Alikwoty to jedno z pojęć, które często pojawiają się w rozmowach o muzyce, akustyce czy śpiewie, ale nie zawsze są w pełni zrozumiałe. Jeśli zastanawiasz się, czym są alikwoty dźwięku, jak wpływają na brzmienie instrumentów czy głosu oraz dlaczego są tak ważne w świecie muzyki, ten artykuł jest dla Ciebie. Przyjrzymy się bliżej temu zagadnieniu, wyjaśniając je w prosty i przystępny sposób. Dodatkowo pokażemy, w jaki sposób alikwoty wpływają na nasze codzienne doświadczenia dźwiękowe i gdzie można je usłyszeć.
Czym są alikwoty? Definicja i zjawisko akustyczne
Alikwoty to harmoniczne składniki dźwięku towarzyszące tonowi podstawowemu (głównemu dźwiękowi, który słyszymy jako wysokość danego tonu). Nazwa wywodzi się z łacińskiego słowa aliquot i oznacza „kilka” lub „jakiś” – co trafnie oddaje fakt, że w każdym dźwięku muzycznym obecnych jest kilka składników częstotliwości. Alikwoty są podstawą akustyki: gdy struna, słup powietrza lub inny materiał drgają, generują nie tylko jeden „czysty” dźwięk, ale całą serię drgań o różnych częstotliwościach. Wyjątkiem jest tzw. ton sinusoidalny, który nie zawiera alikwotów – jednak takie, idealnie czyste, dźwięki praktycznie nie występują w naturze ani w instrumentach, dlatego niemal każdy dźwięk muzyczny składa się z wielu składowych harmonicznych.
Każdy alikwot ma częstotliwość będącą wielokrotnością częstotliwości tonu podstawowego. Jeśli więc np. struna gitary drga z częstotliwością 110 Hz (co odpowiada dźwiękowi A2), to jednocześnie pojawiają się alikwoty o częstotliwościach 220 Hz, 330 Hz, 440 Hz itd. Co istotne, częstotliwość podstawowa (najniższy dźwięk) jest zazwyczaj najgłośniejsza, a każdy kolejny alikwot jest coraz cichszy. Z tego powodu słyszymy przede wszystkim ton podstawowy, a alikwoty stanowią tło brzmieniowe nadające mu charakter.
Harmoniczne składowe dźwięku a barwa brzmienia
To, jak postrzegamy barwę dźwięku, w dużej mierze zależy od alikwotów. Różne instrumenty mogą grać ten sam ton podstawowy (np. a’ = 440 Hz), ale każdy zabrzmi inaczej właśnie dzięki różnicom w składzie i natężeniu składowych harmonicznych. Na przykład flet poprzeczny wydaje dźwięk, który jest stosunkowo ubogi w wyższe alikwoty, przez co jego brzmienie jest łagodne i czyste. Natomiast skrzypce czy trąbka produkują bardzo bogatą serię harmoniczną – liczne alikwoty o znacznej głośności – co skutkuje jasnym, przenikliwym brzmieniem. Nawet dwa fortepiany mogą brzmieć odmiennie, jeśli każdy z nich inaczej akcentuje swoje składowe (np. za sprawą odmiennej konstrukcji lub ustawienia instrumentu).
Ludzki słuch jest wrażliwy na te subtelne różnice w widmie dźwięku. Na podstawie samych alikwotów potrafimy rozpoznać, czy jest to dźwięk gitary, skrzypiec, czy ludzki głosu – nawet jeśli wysokość (ton podstawowy) jest taka sama. Barwa dźwięku, czyli inaczej koloryt dźwięku, to unikalna „mieszanka” częstotliwości harmonicznych. Bogactwo alikwotów przekłada się też na wrażenie pełni i głębi dźwięku. Z tego powodu instrument o ubogiej serii harmonicznej może brzmieć nudno lub „pusto”, a instrument bogaty w alikwoty odbieramy jako brzmiący ciepło, bogato lub jaskrawo (w zależności od tego, które alikwoty dominują). Zrozumienie roli składowych harmonicznych pozwala muzykowi świadomie kształtować brzmienie – np. poprzez sposób artykulacji, użycie różnych technik gry czy drobne modyfikacje instrumentu, by wzmocnić lub osłabić niektóre składowe.
Alikwoty w głosie ludzkim
Człowiek również jest swojego rodzaju instrumentem – wydającym dźwięki składające się z wielu harmonicznych. Gdy mówimy lub śpiewamy pojedynczy dźwięk, nasze struny głosowe generują ton podstawowy wraz z serią alikwotów. Aparat mowy – jama ustna, gardło, usta – pełni rolę rezonatora, który może wzmacniać pewne alikwoty, a inne osłabiać. Z tego powodu w głosie ludzkim pojawia się zjawisko formantów: są to pasma częstotliwości (czyli konkretne alikwoty lub ich zakres), które są podbijane przez ukształtowanie jamy ustnej. W praktyce formanty odpowiadają za różne samogłoski – na przykład śpiewając dany dźwięk na samogłosce „a”, wzmacniamy inny układ alikwotów, niż śpiewając „i” czy „u”. Choć słyszymy jedną wysokość głosu, barwa zmienia się w zależności od tego, które harmoniczne składowe zostały uwydatnione.
Szczególnym przykładem wykorzystania alikwotów w głosie jest śpiew alikwotowy (zwany też harmonicznym). To technika, w której śpiewak potrafi tak ukształtować aparat głosowy, by jeden z alikwotów stał się słyszalny niemal jak osobny, wysoki dźwięk (przypominający gwizd lub flet), podczas gdy nadal brzmi niska nuta bazowa. W efekcie jedna osoba śpiewa dwie wysokości jednocześnie: podstawę oraz wybrany alikwot. Jest on znany od wieków m.in. wśród ludów Azji Centralnej (np. mongolski czy tuwiński śpiew gardłowy), ale technika ta zyskała też popularność na całym świecie jako forma sztuki i medytacji dźwiękiem. Współcześnie niektórzy wokaliści eksperymentalni i klasyczni wykorzystują elementy śpiewu alikwotowego, aby dodać bogactwa i niezwykłego charakteru swoim występom. Umiejętność świadomego kontrolowania alikwotów głosu pozwala lepiej dostroić się do instrumentów, uzyskać klarowniejsze brzmienie w chórze czy stworzyć intrygujące efekty brzmieniowe.
Rola alikwotów w instrumentach muzycznych
We wszystkich instrumentach zjawisko powstawania alikwotów jest naturalnym elementem wydobywania dźwięku. Na przykład w instrumentach strunowych, gdy struna drga, jej części (połowy, tercje, ćwierci itd.) również wpadają w drgania, dając kolejne tony harmoniczne. Muzyk może nawet zagrać pojedyncze alikwoty jako oddzielne, wyższe dźwięki – wystarczy lekko dotknąć struny w odpowiednim miejscu (np. w połowie długości struny), aby uzyskać tzw. flażolet, czyli czysty dźwięk harmoniczny wyższy od podstawowego. Flażolety na gitarze czy skrzypcach są znakomitym dowodem istnienia alikwotów: słychać wtedy wyłącznie wybrany ton harmoniczny, bez podstawy. Zjawisko to można zaobserwować również w fortepianie: przy wciśniętym prawym pedale i uderzeniu głośno niskiego dźwięku, inne struny odpowiadające jego alikwotom również zadrżą (pobudzone wspólnym rezonansem), choć nie zostały bezpośrednio uderzone.
Instrumenty dęte również opierają się na serii harmonicznej. Trąbka, puzon czy róg przy ustalonej pozycji (lub bez użycia wentyli) mogą wydobyć różne dźwięki poprzez zmianę napięcia warg i siły zadmuchu. Muzyk wprowadzając słup powietrza w drgania otrzymuje ton podstawowy instrumentu, a przy zwiększeniu napięcia warg – kolejny alikwot (wyższy dźwięk) z naturalnej skali. Dzięki temu dawni trębacze potrafili zagrać całe melodie na prostych rogach myśliwskich czy trąbach bez wentyli, wykorzystując wyłącznie kolejne alikwoty.
Również w instrumentach dętych drewnianych, jak klarnet czy flet, alikwoty określają podstawowe własności brzmienia. Długi, cylindryczny korpus klarnetu powoduje, że wzmacniane są głównie nieparzyste alikwoty, co daje ciemniejsze, „drewniane” brzmienie. Z kolei flet (otwarty z obu stron) wzmacnia więcej alikwotów parzystych i nieparzystych, tworząc jaśniejszy i łagodniejszy ton. Każdy instrument ma więc swój indywidualny portret harmoniczny. Twórcy instrumentów od wieków eksperymentują z kształtem i materiałami, by osiągnąć pożądane spektrum alikwotów. Przykładowo lutnicy modyfikują żebrowanie gitar, konstruktorzy instrumentów dętych regulują grubość ścianek, a twórcy instrumentów perkusyjnych (np. dzwonów rurowych) stroją elementy, aby uwydatnić lub zredukować określone alikwoty.
Praktyczne zastosowania alikwotów
Wiedza o alikwotach znajduje wiele praktycznych zastosowań w muzyce. Jednym z nich jest strojenie i kształtowanie brzmienia instrumentów: stroiciele fortepianów nasłuchują bicia między alikwotami strun, aby perfekcyjnie dostroić oktawy i akordy. Realizatorzy dźwięku w studiach i na koncertach manipulują barwą, podbijając lub tłumiąc konkretne częstotliwości (czyli pośrednio wybrane składowe harmoniczne) za pomocą korektorów dźwięku. Na przykład zastosowanie filtra dolnoprzepustowego może odciąć najwyższe harmoniczne, dając cieplejsze, ciemniejsze brzmienie. Muzycy instrumentalni i wokaliści świadomie trenują słuch na alikwoty – uczą się wyłapywać własne składowe harmoniczne, by lepiej stroić się w zespole i uzyskać pożądaną barwę dźwięku. Ćwiczenia takie jak śpiewanie alikwotów, granie flażoletów na skrzypcach czy płynne przechodzenie przez kolejne tony naturalne na trąbce (tzw. legato wargowe) są stałym elementem zaawansowanej edukacji muzycznej.
Takie zjawiska można również testować w praktyce, w odpowiednich warunkach akustycznych. Osoby z Wrocławia mogą wynająć odpowiednią salę do ćwiczeń, np. Browar Mieszczański, Młyn Sułkowice, Tęczowa 57, Zaklęte Rewiry czy Bystrzycka 69 – wszystkie z nich są idealne do eksperymentów z dźwiękami. To właśnie w takich miejscach można w pełni docenić, jak alikwoty wpływają na odbiór muzyki.