Sons et musique

Un musicien écoutant un concert peut, bien sûr, rêver à des milliers de sujets différents, mais un domaine de réflexion réunira de façon fructueuse ses intérêts scientifiques et esthétiques. Il peut, en effet, retracer l'histoire d'une bonne partie de la physique mathématique à travers l'étude de la musique et des instruments qui la font. Déjà, à l'époque de Pythagore (Vie siècle avant J. C.) on avait inventé la gamme harmonique qui porte le nom de gamme de Pythagore. Sur cette gamme, les hauteurs des notes correspondent aux vibrations des cordes de harpes, dont les longueurs varient comme ½, 1/3, etc. Au XVII siècle, l'étude de la vibration des cordes par l'abbé Marin Mersenne, un correspondant de Descartes, constitua la base des recherches sur les équations aux dérivées partielles et leurs applications, travail dont les racines se trouvent dans les œuvres de grands mathématiciens comme Daniel Bernouilli et jean le Rond d'Alembert au XVIIIe siècle. Hermann von Helmolz, au XIXe siècle, consacra une grande partie de son immense talent à l'étude des systèmes vibratoires ; Lord Rayleigh, le grand physicien anglais contemporain, étudia le même problème : il a laissé une Théorie du son qui est un classique.

C'est aux grecs que l'on doit d'avoir inventé un dispositif acoustique d'une grande valeur : le masque porté par les acteurs. En effet, si les masques étaient utilisés pour accentuer les expressions faciales propres aux différents rôles, ils servaient également de porte-voix pour améliorer le couplage mécanique entre l'appareil vocal et l'air environnant. Un porte-voix n'amplifie pas la voix mais, comparé à la voix nue, il permet une plus forte émergence, sous forme d'onde sonore, de l'énergie vocale disponible.

Il n'est pas difficile d'expliquer comment le joueur choisit telle ou telle note. Ses lèvres sont tellement plus massives que la masse d'air contenue dans son instrument que l'influence de la colonne d'air sur les lèvres est relativement faible. Le joueur ajuste la tension de ses lèvres de manière à ce que la fréquence de vibration naturelle favorise l'oscillation à la note voulue : la colonne d'air et les lèvres collaborent pour produire la fréquence désirée.

(Les cuivres)

Essayer de faire de la musique avec une corde dont le son n'est pas amplifié reviendrait à essayer de s'éventer avec un cure-dents ! En fait, une partie de l'énergie que l'exécutant communique à l'archet [...] passe au corps de bois du violon à travers les mouvements compliqués du chevalet.

(au cours XVIIIe siècle) La campanologie était alors un sport qui n'avait aucun rapport avec les offices religieux ; les « jeunes gens » comme on les appelait autrefois à cause de leur ardeur, occupaient les clochers pendant plusieurs heures – pas toujours sans conflit avec les autorités – et il leur fallait beaucoup de force et d'adresse pour manœuvrer des cloches dont certaines pesaient plusieurs tonnes et dont le montage n'était pas aussi perfectionné qu'aujourd'hui.