2020年3月29日日曜日

音と光のオクターブ

周波数とオクターブ


ある音程の周波数の2倍、4倍、1/2倍、1/4倍(2の±n乗倍)の周波数を持つ音、
たとえば440Hzの音と880Hz、1760Hzの音は、いずれも西洋音階の「ラ(A)」であり、
一般的に同じ種類の音階の音、しかし1オクターブ違う音、としてヒトは認識する。

これはひとつの連続的に変化する物理量を認識する方法として、
とても神秘的なものではないだろうか。

たとえば重さが2倍、4倍のものを、「同じ種類の重さだがオクターブ違う」と感じるようなものだ。


色相環と波長


一方、波長がおよそ380nm~780nmの電磁波を、ヒトは光として感じ、
波長の違いを色相の違い、たとえば波長の最短の色は紫、最長の色は赤、
として知覚することができる。

それ自体が非常に神秘的なものだが、それはここでは考えない。

ここでは、色相環の神秘についてとりあげる。

紫と赤は、可視領域の両端に位置するまったく別の色であるにも関わらず、
ヒトは両者を色相環のなかで隣り合う色として知覚し、
本来断絶している両端の波長の色が、連続的につながっているように認識している。

この色の知覚の神秘は、オクターブの神秘に通じているのではないだろうか。

そして、ヒトの近くできる電磁波の波長域がもっとずっと広かったら、「オクターブ違いの同じ色」という知覚が生まれる可能性もあるのではないだろうか?

そんな妄想を、図解でまとめてみた。

音の周波数


「ドレミファソラシド」、の最初と最後の「ド」は、
同じ「ド」でも1オクターブ違い、周波数では2倍違う関係にある。

音階の感覚は、連続的に変化しつつ、らせん状の周期性を持つものとして知覚される。

図の中のA0~A7までの「ラ」は、ピアノの88鍵に含まれるすべての「ラ」である。



電磁波の周波数


可視光は、波長(周波数)の違いが、色相の違いとして知覚される。
可視領域の両端は、波長(周波数)でほぼ2倍の関係にあり、
また両端がつながった円環(=色相環)として知覚される。
波長(周波数)がほぼ2倍であることと、両端がまるでオクターブ違いの音のように
ほぼ同じ色として知覚されることに、関連はあるのだろうか。



光のオクターブ(妄想)


もしも可視領域がずっと広かったら、音階の知覚と同じように、
何オクターブ分もの色が識別できる、ということになるのだろうか?



あまりに広いレンジの物理量を識別する必要があるときに、
オクターブのような知覚の仕方が進化的に生まれることは大いにありうるとも思われる。


もっとも、数百テラHzという超高速の振動数をもつ2つの光の波長が、
2の±n乗倍の関係にあるかどうかを知覚できるような生体センサーがありうるとは、
ちょっと考えにくい。

なので、この妄想がどれだけ真実味をもつのはか、よくわからない。

もしも光のオクターブが感じられたら、それは一体どんな感覚なのだろうか?

宇宙のどこかに、幅広いレンジの光を識別できる生命体がいて、
光のオクターブ感覚を持っていたら、それがどんなものか、
それが彼らの文化にどんな影響を与えているのか、ぜひ教えてもらいたい。