Teoria

Questa pagina segue il filo di una lezione: dalla struttura del suono al timbro, dalle vocali all’orecchio, fino al suono del coro. Le tavole e il laboratorio sono materiali di supporto, separati dal testo.

01 / Il suono complesso

Dentro il suono

Per capire il canto armonico bisogna prima accettare un’idea semplice: un suono è quasi sempre tanti suoni insieme. I suoni possono essere semplici o complessi. Il suono semplice è un’onda sinusoidale pura, una sola vibrazione, e in natura è un’eccezione. Tutti i suoni che ascoltiamo abitualmente, una voce, una corda, una campana, sono complessi: sono composti da decine di frequenze diverse che vibrano insieme, e ognuna di queste componenti si chiama armonica. Di una nota l’orecchio ne distingue parecchie decine.

Le armoniche non sono disposte a caso. Se chiamiamo F la frequenza della nota di partenza, la fondamentale, le armoniche stanno a 2F, 3F, 4F e così via, fino a 16F e oltre: sono i suoi multipli. Se la fondamentale è a 100 hertz, la seconda armonica è a 200, la terza a 300, la sedicesima a 1600. C’è un moltiplicatore, ed è questa regolarità che fa parlare di una serie armonica.

Tradotta in note, la serie ha una fisionomia precisa. La prima armonica sopra la fondamentale è l’ottava; poi viene la quinta, poi la quarta, poi la terza maggiore, poi la terza minore. Man mano che ci si allontana dalla fondamentale gli intervalli fra un’armonica e la successiva si restringono. Immaginiamo l’ottava che va dall’armonica 64 alla 128: è un’ottava divisa in sessantaquattro parti, quasi impercettibili. L’ottava successiva, dalla 128 alla 256, è divisa in parti che non percepiamo più. E questo va avanti all’infinito. Nella pratica ci fermiamo alle prime sedici, che sono quelle che la nostra voce fa sentire.

Qui c’è una sorpresa per chi è abituato al pianoforte. Alcune armoniche non coincidono con le note della tastiera: la settima, per esempio, è calante rispetto alla nostra cultura musicale, anche se sta perfettamente dentro la serie. Sul pentagramma la rappresentiamo con il sistema convenzionale, per approssimazione; per scriverla esattamente bisognerebbe passare dall’analisi dello spettro, dallo spettrogramma. Il pianoforte è temperato: la sua ottava è divisa in dodici semitoni tutti uguali, e un intervallo è uguale all’altro. In natura non è così.

Esperimento interattivo · nuova bozza

Onde in accordo

Una nota di base, dodici intervalli da aggiungere e sinusoidi da confrontare. Un laboratorio visivo e sonoro per esplorare rapporti di frequenza e armonici condivisi.

Prototipo dimostrativo da rivedere con Andrea, non un suo testo didattico.

02 / Che cosa fa vibrare

Massa, tensione e lunghezza

Da dove viene, allora, la frequenza di un suono? Da un rapporto fra tre elementi: la massa di ciò che vibra, la sua tensione e la sua lunghezza. Sono questi tre a determinare ogni variazione di frequenza, e la corda di una chitarra li mostra tutti. Se tendiamo la corda, a parità di massa e di lunghezza, la frequenza sale; se la allentiamo, scende. Se la accorciamo con un dito, a parità di massa e di tensione, la frequenza sale. E la massa: la corda del contrabbasso è grossa, quella del violino sottile; per ottenere il suono di un violino dalla corda di un contrabbasso dovremmo tenderla in modo mostruoso, al punto da renderla pericolosa.

Gli strumenti a fiato lavorano direttamente sugli armonici. La tromba barocca non ha pistoni: il trombettista ottiene le note cambiando la pressione dell’aria e il modo in cui la indirizza nell’imboccatura, e così fa risuonare un armonico dopo l’altro. Anche con la tromba a pistoni, a parità di posizione, è la pressione a scegliere l’armonico. Il didgeridoo degli aborigeni australiani è un ramo di eucalipto scavato dalle termiti: dentro c’è una colonna d’aria, e il suonatore, modulando la pressione, crea dei compartimenti nel tubo e mette in evidenza ora un armonico ora un altro. Ne vengono suoni di una complessità sorprendente. La voce fa qualcosa di simile, ma con uno strumento che cambia forma mentre suona.

03 / Il timbro

Perché un suono ha un colore

Se le armoniche stanno sempre allo stesso posto, che cosa distingue un suono da un altro? La loro intensità. In ogni suono alcune armoniche sono forti e altre deboli, e il dosaggio cambia da strumento a strumento e da voce a voce. È questo che chiamiamo timbro.

Nelle voci la differenza si sente bene. Un cantante che ha molto potenti le armoniche dispari, la quinta, la settima, la nona, l’undicesima, ha un suono squillante. Montserrat Caballé aveva probabilmente molto potenti le armoniche pari, e il suo era un suono caldo. Così gli armonici qualificano qualsiasi timbro, e con il timbro qualsiasi consonanza, qualsiasi armonia, qualsiasi genere musicale: sono la componente fisica principale della musica.

Lo dimostra, per assurdo, la tecnica. I suoni dei vecchi sintetizzatori MIDI erano costruiti a tavolino partendo dall’analisi dello spettro di uno strumento vero: imitando l’intensità delle singole armoniche si otteneva qualcosa di simile a un flauto, a una chitarra. Oggi un processore che elabora un’enorme quantità di dati simula alla perfezione una voce umana, al punto che una voce si può clonare da un campione. È sempre un lavoro sugli armonici.

E l’orecchio? La chiocciola, la coclea, è un analizzatore di spettro. Quando arriva un suono lo scompone nelle sue componenti, un po’ come un prisma scompone la luce, e ci dice esattamente che cosa stiamo sentendo: un violino, la voce di una persona che conosciamo, qualcuno al telefono. Il riconoscimento del timbro è questo lavoro di scomposizione, che facciamo senza accorgercene.

04 / Vocali e formanti

Dalla U alla I

Le vocali sono timbri. Sentiamo una U, una A, una I perché cambia la composizione degli armonici: ogni vocale ha un’armonica che predomina sulle altre, e la chiocciola la riconosce come riconosce uno strumento. La U risuona sulle armoniche più basse, la seconda e la terza; la I sulla sedicesima, l’ultima della serie che la voce fa sentire. Per questo U e I sono le vocali estreme, agli antipodi, e tutte le prime sedici armoniche stanno nel percorso dall’una all’altra.

Da qui viene la prima cosa che insegniamo: l’ordine delle vocali. A scuola ci hanno detto che sono A, E, I, O, U. La disposizione giusta, quella relativa alle frequenze, è U, O chiusa, O aperta, A, E, I. Partendo dalla U e salendo verso la I si percorre la serie armonica dal basso verso l’alto.

Il percorso ha due tappe, che corrispondono a due zone di risonanza della voce, i formanti. Con il primo formante, quello delle vocali U, O e A, si raggiungono le prime sei armoniche, cioè le prime due ottave sopra la fondamentale. Con il secondo formante, quello delle vocali E e I, si entra nelle dieci armoniche successive, dalla settima alla sedicesima; l’ultimo passo è un dittongo fra la I e la U, un suono stretto, quasi una ü, nel quale si trovano le armoniche più acute. Il percorso completo va quindi dalla U alla I e oltre, e pronunciando le vocali in quest’ordine, su una nota tenuta, si emette un arpeggio di armoniche. Questa è la struttura tecnica del canto armonico: primo formante, secondo formante, dittongo.

L’orecchio conferma questa geografia. Se spostiamo la stessa vocale in un’altra ottava, le note più gravi vengono interpretate come una U e le più acute si avvicinano a una I: grave e acuto, nella percezione, hanno già un colore vocalico.

Quanto all’apparato, è utile sapere dove avviene tutto questo. Il suono nasce nella laringe, che è la sede delle corde vocali: un muscolo che si apre e si allunga, attraversato dall’aria che sale dalla trachea. Ma la risonanza, quella che dà forma alle vocali, si fa sopra, nel palato: il palato molle, il palato duro, le cavità nasali, fino ai risuonatori di testa. Per sentirlo basta partire da una consonante sonora, una M o una N, il cui suono esce dal naso, e salire di un’ottava: la vibrazione si sposta, il palato molle risuona in alto, e si entra nelle note di testa. Da lì la consonante si trasforma in una U, e il percorso comincia. La A, invece, è la vocale che risuona nel palato molle.

Un esempio celebre di risonanza di testa è l’aria della Regina della notte nel Flauto magico: in quei passaggi la cantante fa risuonare l’armonica 16, la più acuta e squillante. Sembrano acrobazie, e in parte lo sono, ma una volta imparato a posare la nota in quel punto il principio è lo stesso che usiamo con le vocali.

Alcune tradizioni, in Mongolia e a Tuva, ottengono gli armonici anche con la lingua premuta contro il palato. È una tecnica loro, raccontata in Origini; nel percorso descritto qui la lingua resta a riposo, perché gli armonici sono già nel formante.

05 / Suono e percezione

L’orecchio traduce

C’è un’ultima cosa da capire, e riguarda noi. Gli armonici, fisicamente, sono multipli: una serie lineare come una tavola pitagorica, 2, 3, 4, 5, con una distanza sempre uguale fra l’uno e l’altro. Eppure noi non li sentiamo così. Li percepiamo come un accrescimento logaritmico, a balzi: grandi intervalli all’inizio, poi sempre più piccoli. L’orecchio umano traduce l’ente esterno secondo il nostro paradigma.

Bisogna allora distinguere due cose. Fuori di noi c’è un fenomeno fisico: l’aria che si comprime e si dilata, continuamente, e crea un’onda. Dentro di noi c’è la percezione psichica del suono, un’esperienza soggettiva che dipende dall’organo di senso, il quale compie una traduzione. Il suono, come lo conosciamo, è quella traduzione. Siccome abbiamo tutti lo stesso tramite, per noi il suono è quello; ma un gatto, che sente fino a ottantamila hertz, quattro volte più di noi, davanti a una chitarra o a un pianoforte percepisce tutt’altro e si fa un’idea di quello strumento completamente diversa dalla nostra.

Le illusioni acustiche mostrano quanto la percezione sia attiva. Il terzo suono di Tartini è un suono che non c’è: quando due note suonano insieme, l’orecchio ne sente una terza, più grave. Gli organari tedeschi lo sfruttavano per risparmiare metallo: invece di costruire una canna enorme per un suono gravissimo, ne costruivano due più piccole, la cui combinazione faceva sentire quel suono grave. Lo descrisse Giuseppe Tartini, violinista del Settecento. Ed è un’illusione, non una vibrazione: una corda che fa 440 vibrazioni al secondo, con i suoi due punti nodali e il ventre al centro, non può vibrare a 220. Allo stesso modo la scala di Shepard sembra salire all’infinito senza salire mai, e con l’effetto Doppler una sorgente sonora che si allontana sembra calare, mentre vibra sempre allo stesso modo: dipende da dove siamo noi che ascoltiamo.

Questa capacità di analizzare gli armonici è anche quella che ci permette di parlare, e apre una domanda sulle origini del linguaggio, raccolta in Origini.

06 / Ascoltare insieme

Il suono del coro

Tutto questo ha una conseguenza pratica quando le voci sono tante. In un coro c’è sempre chi «esce fuori» dall’insieme, non perché canti più forte ma perché ha più punta: armonici più taglienti, che si sentono sopra gli altri. Chi li ha deve imparare a contenersi, perché la sua voce rientri nel suono del coro. Il lavoro sugli armonici serve a questo: se tutti sviluppano le armoniche in modo coeso, allineando le vocali e le risonanze, il coro assume un timbro più simile, più omogeneo di quando si canta come sotto la doccia o allo stadio.

Ed è il punto d’arrivo della lezione: capire che cosa c’è dentro una nota serve, alla fine, ad ascoltare meglio gli altri.

Testo ricavato da una lezione per coro e dalle conversazioni con Andrea Simone, da rivedere con lui. Le tavole provengono dai materiali ricevuti; fonti originarie e condizioni di riproduzione restano da verificare.