IRYW - トーン：あなたはそう思うが、そうではない

ああ、トーン。ギタリストがビンテージのギアに何千ドルも費やし、ブリッジピンが真鍮製かスチール製かで違いが出るかどうかについてフォーラムで延々と議論する、あの神秘的な品質。私たちは皆、良いトーンがどんなものか知っていますよね?

まあ...私たちが思っているほどではないかもしれません。

黄金の耳の神話

まず、議論を呼ぶ発言から始めましょう。私たちのほとんどは、聞こえていると思っている音を実際には聞いていません。1959 年の Les Paul と 1960 年の Les Paul の違いを、聞くだけでわかると断言する人をご存知ですか? 彼はおそらく間違っています。

しかし、皆さんが怒り出す前に、なぜこれが侮辱ではないのか説明させてください。それは単に私たちの脳の働き方なのです。

音の科学（そして自己欺瞞）

トーンを評価すると、実際には次のようになります。

1. 私たちの耳は音波を受け取ります

2. 私たちの脳は聴覚皮質を通してこれらの波を処理します

3. 私たちの期待、偏見、過去の経験が私たちの認識に影響を与えます

4. 前頭前野の高次認知プロセスは、この情報を記憶や期待と統合する。

5. 私たちは、純粋に音に関するものだと思っている意見を形成しますが、

難しいのは、そのほとんどが私たちが気づかないうちに起きていることです。これは「期待バイアス」という科学用語で呼ばれ、音楽知覚の研究で広く文書化されています。2012 年に Claudia Fritz 1が行った有名な研究では、プロのバイオリニストにストラディバリのバイオリンと現代の楽器を区別してもらいました。彼らは確実に違いを区別できなかっただけでなく、多くの人が目が見えなくても現代の楽器を好んで演奏しました。

これは弦楽器に限ったことではありません。2010 年に Journal of Wine Economics 2に掲載された研究によると、ワインのテイスティングの達人でさえ、値札やラベルに大きく影響されることがわかりました。これは、ギタリストがブランド名やヴィンテージの年数に反応するのと似ています。私たちの脳は、まさに文字通り、同じ感覚入力を期待に応じて異なる方法で処理します。

木は嘘をつかない（でも私たちは嘘をつく）

誰もが好んで議論を始めるトーンウッドについてお話ししましょう。最近の科学的研究により、トーンにこだわるギタリストのほとんどが完全に無視している木材の特性について興味深いことが明らかになりました。

種の神話：平均値が嘘をつくとき

水分含有量について詳しく説明する前に、トーンウッドの樹種に関する基本的な誤解を取り上げましょう。ギターフォーラムでは、メープルの音がマホガニーより「明るい」のか、インド産ローズウッドの音が東インド産ローズウッドより「低音域」が広いのか、といった議論がよく行われます。しかし、こうした議論では、重要な統計的事実が無視されています。樹種内の差異は、樹種間の平均的差異よりも大きい場合が多いのです。

人間の身長について考えてみましょう。確かにオランダ人は平均してイタリア人よりも背が高いですが、オランダ人とイタリア人をランダムに選んだ場合、オランダ人のほうが背が高いことに全財産を賭けますか? もちろんそうではありません。なぜなら、それぞれの集団内のばらつきは、集団間の平均差よりもはるかに大きいからです。

同じ原則が木材にも当てはまります。研究によると、次のような要因が関係しています。

• 密度の変動（同じ種でも20％の変動がある）

• 年輪間隔（剛性と減衰に影響します）

• 木目の方向と規則性

• 細胞構造の変化

同じ種の 2 つの部分の間には、異なる 2 つの種の間の平均差よりも大きな差が生じる可能性があります。Brémaud 3による研究では、種内の機械的特性の変動係数は最大 30% になる可能性があるのに対し、類似した種間の平均差は 10% 未満であることが多いことがわかりました。

したがって、「メープルはマホガニーよりも明るい音がする」と言う人は、「オランダ人は背が高い」と言うのと同じ種類の単純化をしていることになります。平均的には真実かもしれませんが、個々のサンプルを見るとほとんど意味がありません。

水分の要素

2018 年に Acta Physica Polonica A 4に掲載された包括的な研究では、木材の水分含有量が音色に劇的な影響を与えることが明らかになりました。これは、私たちがこだわる多くの微妙な違いよりもはるかに大きな影響です。この研究では次のことがわかりました。

• 木材の水分含有量は、減衰特性（木材が振動を吸収し伝達する方法）に直接影響します。

• 相対湿度のわずかな変化でも、これらの特性は大きく変化する可能性がある。

• この効果は、最も一般的な音響木材の1つであるスプルースで特に顕著です。

• プロの楽器製作者は、最高のパフォーマンスを得るために響板を木材の水分含有量が約6%になるまで乾燥させます。

参考までに言うと、適切に保湿された木材と不適切に保湿された木材の減衰特性の違いは、ギタリストが延々と議論するさまざまな種類のトーンウッドの違いよりも大きいことがよくあります。

年齢は単なる数字ではない

同じ研究で、新しい木材と古い木材の間には興味深い違いがあることが分かりました。

• 古いトウヒ（130年以上）はより均一な水分放出パターンを示した。

• 新しい木材は水分保持力がより不安定である

• 古い木材は一般的に減衰が低く、サスティンが長くなり、倍音がより複雑になる可能性がある。

しかし、問題は次の点です。プロの弦楽器製作者は木材の水分を慎重に管理し、こうした老化プロセスを理解していますが、ほとんどのギタリストはマダガスカル産ローズウッドとインド産ローズウッドのどちらが「温かみのある」音を出すかについて議論するのに忙しすぎます。この違いは、木材の水分含有量の 5% の変化の影響よりも小さいことがよくあります。

マーケティングマシンと現実

この統計的現実は、ギター製造業者にとって厄介な状況を生み出します。「種類に関係なく、個々の機械的特性に基づいて木材サンプルを慎重に選択しています」と説明するよりも、「最高級のホンジュラス産マホガニー」を売り込む方がはるかに簡単です。これは、木材特性の複雑な現実を無視したマーケティング主導の神話につながります。

考えてみてください。同じ木から採れた 2 本のカエデは、異なる大陸から採れたカエデとマホガニーよりも、音色特性が大きく異なります。木材力学の研究によると、次のことがわかっています。

• 密度は一本の木の中で最大30%変化することがある

• 弾性係数（剛性）は25%以上変化する可能性がある

• 減衰特性は最大40%異なる可能性がある

これらの違いは、ギターフォーラムで私たちがこだわる種間の平均的な違いをはるかに上回ることがよくあります。

誰も語らない本当の変数

研究の結果、木材の減衰特性 (tan δ) は次のとおりであることがわかりました。

• ギターに関連する範囲（0.3 Hz ～ 70 Hz）ではほぼ完全に周波数に依存しません

• 歪み（振動中に木材がどれだけ曲がるか）に大きく依存します

• 特に古い木材では水分含有量に大きく影響される

言い換えれば、私たちがこだわる多くの木材の種類の違いよりも、どれだけ激しく演奏するか、楽器の水分含有量をどれだけ適切に維持するかの方が重要なのです。

木材選択の科学

木材の特性が実際にどのように測定され、選択されるかについて技術的に見てみましょう。メーカーがトーンウッドをテストする際、いくつかの重要な特性に注目します。

密度（ρ）

• kg/m³単位で測定

• 個々の木の中でも大きく異なる

• 一般的なトーンウッドの代表的な範囲:

  • スプルース: 350-500 kg/m³

  • メープル: 580-750 kg/m³

  • マホガニー: 500～600 kg/m³

• しかし、個々のサンプルは定期的にこれらの範囲外になります

動的ヤング率（E）

• 木材の硬さを測定

• ほとんどのトーンウッドでは10～20 GPaの範囲

• 種によって最大40%の差がある

• 測定方法:

  • 振動試験（非破壊）

  • 応力-ひずみ解析

  • 超音波検査

減衰特性（tanδ）

• 振動がどれだけ早く減衰するか

• 高品質のトーンウッドの場合、通常は0.005～0.02の範囲です。

• 測定方法:

  • 自由梁振動試験

  • 強制振動解析

  • 動的機械分析（DMA）

メーカーが実際に木材を選択する方法

ギター製造業者は木材を選択するために複数の方法を組み合わせて使用​​します (そうする場合もありますが、信じてください、ほとんどのメーカーはそうしません) :

1. 初期スクリーニング

   • 木目の真直度の目視検査

   • 重量/体積による密度測定

   • 基本的な機械測定

2. 科学的テスト

   • 音速測定（c = √(E/ρ)）

   • 放射比（R = c/ρ）

   • 横木目と縦木目の剛性比

   • さまざまな周波数での減衰測定

3. 特性指数（K）

   • 多くのメーカーは複合メトリックを使用しています: K = √(E/ρ³)

   • K値が高いほど、一般的に音響特性が優れていることを示す。

   • しかし、Kは種間よりも種内で大きく変化する。

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