쉴(A. Schuhl): 음악은 과학인가?(La musique est-elle une science? 2005)

[마실가]

음악은 과학인가? La musique est-elle une science? 2005

알랭 쉴과 장뤽 슈와르츠, 김성희, 김양한과 김정진 감수, 민음in 30, 2006. P.66

- 쉴(Alain Schuhl, s.d.) [그르노블대학에서 강의]

- 슈바르츠(Jean Luc Schwartz s.d.) [커뮤니케이션 연구소]

- 김성희: 부산대 불어교육과 동 대학원

- 김양한: 서울대 기계공학과 MIT박사. 현 과학기술원 교수.

- 김정진: 이화여대 관현학과, 보스턴 대학원에서 첼로 전공. 현 과학기술원 교수.

*음악 공부를 좀해야겠다. 그리고 음계에 관한 한 피타고라스음계와 표준 음계사이의 수학적 풀이에 대해 좀 더 알아보아야겠다.

"말은 좌뇌에서 우선적으로, 음악은 우뇌에서 우선적으로 처리된다고 본다."(62) 언어와 음악이 뇌의 같은 영역이 아니라는 것도 흥미롭다. 음악은 논리보다 감성적이라는 것인데 말이다. 이것도 다시 한번 검토해야 할 것이다.

(48OMD)

***󰡔음악은 과학인가?(La musique est-elle une science? 2005)󰡕 내용

*차례 5

* 질문: 음악은 과학인가? 7

음악은 여럿이 함께 꾸는 꿈이다. (7)

음악 음향악, .. 물리학, .. 생리학, ... 인지과학, ...(7-8)

“내몸은 음악을 들으며 마음의 평안을 얻는다” 니체(F. Nietzsche, 1844-1900) [몸(물체)가 음악을 듣고, 그 속의 연결들이 조화로움으로서 맘은 푸근해진다. 맞는 말일뿐만 아니라 잘 표현한 것이다. (48OLF)

1장 소리에도 규칙이 있을까? 11

󰋮 소리는 어떻게 만들어질까? 13

이처럼 많은 소리를 구별하는 첫째 기준은 각각의 세기다. (13)

이렇게 보면 사람의 귀가 지닌 감지 능력은 정말로 굉장하다. 대기압의 100억분의 1밖에 안되는 미미한 압력 변화도 잡아낼 수 있기 때문이다. (14)

음악의 기본 구성 단위인 음은 압력이 마치 시계추처럼 규칙적으로 반복하며 변화하는 매우 특별한 소리다. 압력변화의 규칙성을 결정하는 음의 시간 간격을 주기라고 한다. 소리굽쇠가 내는 소리는 1초에 440번 진동한다. 그 주기는 1000분의 2.27초다. (14)

진동이 1초에 몇 번 반복하는 지 측정하는 단위인 주파수는 헤르츠(Hz)로 표시한다. (14)

󰋮 소리는 어떤 규칙에 따라 움직일까? 15

예를 들어 폭발이 일어난 곳에서 약 3킬로미터 떨어진 곳을 지나가는 사람은 폭발음을 한번이 아니라 두 번 듣게 된다. .. 첫째는 땅을 통해 빠른 속도로 전달되는 .. 둘째는 공기를 통해 천천히 이동하여 약 10여초 더 늦게 도착한다. (16)

푸리에(Jean-Baptiste Joseph Fourier, 1768-1830)는 모은 음파가 사인파를 그리는 단순 파동들의 합이라. (16)

사인파의 특징은 주기, 주파수, 진폭이 서로 다르다. (17)

󰋮 작곡가는 어떻게 소리로 음악을 만들까? 18

주파수에 따라 파동의 세기가 어떻게 변화하는 지 연구하는 것을 스펙트럼 분석이라고 한다. .. 주파수와 세기를 보여주는 2차원의 스냅사진을 얻어낼 수 있는데 이것을 음향 스펙트럼이라고 한다. (18)

작곡가는 위와 같은 방법을 이용하여 ‘3면체’라고 할 수 있는 3차원적 공간(주파수, 세기, 시간) 안에서 음악을 쓴다. ../.. 영감 넘치는 음악가에게 3면체는 풍부한 창의력을 발휘할 수 있는 영역이다. 20세기 구상 음악을 창시한 피에르 셰페르(Pierre Henri Marie Schaeffer, 1910-1995) .. (20)

한시간에 n번 누르면, 다시 말해 처음 주파수 f0 의 정수배가 되는 주파수 f로 스위치를 누르면 우리는 여전히 처음 임무를 수행하게 된다. 여기서 f0를 기본파라고 하고 f0에 대해 정수배가 되는 특별한 주파수를 고조파라고 한다. (21)

󰋮 같은 음인데 왜 악기에 따라 다른 소리가 날까? 23

악기에서 만들어진 음파에는 기본음뿐만 아니라 수많은 고조파들도 함께들어 있다. 단순한 사인파로 구성된 소리는 고조파를 많이 포함한 소리, 다시 말해 주파수 성분을 많이 가지고 있는 소리와 같지 않다. 음색이 다르다는 말이다. (23)

실제로 현이 길수록 진동이 현을 주파는데 걸리는 시간도 길어진다. 따라서 주기와 반비례 관계에 있는 주파수는 감소하고 소리는 더 낮아지는 것이다. / 마찬가지로 현을 더 팽팽하게 하거나 굵기를 줄이면 진동의 이동 속도는 커지고 따라서 현에서 나는 소리 주파수는 높아진다. (25)

2장 완벽한 화음은 존재할까? 27

󰋮 음악가들은 어떻게 소리를 분석할까? 29

음악의 가락(멜로디)은 음의 연속으로 이루어진다. 두 음 사이의 높낮이 차이를 음악에서는 음정이라고 하는데, 음정은 피아노 건반에서 두 음 사이의 거리와 직접 연관된다. (30)

옥타브는 온음과 같은 더 작은 음정으로 나눌 수 있다. .. 예를 들어 도에서 레까지는 한 개의 온음 또는 두 개의 반음이 있다(첫째 반음은 도에서 올림(#)도 사이, 둘째 반음은 올림 도에서 레 사이) . 따라서 한 옥파브 안에는 반음이 열 두 개 존재한다. (30)

음악에서 많이 쓰이는 음정은 도에서 솔까지 일곱 개의 반음에 해당하는 완전 5도 음정, 네 개의 반음에 해당하는 장3도 음정, 세 개의 반음에 해당하는 단3도 음정이다. (30)

도에서 솔까지(일곱개의 반음이자 완전 5도) 가려면 도에서 미까지(네개의 반음이자 장3도) 올라갔다가 다시 미에서 솔까지(세 개의 반음이자 단3도) 올라가도 된다는 얘기다. (31)

󰋮 듣기 좋은 소리의 조건은 무엇일까? 32

여러 음이 동시에 발생할 때 전체 음파는 음 각각의 파동을 더한 것이다. .. 사인파 두 개가 더해질 경우에 시간이 지나면서 진폭이 변화하는 파동이 생겨나는 것이다. / 이러한 현상을 맥놀이라고 한다. (32)

음악에서는 동시에 연주한 두 음이 듣기 좋은 소리를 만들 때 협화음이라고 하고, 그 반대의 경우를 불협화음이라고 한다. (33)도

맥놀이 현상을 이용하면 오케스트라에서 처럼 악기가 많은 경우에도 효과적으로 음을 맞출 수 있고, 한 악기가 내는 음을 조율할 수도 있다. (34)

󰋮 수학으로 완벽한 화음을 만들 수 있을까? 36

앞에서 살펴본 것처럼 완벽하게 음이 맞는 5도 음정을 기초로 만든 음계를 피타고라스 음계라고 한다. 그런데 피타고라스 음계에는 약점이 있다. 한 옥타브를 똑같은 반음 열두개로 마눈 음계, 즉 오늘날 보편적으로 쓰이는 평균율 음계와 양립하지 못하는 것이다.

도 레 미 파 솔 라 시 도

피타고라스 음계 1 1.125 1.266 1.333 1.5 1.688 1.898 2

평균율 음계 1 1.122 1.260 1.335 1.498 1.682 1.888 2 (37)

평균율 음계에서는 조옮김을 완벽하게 해낼 수 있는 것도 이점으로 작용했을 것이다. 실제로 평균율 음계를 이용한 가락, 즉 음정의 연속은 어떤 음에서 시작하든 같은 방식으로 소리가 난다. 이에 반해 피타고라스 음계에서 조 옮김을 하면 가락의 음정들이 원래의 소리값을 유지하지 못한다. (38)

반음 열두개에 기초한 평균율 음계는 16세기에 처음 만들어졌으며, 클라브생이나 피아노 같은 건반악기가 등장한 후에야 확실히 자리 잡을 수 있었다. (38)

실제로 완전 5도는 주파수에 3/2를 곱해서 얻는 반면, 완전3도는 주파수 2를 곱해야 얻을 수 있다. 따라서 (3/2)m = 2n이 될 수 있는 두 정수 m과 n을 찾아야 한다는 말이다. 이것은 불가능한 일이다. 3의 거듭제곱은 항상 홀수이고 2의 거듭제곱은 항상 짝수이기 때문이다. (39)

일반적으로 음정의 수를 세분하면 각각 더 정확한 소리를 얻을 수 있다. 이는 곧 맥놀이 현상이 나타나지 않는다는 얘기다. 하지만 이런 식으로 확장한 음계에 기초하여 피아노를 만들면 건반이 지금처럼 88개가 아니라 400개는 되어야 할 것이다. (39)

다시 말하면 한 옥타브당 건반이 더 적어진다면 음들이 서로 잘 맞지 않아 아주 불쾌한 소리를 만들어 낼 것이고, 반대로 너무 세밀하게 분할한다면 악기연주 자체가 불가능할 테니 말이다. (40)

3장 귀가 없으면 음악을 못 들을까? 41

󰋮 귀는 왜 두 개일까? 43

사람은 귀를 두 개씩 가지고 있는데, 이러한 구조는 소리가 어디에서 오는지 알아내는데 아주 유용하다. (43)

올빼미를 보면 양쪽 귀의 위치와 형태가 서로 비대칭을 이루고 있는데, 그 덕분에 위에서부터 오는 소리는 한쪽 귀에 더 크게 감지되고 아래에서 오는 소리는 다른 쪽 귀에 더 크게 감지된다. (46) [개가 귀바퀴를 상하 좌우로 움직이는 것도 이런 이유일까?]

󰋮 귀는 어떤 구조일까?

외이 ... 중이 ... 내이

중이는 세 개의 이소골(망치뼈, 모루뼈, 등자뼈)로 이루어져 있다. (47)

달팽이관 .. 기저막 .. 유모 세포 ... 뉴런으로 연결되어 있다. (48-49)

사람의 기저막은 펼쳤을 때 그 길이가 약 35밀리미터나 되며, 20헤르츠에서 2만헤르츠에 이르는 주파수를 소화한다. (49)

포유류와 조류는 모두 달팽이 관을 가지고 있으며 ... 코끼리는 같은 코끼리가 내는 저주파수에 민감하지만 2천헤르츠까지 밖에 듣지 못한다. 사람보다 거의 두 배나 되는 60밀리미터 길이의 달팽이관을 가지고 있으면서 말이다. (50)

4장 음악을 즐기려면 꼭 머리를 써야 할까? 51

󰋮 음악을 들을 때 뇌에서 무슨 일이 일어날까? 53

뉴런은 뉴런망을 통해 신경충동이라는 신호의 파동을 보내고, 이 신경충동은 대뇌피질에 있는 뇌의 정보처리중추에 도착한다. 그런데 이 과정에서 정보의 일부분이 손실된다. (53)

뇌는 메시지를 이해하고 정보를 추적하기 위해 정말로 유용한 충동을 골라내야 한다. 그러기 위해 뇌는 소리를 마치 이미지처럼 다룬다. 다시 말해 소리의 윤곽을 탐지하는 것이다. / .. 뇌가 파악하는 소리의 윤곽은 무언가가 새롭게 발생하는 순간이다. (54) [이 새로운 순간이 작은 사건이다. 차이에 의해서만 규정되는 것이다. 이것이 과정들 속에서는 특이성이라고 불리어야 할 것이다. (48OMD)]

뇌는 새로운 것에 더 많이 반응하고, 거기로부터 사건과 사고를 찾아낸다. 귀가 어떤 음을 들으면 뇌는 그 음의 처음과 끝을 탐지한다. 오케스트라 지휘자가 셋째 열에 앉은 바이올린 주자의 음이 다른 다원들에 비해 조금 더 빠르거나 늦다는 사실을 알아낼 수 있는 까닭도 이러한 사건 탐지 기능 덕분이다. (54)

󰋮 뇌는 음악과 잡음을 어떻게 구별할까? 55

우리 귀안에 들어있는 피아노가 온통 뒤얽혀 있는 소리들을 모조리 뇌로 전달하면, 뇌는 얽히고 설킨 소리의 실타래를 풀어 베토벤의 음악만 골라낸다. 이른 청각 장면 분석이라고 한다. (55)

만약 바이올린과 첼로가 서로 다른 음을 연주하면 서로 다른 고조파가 나오므로 바이올린과 첼로 츰을 구분하는 첫째 단서가 된다.(57)

[둘째] .. 설령 같은 악기라 하더라도 연구가의 연주 방식에 따라 다른 음색이 나오기 때문이다. (57)

또 다른 요인도 끼어들 수 있다.. 미세한 시간 차이가 있어도 악기 소리가 당장 두드러진다. (57)

능숙한 바이올리니스트는 능숙한 활 놀림으로 저음과 고음을 빠르게 번갈아 연주할 수 있는데, 음이 매우 빨리 교차되면 듣는 이는 바이올린 두 대가 각각 낮은 음과 높은 음을 따로 연주한다고 생각하게 된다. 바흐(Bach, 1685-1750)의 바이올린을 위한 ‘프르티타’가 무반주 독주곡인데도 두 개의 바이올린으로 연주하는 곳처럼 들리는 까닭이 바로 이것이다. (58) [sechs Violinpartiten und -sonaten (?), Sonates et partitas pour violon solo: Sonates et partitas pour violon seul, BWV 1001 a BWV 1006; ]

우리 주변의 물체들은 입체적인 모양을 하고 있지만, 우리 눈의 망막에는 평면적인 것으로 비친다. 그런데 시각 기관이 그 진짜 모양을 안다고 할 수 있을까? .. / 이러한 질문은 철학과 실험 심리학을 넘어 수학 영역에서도 제기된다. 소리를 내는 물체에 파동의 생성과 전파에 관한 음향학 이론을 거꾸로 적용할 수도 있을까? 다시 말해 어떤 물체가 만들어내는 음향 스펙트럼을 보고 그 물체의 모양을 유추할 수 있을까? (59-60)

게다가 사람의 귀는 종종 착각을 일으킨다. 동북 아시아의 가수들은 고조파 창법을 사용하는데, 이들은 아주 낮지만 고조파가 풍부한 음을 내면서 스펙트럼에서 뚜렷이 드러나는 매우 높은 고조파를 증폭할 줄 안다. (60)

󰋮 음악에 마음을 담을 수는 없을까? 61

악기의 음과 말소리의 차이는 매우 중요하다. 실제로 말을 구성하는 소리의 의미는 음파의 높낮이가 아니라 시간의 경과에 따라 달라지는 반면, 음악은 주파수의 변화에 따라 달라진다. 그런데 하나의 기관으로 시간적 변화와 주파수의 변화를 동시에 따라가기가 어렵다. / 이 문제를 해결하기 위해 사람의 뇌는 아주 간단한 전략을 선택했다. .. 좌뇌는 음파의 높낮이에 크게 신경쓰지 않고 빠른 신호에 더 잘 집중하고, 우뇌는 음파가 일으키는 시간의 변화보다 높낮이의 변화를 더 잘 따라가는 재주가 있다. .. 말은 좌뇌에서 우선적으로, 음악은 우뇌에서 우선적으로 처리된다고 본다. (62)

신경 생리학 연구자들은 최근 거울 신경이라는 흥미로운 것을 발견했다. 원숭이 뇌의 거울신경은 다른 원숭이의 행동을 바라보거나 그 행동을 따라 할 때 같은 방식으로 반응한다. (62)

사람의 감정이입, 즉 다른 사람이 어떻게 행동하는지 보고 나서 스스로 그 사람의 처지에 놓였다고 가정하여 그러한 행동을 유발한 원인이 무엇인지 알게 해주는 감정구조 역시 거울 신경과 관계가 있다. (63)

음악과 소리의 가장 큰 차이는 듣는 대상이 존재하느냐 존재하지 않느냐 하는 것이다. 음악가는 자신이 아니라 듣는 사람들을 위해 음악을 만들며, 또한 음 하나하나에 의미를 담아 하나의 곡을 구성한다. (63)

* 더 읽어 볼 책들

- 김연, 음악 이론의 역사, 심설당, 2006.

- 안동림, 퀴즈로 배우는 클래식 음악, 현암사, 2005.

- 이석원, 음악 음향악, 심설당, 2003.

* 논술, 구술 기출 문제

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* 인명

고조파(harmonics, 高調波) (두산백과) 고조파란 주기적 복합파의 각 성분 중 기본파 이외의 것이며, 기본주파수(60 or 50 Hz)의 정수배를 갖고있는 주파수로 노이즈(Noise)와는 구분되며 50차수 이하를 고조파라 하며 그이상은 고주파로 분류하고 있다.

요한 세바스티안 바흐(Johann Sebastian Bach, 1685-1750) 독일의 작곡가, 오르가니스트. 대위법 음악을 완성하여 바로크 음악의 아버지로 불린다.

장바티스트 조제프 푸리에(Jean-Baptiste Joseph Fourier, 1768-1830) 프랑스의 수학자이자 물리학자.

헤르쯔(Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894) 독일 물리학자 기술자.

니이체 (Friedrich Wilhelm Nietzsche, 1844-1900) 프로테스탄트 목사의 아들로 태어나 그리스 고전어에 뛰어났다. 당시의 성직자의 태도에서 한의 윤리를 보았고, 이런 태도가 신을 죽게 했다. 그리고 새로운 태어남은 영겁회귀 속에서 다음 인간으로 이루어진다.

피에르 앙리 마리 셰페르(Pierre Henri Marie Schaeffer, 1910-1995) 프랑스의 작곡가 겸 기술자이다. pere de la musique concrete et de la musique electroacoustique. 저술로, 󰡔구체음악(La musique concrete, 1967)󰡕(collection "Que sais-je ?", PUF, 1967), 움악작곡으로 󰡔Le triede fertile 1975󰡕(en collaboration avec Bernard Durr) 등이 있다. ..

알랑 쉴(Alain Schuhl, s.d.) 그르노블대학, 2007년 창설된 네엘(L'Institut Neel) 연구소 소장.

Les ordinateurs de demain, Alain Schuhl, Editions Le Pommier, Paris, 2004.

슈바르츠(Jean-Luc Schwartz, s.d.-2010) 디블링(Diebling, dep. la Moselle)의 시장( 2001-2010) / 시장과 다음 가수는 동명이인 일까? / 샹송 명으로 ｢롤라(Lola: Faut pas rever)｣, ｢나의 사촌 루이(Mon cousin Louis)｣, ｢아리(Hary: La course du fou)｣, ｢Vas-y Paulo !｣, ｢Diego: Une saison blanche et seche)｣,

Pierre Escudier et Jean-Luc Schwartz, La parole: Des modeles cognitifs aux machines communicantes, Paris, Hermes - Lavoisier, 2000, 406 p.

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