ニュートン別冊　音楽と科学

一見とても遠いところにある「音楽」と「科学」ですが、実は密接に関係しています。たとえば音というのは、何かが振動して発生した波が空気中を伝わり、耳に届いて鼓膜を振動させる物理現象です。また、現在一般的に使われている「ドレミファソラシド」という音階は、数学的手法によってつくられた音律にもとづいています。いろいろな楽器の音色も、数学的に分析することができます。逆にいえば、計算によって音色をつくりだすことが可能で、これによってコンピューターミュージックも成り立っているのです。本書では、このように音楽と数学の関係や、楽器が鳴る物理的なしくみをわかりやすく解説しています。また物理現象とは別に、耳に届いた音がどのように人の感情を動かすのか、脳科学の観点からもみていきます。
　科学と関連の深い音楽は、多くの科学者に愛されてきました。自身も演奏を楽しんだアインシュタインやファインマンなど著名な科学者たちの音楽的なエピソードや、難解な量子力学を音楽で表現しようとする試みなど、音楽と科学の意外なつながりも紹介しています。音楽の新たな一面をぜひ楽しんでください。



CONTENTS

プロローグ

1.音と数のふしぎで楽しい関係
グランドピアノと指数関数
ピタゴラスと音楽
音と三角関数①?②
音の分析
音色と倍音
人間の耳と不協和
音の協和
ピタゴラス音律
音律の歴史
転調と音律
平均律の普及
進化する音楽と数学
Column1　世界各地で発展したさまざまな音律や音階

2.楽器が音をかなでるしくみ
楽器とは何か
楽器の種類
弦楽器の鳴るしくみ
ギターとバイオリン
ピアノのしくみ①
ピアノのしくみ②
管楽器の鳴るしくみ
木管楽器のしくみ
金管楽器のしくみ
打楽器のしくみ
楽器と温度
コンサートホール
Column2　ストラディバリウスはなぜよい音なのか
Column3　日本の伝統音楽で活躍する和楽器図鑑

3.音楽に感動する秘密は脳にある
音と音波
感情を動かす音楽
音楽と情報
耳から脳へ
音楽と「報酬系」
音楽と言語
音楽中枢をさがす
Column4　患者によって症状がことなる「失音楽」がまどわせる言語能力と音楽能力の関係
絶対音感と言語機能
絶対音感の習得と遺伝
音楽家に重要な相対音感
音に色が見える共感覚
虹色の音
Column5　脳科学研究によって究極の音楽ができる日

4.音楽をもっと楽しむための技術
デジタルとアナログ
音楽の圧縮技術
音楽に没入するための技術
電子楽器の発展
コンピューターミュージック
Column6　宇宙の“音楽”も楽しめるデータソニフィケーション

5.音楽を愛した科学者たち
アルベルト・アインシュタイン
ヘルマン・フォン・ヘルムホルツ
寺田寅彦
ウィリアム・ハーシェル
ブライアン・メイ
マックス・プランク
ヴェルナー・ハイゼンベルク
リチャード・ファインマン
村山 斉
物理の祭典「量子フェス」
超ひも理論
量子×音楽
弦理論交響曲「Consciousness」基本相互作用