Kemanlarda Evrimsel Tasarım: Kemanlarda Neden F Deliği Var? Deliğin Bu Şekli Nasıl Tasarlandı?

Kemanlarda evrimsel tasarım.

Kemanlarda neden F deliği var?

Diliğin bu şekli nasıl tasarlandı?

Olağanüstü bir renasans tasarımının tekniği ve hikayesi.

Elektronik ses yükselticilerden yani amfilerden önce müzisyenler seslerini bir topluluk, orkestra ve gürültülü kalabalıklar önünde duyurabilmek için hep yeni ve daha iyi yöntemler geliştirmek zorundaydı.

Gitar, cello ve viola gibi akustik enstrümanların tasarımları bu problemin çözümü yolunda geliştirilen uzun bir deneyimin ürünüdür.

Bu müzik aletlerinin her biri üzerinde uyulmuş yuvarlak veya F harfi veya integral işareti şeklindeki delikler mutlaka dikkatinizi çekmiştir.

Bunların neden var olduğunu hiç düşündünüz mü?

Ahşap müzik aletlerinin içi boş olarak tasarlanmasının nedeni aletin adeta bir yankı odası gibi davranarak amfiye ihtiyaç duymaksızın yayların sesini yükseltmektir.

Ancak bu boşlukta yankılanarak amplifiye edilen ses dalgalarının bir şekilde dışarı çıkması gerekir.

İşte bu da bir akustik gitarın altındaki dairesel ses boşluklarından ya da kemanın her iki yanında bulunan F deliklerinin yardımıyla gerçekleşir.

Ama bir soru daha kalıyor.

Neden F harfi?

Bu şekil nereden geliyor?

Dikkat çekici bu şeklin Rönesans döneminden kalma abartılı bir sanatsal artık olduğunu düşünebilirsiniz.

Hatta bir müzik aleti yapımcısının imzası olduğu ihtimali üzerinde bile durabilirsiniz.

Ancak F deliğinin kökeninin Rönesans'tan geldiği doğru olsa da bu delikler bir süsten çok daha fazlasıdır.

Tesadüfen de olsa, bilinçli bir şekilde tasarlanmış da olsa bu tasarımın bugüne kadar ulaşıp da başka tasarımların bulunmamasının çok iyi bir nedeni vardır.

Evrim Akustik uzmanı Nicholas Magdis ve MIT'deki ekip arkadaşlarının yayınladıkları bir çalışmada bir kemandaki F deliklerinin gerçekten de güçlü bir akustik sesin sağlanmasında mükemmel bir yöntem

olduğunu ortaya koydular. Bu konu hakkında The Economics dergisinde yayınlanan bir rapor, F deliklerinin, hele kemanın 10.

yüzyıldaki öncülü, üzerinde bulunan dairesel boşlukların sonik gücünü ikiye katladığını vurguluyor.

İyi ama bu tasarım nereden geldi?

İlk defa nasıl düşünüldü?

Bundan asırlar önce yaşamış keman üreticileri bu tasarımın mükemmelliğini nereden biliyordu?

F deliği tıpkı biyolojideki gibi kademeli bir şekilde evrimleşti.

Aslında uzun yıllardır 16.

yüzyılda yaşamış bir keman üreticisi ailesi olan Amet ailesinin bu ilginç şekli bir mandalinayı soyarken fark etmeleri üzerine uyguladıkları iddia edilmektedir.

Belki de bu mandalinin kabuğunu düz bir yüzeye koyarak bu şekle ulaşmışlardı.

Bu olasılık her ne kadar ilgi çekici olsa da yeni çalışma bu açıklamaya gölge düşürüyor.

The Economics şöyle yazıyor.

1560 ve 1750 yılları arasında üretilmiş 470 enstrümanı analiz eden Magdis ve ekibiyle bir keman üreticisi olan Roman Barnas, bu şeklin değişiminin kademeli ve sürekli olduğunu keşfettiler.

Tıpkı biyolojide olduğu gibi enstrüman tasarımında da bu F dedikleri doğal mutasyon sonucu ortaya çıkmışlardır.

Ya da kemanlar söz konusu olduğunda bu ustalık hatası olarak da düşünülebilir.

Üreticiler durmaksızın diğer enstrümanların kaçınılmaz olarak hatalı olan kopyalarını yaptılar.

Her biri kendisinden önce gelen enstrümanların benzerlerini üretmeye çalıştı.

Ancak ustalıkları arasında farkları olduğu için kaçınılmaz olarak ufak tefek hatalar yaptılar.

Delikler daha büyük oldu, bazıları şekilsizdi, bazıları boylamasına uzamıştı.

Her bir keman üreticisi kendisinden önce gelenin hatalı kopyasının hatalı bir diğer kopyasını yaptıkça orijinal yuvarlak şekilden kademeli bir şekilde uzaklaşıldı.

Tıpkı evrimsel biyolojide türlerin ebeveynlerinin hatalı bir kopyası ve karışımı olması gibi.

Ancak bunlardan en uyumlu ve başarılı olanların gelecek nesle kendi hatalı kopyalarını daha çok bırakabilmesi gibi.

Amatis, Radivari ve Guarneri gibi ünlü keman üreticisi aileler bu kademeli süreç sonucunda F deliğine ulaştıklarında diğer şekillerden daha üstün bir şekil ortaya koyduklarını ve bu şekilde üretilen kemanların daha

iyi enstrümanlar olduğunu fark ettiler.

Tabi bu üreticilerin F deliğinin matematiksel prensiplerini anlayıp anlamadıklarını bilemiyoruz.

Makris ve ekibi iletkenliğin doğrusal oranlaması ile ses deliğinin çeper uzunluğu arasında bir ilişki olduğunu keşfettiler.

Görünen o ki bir deliğin uzunluğunu büyüttüğünüzde kemandan daha fazla ses çıkmaktadır.

Jennifer Chu şöyle anlatıyor.

Uzatılmış ses deliği sesin tamamını çıkarmayı başarırken bir yandan da keman üzerinde çok az bir yer kaplıyor.

Bu nedenle de güç verimliliği önceki dairesel deliklerden daha yüksek.

Bu nedenle de güç verimliği önceki dairesel deliklerden daha yüksek.

The Economics dergisi ise şöyle yazıyor.

16 ve 18. yüzyıllar arasında şekillerin aniden uzamaya başlaması, bu dönemin sonlarına doğru ilk kez deliğin kasıtlı bir şekilde değiştirilmeye başlandığını gösteriyor olabilir.

19. yüzyılda F deliklerine tasarım üzerine uğraşlar aslında deliğin işlevini bozdu ve bu nedenle de bu tasarımlar kalıcı olmadı.

Bir diğer deyişle, Nesilden nesle aktarılırken biriken hatalardan en iyi ses çıkaranların seçilmesi sonucu yaşanan keman evrimi, keman tasarımcılarının akıllı müdahalesinden çok daha önce optimal, yani en uyumlu

sonuca ulaşmayı başarmıştı bile.

İnsanların her türlü müdahalesi bu sonuçtan uzaklaşmayı ve ses kalitesinin düşmesiyle sonuçlandı.

Araştırmacılar şöyle yazıyor.

Evrimsel oran analizi yaparak keman deliklerindeki bu değişimin ustaların beceri sınırları çerçevesinde kendilerinden önce gelenlerin keman tasarımlarını kopyalamaları sırasında yanlışlıkla oluşan mutasyonlar ve bu

mutasyonların daha yüksek ses rezonansı üretenlere göre seçilmesi ve daha çok üretilmesi yoluyla değiştiğini gösterdik.

Bu değişimler önceden düşünülerek planlanmış tasarım değişiklikleri değildir.