a c‐dúr hármashangzat, vagy c‐dúr akkord. A c-e és e-g terc‐intervallumok azonban nem egyenlők egymással, az első nagyobb a másodiknál. Az első neve nagy terc, frekvencia‐mértéke 54:1=54 az utóbbié kis terc, frekvencia‐mértéke 32:54=3245=65. Mindkettő az első hat egész szám arányával fejezhető ki, tehát fülünk konszonánsnak érzi.
A dúr‐akkord tehát az alaphangból, ennek nagy tercéből és tiszta kvintjéből van összetéve. (Tisztáknak nevezzük a tökéletes konszonanciát adó hangközöket, vagyis a prímet, kvartot, kvintet és oktávot). Ilyen dúr‐akkordot azonban nemcsak a skála első fokára (tonika), hanem még az ötödik (domináns) és negyedik (szubdomináns) fokára is lehet építenünk. Ezek a g‐dúr és f‐dúr hármashangzatok. Ha a skála kezdőhangjául az n=1 frekvenciájú hangot vesszük, akkor ebben a matematikai hangolás szerint elsőnek tekinthető oktávszakaszban, amelynek hangjait azonban az alacsony frekvencia miatt még nem érzékelhetjük, (a hangérzet csak n=24=16 Hz-nél, a szubkontra C2 hanggal indul meg, ezen alul az infrahangok vannak) a három dúr‐akkord a következő hangokból fog állni:
c-dúrakkord:1,54,32.g-dúr,,:32,3254=158,3232=94f-dúr,,:45,4354=53,4332=2

Ha ezeket a hangokat egyetlen oktáv keretébe, tehát 1 és 2 közé helyezzük és magasságuk szerint rendezzük, akkor a következő sorozatot kapjuk:
1,98,54,43,32,53,158,2cdefgahc

Mint észrevehetjük, ez egy teljes nyolcfokú skálát ad meg, amely a pythagorasi skálától abban különbözik, hogy a 3. fokon a kezdőhanggal konszonáló 54 terc, a 6. fokon a szintén konszonáló 53 szext áll, s a 7. fokra is egy kevésbé disszonáló 158 szeptim került. Ez a hangsor az ún. harmonikus c‐dúr skála. Bármely n frekvenciájú hanggal kezdődő ilyen skálát az itt látható törteknek n-nel való szorzásával kaphatjuk.
A harmonikus dúr‐skála minden hangja hozzátartozik a három dúrakkord valamelyikéhez, némelyik kettőhöz is. Ez lehetővé teszi, hogy egy törzshangokból álló melódia minden hangját egy tökéletesen hangzó dúr‐akkord kísérhesse. Ennek a három dúr‐akkordnak együttese az, amit dúr‐hangnemnek szoktunk nevezni. Mind a három a skála kezdőhangjára épített dúr‐akkordra mint középpontra vonatkozik, ez a tonika hármashangzat. Az 5. fokra épített neve domináns hármashangzat, a 4. fokon állóé szubdomináns hármashangzat. Jeleik: T, D, S. Ezek is egymás fölé építhetők úgy, hogy az egyiknek kvintje azonos legyen a következőnek alaphangjával:
facSghdDcegT



Hasonlítsuk most össze a harmonikus dúr-skálát az előbbi cikkben megismert pythagorasi skálával. Ha mindkettőnek kezdőhangjául n=1-et vesszük, akkor a két skála:
cdefghcPyth.1988164433227162431282Harm.198544332531582

Láthatjuk, hogy a kétféle skála három foknál tér el egymástól. Ha azonban az eltérés intervallumát közelebbről megvizsgáljuk, mindháromnál ugyanazt a frekvenciamértéket fogjuk találni:
8164:54=816445=8180,2716:53=271635=8180,243128:158=243128815=8180

Ezt a 8180 intervallumot szintonikus vagy didymosi kommának nevezzük. Ez igen kis hangköz, de zeneileg képzett fül még jól észreveszi.
Láttuk, hogy a pythagorasi skála szerkezete igen egyszerű, mert szomszédos hangjai között csupán kétféle hangközt találhatunk: a 98 egészhangot és a 256243 félhangot. Ez a dallamképzés szempontjából előnyös. Nem ilyen egyszerű a harmonikus dúr‐skála szerkezete. Ha itt is megvizsgáljuk a szomszédos hangok intervallumát, akkor a következő sort kapjuk:
98,109,1615,98,109,98,1615.

Itt tehát már három különböző intervallumot találunk: a pythagorasi egész hanggal azonos 98 nagy egészhangot, az ennél valamivel kisebb 109 kis egészhangot, végül a pythagorasi félhangnál valamivel nagyobb 1615 diatonikus vagy nagy félhangot. A két egészhang után egy fél, három egészhang után megint egy félhang szerkezet tehát most is megmaradt, csak az egészhangok nem pontosan egyenlők egymással, csak félhang is módosult. A kétféle egészhang intervalluma 98:109=98910=8180 ismét egy szintonikus komma, s ugyanennyi az eltérés a nagy félhang és a pythagorási félhang között is: 1615:256243=1615243256=8180.
 

Eddig tehát kétféle skálát ismertünk meg, egyik a pythagorasi, a másik a harmonikus dúr‐skála. Ez utóbbival együtt azonban egy harmadik skála is kifejlődött, az ún. moll‐skála, amelynek három különböző módosulatát is használják a zenében. Minthogy azonban mai hangrendszerünk kialakulásának megértéséhez ezt mellőzhetjük, azért ezzel nem fogunk foglalkozni, s egy következő harmadik cikkben a temperálás szükségességét és végrehajtásának módját fogjuk tárgyalni.