Dây đàn piano đã thay đổi theo thời gian như thế nào?

Trong khi các dây đàn piano đã thay đổi qua các thế kỷ, từ bằng sắt tới thép với các chất liệu khác nhau, các nhà nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng, các âm thanh được tạo ra từ các loại dây này của nhạc cụ vẫn gần như không thay đổi.

"Tôi đã nghĩ khi dây phát triển - như là độ căng phát triển - sự du dương cũng sẽ thay đổi theo thời gian", giáo sư vật lý Đại học Purdue Nicholas Giordano cho biết. "Tôi rất ngạc nhiên khi tìm thấy tất cả các nhà sản xuất đã giữ cùng một giá trị của sự du dương (chất lượng âm thanh)".

Sau khi nghiên cứu các âm thanh của 4 cây đàn piano được làm thủ công từ giữa năm 1815 đến 1912, 2 trong số đó có dây được làm bằng sắt và 2 được làm từ thép, ông Giordano đã phát hiện ra rằng, các cây đàn piano có giai điệu tương tự với các dãy nốt - mặc dù sử dụng các kim loại, sự căng và đường kính dây khác nhau.

Phát hiện của ông chỉ ra cách làm thế nào các nhà thiết kế piano luôn tạo ra sự cân bằng giữa việc tăng độ căng của dây (cần dây có sức căng lớn hơn hoặc có đường kính lớn hơn) và việc đạt được một chất lượng âm thanh tốt (cần có đường kính dây nhỏ).

Và mặc dù các nhà thiết kế đàn piano đã đi theo đường này trong nhiều thế kỷ, ông Giordano tin rằng vẫn có chỗ cho sự cải thiện. Ông cho biết sợi carbon có thể đáng để khám phá trong tương lai bởi vì sức mạnh gia tăng của nó.

Trong suốt thời kỳ ra đời của piano đầu những năm 1700, sắt đã được sử dụng để làm dây âm đàn, nhưng sự căng của vật liệu và sức mạnh đã hạn chế khả năng tạo ra âm thanh lớn, ông Giordano cho biết. Khi nghề luyện kim được cải thiện vào những năm 1850, nó đã trở nên dễ dàng hơn để làm các dây đàn ngoài vật liệu thép, và tới những năm 1880, thép làm dây đàn gần như giống hệt với những gì có trong cây đàn piano ngày nay.

Gạt những kết quả này sang một bên, Giordano cho biết, ông vẫn cho rằng, cảm giác âm nhạc là chủ quan.

Những người khác làm việc với cây đàn piano hàng ngày giữ quan điểm khác nhau về dây đàn, nhà sản xuất piano Arno patin, chủ một doanh nghiệp piano tại Ann Arbor, Michigan cho biết. Cùng với sự căng và cứng, ông cho biết, độ căng của dây đàn là như nhau.

Được xác định như điểm dừng của một vật liệu nhất định tại một đường kính nhất định, độ căng được xác định bởi chất liệu của vật liệu, tính chất hợp kim của nó và chất lượng và tốc độ của việc kéo dây. Tất cả những yếu tố này tạo ra các loại dây khác nhau, đặc biệt là khi thép được sử dụng.

Ông Patin cho biết không ai có thể nghiên cứu sự tiến hóa của dây đàn mà không xem xét tới các tính chất khác này.

"Bạn có cùng độ căng, không du dương và cứng, nhưng âm thanh phát ra sẽ rất khác nhau," ông nói.

Chỉ một số ít các nhà sản xuất dây đàn xem xét những thông số này, điều khiến ông Patin tin rằng dây đàn vẫn đang phát triển, trong khi việc thiết kế piano thì không có thay đổi lớn nào kể từ những năm 1880.

Ngay cả với các mô hình toán học và tính toán, sẽ không bao giờ có được một "dây lý tưởng" vì các tham số vật lý thuộc về piano, ông Patin nói. Ông cũng tin rằng cây đàn piano là quá phức để khái quát hóa về sự thể hiện thiết kế.

Với mỗi một cây đàn piano, mỗi dây đều khác nhau về độ dài và phải đạt được độ căng và cứng khác nhau. Nhưng điều này ngày càng trở nên phức tạp khi mỗi dây phải phối hòa âm với các dây khác.

"Đó không phải là một nốt" , ông nói. "Đó là 88 nốt để có được sự tươi đẹp".