Wohltemperiert in guter Stimmung - Plauderei zu Mathematik und
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Wohltemperiert in guter Stimmung - Plauderei zu Mathematik und
Wohltemperiert in guter Stimmung Plauderei zu Mathematik und Musik Johannes Huber, Markus Mayrock Lehrstuhl für Informationsübertragung Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tonleiter C–Dur 7 Töne in einer Oktave 5 Ganzton–, 2 Halbtonschritte 12 Halbtöne in einer Oktave Konsonanz ? Dissonanz ? Weshalb ist das so und nicht ganz anders? Hat das was mit Mathematik zu tun? Johannes Huber, Markus Mayrock 2 Ton: akustische Welle periodische Schwankungen von Luftdruck und Luftteilchen Luftdruckschwankung (-Gleichdruck) T0 p(t) t Periodendauer: T0 Kammerton a Tonhöhe: f0 = 440 Hz Frequenz f0 = 1/T0 T0 = 0,002272 s Klangfarbe: Kurvenform Versuch: Johannes Huber, Markus Mayrock Aufnahme von Tönen, Zeitbereichsdarstellung 3 Fourieranalyse periodischer Funktionen: Fourier–Reihe (Joseph Fourier 1768 – 1830) Eine periodische Funktion mit der Frequenz f0 kann als Summe von Cosinus–Schwingungen mit den Frequenzen: f0: Grundschwingung 2f0: 2. Oberschwingung 3f0: 3. Oberschwingung 4f0: 4. Oberschwingung usw. dargestellt werden: ∞ p (t ) = ∑ Ci cos ( 2π (if 0 ) t + ϕi ) i =1 Johannes Huber, Markus Mayrock 4 Beispiel: periodische Rechteckfunktion p(t) 2 0 -2 0 T0=10 t 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 0 -2 0 Bild einfügen 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 t [ms] 12 14 16 18 20 Fortlaufende Verbesserung der Approximation 2 0 -2 0 Johannes Huber, Markus Mayrock 5 Beispiel: periodische Rechteckfunktion p(t) 2 0 -2 0 T0=10 t 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 0 -2 0 Bild einfügen 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 t [ms] 12 14 16 18 20 Fortlaufende Verbesserung der Approximation 2 0 -2 0 Johannes Huber, Markus Mayrock 6 Beispiel: periodische Rechteckfunktion p(t) 2 0 -2 0 T0=10 t 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 0 -2 0 Bild einfügen 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 t [ms] 12 14 16 18 20 Fortlaufende Verbesserung der Approximation 2 0 -2 0 Johannes Huber, Markus Mayrock 7 Beispiel: periodische Rechteckfunktion p(t) 2 0 -2 0 T0=10 t 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 0 -2 0 Bild einfügen 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 t [ms] 12 14 16 18 20 Fortlaufende Verbesserung der Approximation 2 0 -2 0 Johannes Huber, Markus Mayrock 8 Beispiel: periodische Rechteckfunktion p(t) 2 0 -2 0 T0=10 t 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 0 -2 0 Bild einfügen 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 t [ms] 12 14 16 18 20 Fortlaufende Verbesserung der Approximation 2 0 -2 0 Johannes Huber, Markus Mayrock 9 Begründung für die Fourier–Analyse von Tönen: a) Unser Gehörsinn macht das so! Bis ca. 15 Schwingungen/Sekunde: zeitliche Wahrnehmung ab ca. 15 Schwingungen/Sekunde: spektrale Wahrnehmung als Ton Gehörsinn: Kurzzeit–Spektralanalysator Versuch: zeitliche/spektrale Auflösung b) Die Überlagerung von Cosinus–Schwingungen gleicher Frequenz ergibt wieder Cosinus–Schwingungen, z.B. Überlagerung von Echos n ∑ Ci cos ( 2π f 0 (t − τ i )) = C ⋅ cos ( 2π f 0 (t + γ )) i =1 Damit ist die Cosinus–Funktion Eigenfunktion der Faltungsoperation +∞ ∫ h(τ ) ⋅ x (t − τ ) dτ und damit Eigenfunktion aller linearen, −∞ zeitinvarianten, dispersiven Systeme (LTI–Systeme) Johannes Huber, Markus Mayrock 10 (Betrags–) Spektrum eines Tones: Darstellung der Spektralanteile (hier: Fourierkoeffizienten) über der Frequenz | X( f )| | Ci | f f0 2f0 3f0 4f0 5f0 Ein einzelner Ton besteht bereits aus vielen Cosinus–Schwingungen, deren Frequenzen Vielfache der Grundfrequenz sind! Versuch: Spektraldarstellung eines Tones Johannes Huber, Markus Mayrock 11 Wahrnehmung zweier Cosinus–Schwingungen | X( f )| f f1 f1+f2 f2 2 Additionstheorem: ( ( )t )⋅ cos (2π ( )t ) cos(2π f1t ) + cos(2π f 2t ) = 2 cos 2π f 2 − f1 2 f 2 + f1 2 1 f2−f1 Johannes Huber, Markus Mayrock 12 Wahrnehmung zweier Cosinus–Schwingungen 1 f2−f1 Für | f2 − f1| < 15 Hz ist anstatt von zwei Tönen ein Ton bei der Mittenfrequenz hörbar, der sich in der Lautstärke mit der Differenzfrequenz verändert. Schwebung ⇒ Dissonanz Dissonanz: Eng benachbarte Spektralkomponenten, die zu einer zeitlich modulierten Wahrnehmung führen. Versuch: Wahrnehmung zweier Cosinus–Schwingungen, Schwebung Johannes Huber, Markus Mayrock 13 Konsonanz zweier Töne Vermeidung von eng benachbarten Spektralkomponenten durch Koinzidenz der Oberschwingungen | X1( f ) | f2 = 2 f1 Oktave | X2( f ) | f f1 f2 Schwebung f3 = 3/2 f1 Quinte | X1( f ) | | X2( f ) | unreine Quinte | X3( f ) | | X4( f ) | f f1 f3 f4 = 4/3 f1 Quarte Versuch: Stimmen eines Cellos (reine Quinten) Johannes Huber, Markus Mayrock 14 Die natürlichen musikalischen Intervalle: Frequenzverhältnisse innerhalb eines einzigen Tones | X( f )| f0 1:2 2:3 3:4 4:5 Oktave Quinte Quarte 5:6 große Terz kleine Terz 6:7 f ??? oder: Schwingungsmoden einer schwingenden Saite, bzw. einer schwingenden Luftsäule im Rohr 1:2 2:3 3:4 4:5 Oktave Quinte Quarte große Terz Flageolett–Töne, bzw. Naturtöne beim Blasinstrument Versuch: Flageolett–Töne, Naturtöne Johannes Huber, Markus Mayrock 15 Tonhöhenempfindung Oktave: Frequenzverdopplung; 2 Oktaven: Frequenzvervierfachung Tonhöhe ~ log (Frequenz) Intervall ~ log (Frequenz 2/Frequenz 1) (allg. Weber–Fechnersches Gesetz der logarithmischen Wahrnehmung) Intervalle addieren → Frequenzverhältnisse multiplizieren Beispiel: Quinte + Quarte = Oktave 3/2 • 4/3 = 4/2 = 2 große Terz + kleine Terz = Quinte Aber: Fourier–Analyse 5/4 • 6/5 = 3/2 f0, 2 f0, 3 f0, 4 f0 … Addition der Grundfrequenz Ö Widerspruch zur log. Wahrnehmung Ö Ursache grundlegender Stimmungsprobleme!! Johannes Huber, Markus Mayrock 16 Saitenlänge bzw. Rohrlänge l0 und Schwingungsfrequenz f0 sind indirekt proportional f0 = Intervalle: c l0 c: „Schallgeschwindigkeit“ Verhältnis der Saitenlängen = 1 Verhältnis der Schwingungsfrequenz l2 l1 f2 f1 Oktave 1/2 : 1 2:1 Quinte 2:3 3:2 Quarte 3:4 4:3 Arithmetische Mittel zweier Größen a und b: Harmonisches Mittel zweier Größen a und b: mA = mH = a+b 2 1 1/2 (1/a + 1/b) Dem arithmetischen Mittel zweier Frequenzen entspricht das harmonische Mittel der Längen und umgekehrt. Johannes Huber, Markus Mayrock 17 Das Stimmungssystem der Pythagoreer Philolaos (ca. 450 v. Chr.) Harmonie: Frequenzverhältnis soll ein Bruch mit kleinem Zähler und Nenner sein! Oktave: Halbierung der Saitenlänge Quinte: Harmonisches Mittel der Oktave l2 = 1 2 = l1 1(1 + 1 ) 3 l /2 2 l 1 Verdopplung der Frequenz Arithmetisches Mittel der Oktave f2 = f1 + 2 f1 3 = f1 2 2 1 Quarte: Arithmetisches Mittel der Oktave l2 = Ö l1 + l1 / 2 3 = l1 2 4 Harmonisches Mittel der Oktave f2 = 1 4 = f 1( 1 + 1 ) 3 1 2 f 2f 1 Johannes Huber, Markus Mayrock 1 18 Aus „Mathematik in den Geisteswissenschaften“ von Knut Radbruch Johannes Huber, Markus Mayrock 19 Das Stimmungssystem des Philolaos (ca. 450 v. Chr.) Quinte: arithmetisches Mittel der Oktave 3 : 2 Quarte: harmonisches Mittel der Oktave 4 : 3 Definition: zwischen Quinte und Quarte sei ein Ganzton 9 : 8 C D E F G A 1 9 8 81 64 4 3 3 2 27 16 9 8 9 8 256 243 9 8 9 8 c d e c´ 243 128 2 9 4 81 32 4 H 9 8 256 243 9 8 9 8 Oktave (2 : 1) = 5 × Ganztöne (9 : 8) + 2 × Halbtöne (256 : 243) Quinte (3 : 2) = 3 × Ganztöne + 1 Halbton Quarte (4 : 3) = 2 × Ganztöne + 1 Halbton Johannes Huber, Markus Mayrock 20 Eigenschaften: Pro: alle Quarten und Quinten stimmen exakt! Kontra: — zu kleine Halbtöne 256/243, 2 ⎛ 256 ⎞ < 9 ! zwei Halbtöne ergeben keinen Ganzton ⎜ ⎟ 8 ⎝ 243 ⎠ 2 ⎛ 9 ⎞ = 81 ≠ 5 = 80 — die große Terz ist zu groß ⎜ ⎟ 64 4 64 ⎝8⎠ große Terz wird zur Dissonanz 4 und 5 Oberschwingungen verfehlen sich um Faktor 81/80: Schwebung! 81/80: Syntonisches Komma Ö Das System des Philolaos widerspricht zum Teil der natürlichen Harmonie! Versuch: Quinte, große Terz im Stimmungssystem des Philolaos Johannes Huber, Markus Mayrock 21 „Nun Danket Alle Gott“ in C Dur Johannes Huber, Markus Mayrock 22 Das Stimmungssystem des Philolaos (ca. 450 v. Chr.) Quinte: arithmetisches Mittel der Oktave 3 : 2 Quarte: harmonisches Mittel der Oktave 4 : 3 Definition: zwischen Quinte und Quarte sei der Ganzton 9 : 8 eis C Cis D Dis E F Fis G Gis A Ais H c cis d dis e 2187 9 1968381 1 2048 8 1638464 4 729 3 6561 2759049243 3 512 2 4096 1632768128 2 9 4 81 32 9 8 9 8 256 243 Johannes Huber, Markus Mayrock 9 8 9 8 9 8 256 243 9 8 9 8 f 177129 65536 = 2,702774 c´ fis 8 729 3 256 8 f= 3 4 = 2,66666.. 23 Die Quintenspirale (nach außen) his 312/219 311/217 eis c1 g 3/2 F 2/3 310/215 59049 32768 ais B 16/9 19687 dis 16284 Es 32/27 gis 6561 4096 27 (3 / 2)11 Halbton! As 128/81 Wolfsquinte Wolfsquinte: d 9/8 Des 256/243 Ges 1024/729 cis 2187 2048 = Johannes Huber, Markus Mayrock 218 311 Das fundamentale Problem der pythagoreischen E 81/64 Stimmung : 12 Quinten = 7 Oktaven h 243/128 fis 729/512 = 1,47981... = a 27/16 Pythagoreisches Komma: 729 1024 312 = = 1,013433... : 512 729 219 3 − 0,0202 2 24 Das pythagoreische Komma 12 Quinten ergeben mehr als 7 Oktaven 12 ⎛ 3⎞ ⎜ ⎟ ⎝ 2⎠ 12 Quinten – 7 Oktaven = = 129,74634 ... 312 12 2 : 2 7 = = 128 27 312 19 2 = 1,013423 1,34 % Fehler Da die Primfaktorzerlegung natürlicher Zahlen eindeutig ist, gilt: 3l ╪ 2m ╪ 5n für alle l, m, n, ∈ IN Quinten, Oktaven und Terzen können nie zusammenkommen! Ö Annähernde Aufteilung der Oktave in 12 Halbtöne, da für l = 12, m = 19 der Fehler relativ klein ist: Musikalische Stimmungssysteme erfordern immer faule Kompromisse! Ö 2500 Jahre Geschichte der „temperierten“ Stimmung Versuch: Wolfsquinte, Choral in C und As Johannes Huber, Markus Mayrock 25 Johannes Huber, Markus Mayrock 26 Das Stimmungssystem des Archytas (ca. 420 – 350 v. Chr.) auch nach Didymos (1. vorchr. Jahrhundert) benannt Quarte und Quinte, Ganztondefinition wie bei Philolaos, aber große und kleine Terz als arithmetisches und harmonisches Mittel aus der Quinte große Terz: f2 = kleine Terz: f2 = f1 + 23 f1 2 1( 1 2 f1 5 f1 4 = 1 6 = f1 + 3 / 12 f ) 5 vereinbar mit Obertonreihe vereinbar mit Obertonreihe 1 c d e f g a h c‘ 1 9 8 5 4 4 3 3 2 5 3 15 8 2 diatonische oder auch „reine“ Stimmung Johannes Huber, Markus Mayrock 27 Das Stimmungssystem des Archytas wiederentdeckt durch Gioseffo Zarlino (1517-1590) Pro: − alle Intervalle sind bezüglich des Kriteriums „kleine Zähler und Nenner“ so harmonisch wie möglich. − Dur–Dreiklänge auf der 1., 4., 5. Stufe sind rein (1, 5/4, 3/2) − Moll–Dreiklänge auf der 3. und 6. Stufe sind rein (1, 6/5, 3/2) Kontra: − Ganztonintervalle unterschiedlich 3 × 9/8; 2 × 10/9 !Synt. K.!! 2 16 ⎞ 9 10 ⎛ − zwei Halbtöne ergeben keinen Ganzton ⎜ ⎟ > > 8 9 ⎝ 15 ⎠ − Moll - Dreiklang auf der 2. Stufe ist grob unrein! !Synt. K.!! ( 1, 32 = 1,185 = 1,2 !, 40 = 1,481 = 1,5 ) 27 27 Ö auch die „reine“ Stimmung ist problembehaftet Ö keine Halbtöne vorhanden, kein Tonartwechsel möglich Ö Subdominante in Moll ist grob unsauber Versuch: große Terz, Dreiklang, Kadenz, d–moll Akkord Johannes Huber, Markus Mayrock 28 „Nun Danket Alle Gott“ in C Dur Johannes Huber, Markus Mayrock 29 Die mitteltönige Stimmung Gioseffo Zarlino (1539), Michael Praetorius (1619) Ö Verkleinerte, unreine Quinten zugunsten reiner großer Terzen Fehler der großen Terz beim System des Philolaos: 81/80 „syntonisches Komma“ 4 reine Quinten = große Terz mit Fehler + 2 Oktaven Ö Verminderung der Quinte um ein Viertel des syntonischen Kommas 1/ 4 80 Quinte: qm = 3 / 2 ⋅ ⎜⎛ ⎞⎟ ⎝ 81 ⎠ = 1,495388 ... def Ö reine große Terzen < 1,5 Aber: 12 mitteltönige Quinten ergeben wiederum nicht 7 Oktaven 12 ⎛ 3 ⎛ 80 ⎞1 / 4 ⎞ ⎜ ⋅ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ 2 ⎝ 81 ⎠ ⎟ ⎝ ⎠ = 125 < 128 = 27 Versuch: Terz, Quinte, Dreiklang Johannes Huber, Markus Mayrock 30 Die mitteltönige Quintenspirale (nach innen) 0 c 1 = qm 2 1 / qm F g qm his eis 2 B 2 / qm 2 d qm / 2 ais 3 2 / qm Es 9 3 a qm /2 dis qm / 32 W fs ol i qu 8 gis qm / 16 nt e: e qm / 4 = 5 / 4 4 7 cis qm / 16 6 fis qm / 8 Wolfsquinte 5 h qm /4 8 / qm3 128 3 = = 1 , 531237 ... = + 0,031237 2 qm8 / 16 q11 m Versuch: Wolfsquinte, Choral Johannes Huber, Markus Mayrock 31 „Nun Danket Alle Gott“ in C Dur Johannes Huber, Markus Mayrock 32 Johannes Huber, Markus Mayrock 33 Subsemitonische Instrumente Tasteninstrumente mit Unterteilung der Halbtonschritte, z.B. doppelte schwarze Tasten Cis C Dis D Fis E F Italienisches Cembalo mit „gebrochenen Obertasten“ Gis G B A H C Rekonstruktion des „Cembalo universale“ Gebräuchlich ca. 1450 – 1700 (Gottfried Fritzsche: Orgel für die kurfürstliche Schloßkapelle Dresden, 1612) Johannes Huber, Markus Mayrock 34 Das Stimmungssystem von Euler (1702 – 1783) (Tentamen novae theoriae musicae, 1739) Eindeutige Definition von Halbtönen zum diatonischen System des Archytas: Jedem Ton wird eine ganze Zahl, bestehend nur aus den Primfaktoren 2, 3, 5, zugeordnet: Zi = 2αi • 3βi • 5γi αi, βi, γi, ∈ IN Ziel: rationale Verhältnisse mit relativ kleinem Zähler und Nenner, Vermeidung einer Koinzidenz beim 7., 11., 13. usw. Oberton Des Es C Cis D 27•3 24•52 24•33 Dis Ges E 2•32•52 25•3•5 F 29 Gradus–Funktion einer rationale Zahl Fis As G Gis 23•33•5 26 • 32 23•3•52 B A Ais H C 27•5 33•52 24•3•3 26•3 z ⎛ KGV( z, n ) ⎞ : G⎜ ⎟ n z n GGT ( , ) ⎝ ⎠ mit G (m) = 1 + 2 (α – 1) + 3 (β – 1) + 5 (γ – 1) mit m = 2α • 3β • 5γ Versuch: Dreiklänge in verschiedenen Tonarten, Choral Mathematisch höchst ästhetisch, aber musikalisch furchtbar! Johannes Huber, Markus Mayrock 35 „Nun Danket Alle Gott“ in Es Dur Johannes Huber, Markus Mayrock 36 Die gleichschwebende Stimmung (Gioseffo Zarlino: Sopplimenti musicali, 1588) Zwangsweise, gleichmäßige Schließung des Quintenzirkels Def.: 12 gleiche Quinten ergeben 7 Oktaven 12 2 7 = 1,4983 = 3 − 0,0017 12 7 q = q =2 2 12 ( ) q11/64 eis Halbton: g q c q10/32 q9/32 q /128 his 1 ais p = 12 2 = 1,0594631 d q2/2 dis a q3/2 Oktaven math. eine Gruppe! Ö Mathematisch höchst ästhetisch! e q4/4 gis q8/16 h q5/4 cis Die 12 Halbtöne bilden bzgl. Multiplikation und Reduktion um fis q6/8 q7/16 !!Gruppenzwang!! C Cis D Es E F Fis G Gis A B H C 1 p p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p12 Johannes Huber, Markus Mayrock 37 Die gleichschwebende Stimmung + Vorteile: – Fehler (pyth. Komma) geometrisch gleichmäßig verteilt – keine Wölfe – gleiche Stimmungsverhältnisse für allen Tonarten – Nachteile: – kein Intervall (außer Oktave) ist rein (= Deckung von Obertönen) – alle Frequenz– (bzw. Längen–) verhältnisse sind irrational – Tonarten verlieren ihre Eigenarten, ihre Charaktereigenschaften Approximationsprobleme der alten Meister Definition der Tonhöhe in Cent (Hundertster Teil eines Halbtons) ⎛ f ⎞ ⎟ Cent C = 1200 ⋅ log2 ⎜ ⎜f ⎟ ⎝ Bezug ⎠ C Cis D Es E F Fis G Gis A B H C 1 p p2 p3 p4 p5 p6 p7 p8 p9 p10 p11 p12 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Johannes Huber, Markus Mayrock 38 Versuch: Vergleich: gleichschwebende, „reine“, Philolaos (Quinten) – Stimmung Es gibt unüberschaubar viele weitere Vorschläge für Stimmungssysteme in der Musikgeschichte, z.B.: Werckmeister I bis VII Silbermann I bis V Kirnberger I und II Neidhardt I bis III Malcolm, Huygens, Kepler, Mattheson…………. ???Bach??? Johannes Huber, Markus Mayrock 39 Einige Stimmungssysteme im Vergleich Differenz zur gleichschwebenden Stimmung in Cent (Oktave 1200c, Halbton 100 c) + 30 15, 6 13, 7 0 Philolaos 11,7 9, 78 7,82 5,87 3, 91 1, 96 0 0 -1,96 -3,91 -5, 87 - 30 10,3 6, 8 mitteltönig 3, 4 0 0 -3, 4 -6, 8 -10, 3 -13, 7 -17, 1 -20, 5 -24 Werckmeister III Silbermann II -27,4 0 0 -2 -10 -8 Archytas -4 -8 -10 -12 4 2 0 -2 -4 -6 -8 0 -10 -12 -16 0 0 0 0 -2 -4 -8 -6 -10 -5 - 10 - 10 3, 9 2 0 1 0 -2 -13 -14 Euler -8 -12 6 0 -14 „Bach“ -4 -6 3, 9 2 1 0 0 -2 - 10 - 13 - 14 - 13 - 17 - 25 - 29 c cis Johannes Huber, Markus Mayrock d es e f fis g gis a h b c 40 Approximation der gleichschwebenden Stimmung – Vincenzo Galilei (ca. 1520 – 1591), Schüler von Zarlino, Vater von Galileo Galilei Halbton 18/17 = 1,05882; zu 12 2 nur 0,06 % Fehler ! (18/17)12 = 1,98556 Problem: Die Oktave wird deutlich verfehlt – Die Laute des Daniel Strähle (1743) 24 Teile 408 + 14 x f = f0 408 − 10 x x ∈ { 0, 1, ... 12 } 7 12 x Fehler (in Cent) zur gleichschwebenden Stimmung C Cis 0 +1,37 D Es +1,93 +1,85 Johannes Huber, Markus Mayrock E F +1,30 +0,46 Fis G Gis A B H C -0,51 -1,46 -2,22 -2,62 -2,51 -1,69 0 41 Das iterative Verfahren des Christoph Gottlieb Schröter (1754) (Mitglied der „Societät der Musicalischen Wissenschaften“, gemeinsam mit Händel, Telemann, Bach usw.) 1 1 1 1 1 + 12 → 13 14 15 16 + 210 → 222 235 249 264 1 1,047 1,119 usw. Reihe p 1 p2 1 17 280 1 18 297 1 19 315 1 20 334 1 21 354 1 22 375 1 23 ( 24 ) 397 ( 420 ) p3…mit p = 12 2 nach wenigen Iterationen sehr gut angenähert! Fehler in Cent 1. Iteration 39 67 86 98 103 101 96 84 68 − 3,8 − 5,2 − 5,1 − 3,8 − 1,96 0,09 1,96 3,35 4,0 49 3,8 26 2,5 0 0 ... 0 2. Iteration 0 0 0,03 0,06 0,07 0,07 0,06 0,03 0,0065−0,02 −0,04 −0,04 −0,03 ... 4. Iteration 6. Iteration Johannes Huber, Markus Mayrock | • | < 0,001 Cent 42 Das iterative Verfahren des Christoph Gottlieb Schröter (1754) (Mitglied der „Societät der Musikalischen Wissenschaften“, gemeinsam mit Händel, Telemann, Bach usw.) r r r r ir T Mathematischer Hintergrund: xi = A xi −1 oder xi = A x0 mit x0 = ( 1, 1, 1, ...) ⎛1 ⎜ ⎜2 A=⎜2 ⎜ ⎜2 ⎜ ⎝M 1 1 2 2 M 1 1 1 2 M 1 1 1 1 M 1 1 1 1 M 1 1 1 1 M Johannes Huber, Markus Mayrock 1 1 1 1 M 1 1 1 1 M L⎞ ⎟ L⎟ L⎟ ⎟ L⎟ O ⎟⎠ Dominierender Eigenwert λ max = 1 + Mit Eigenvektor r e1 = c ⋅ ( p 0 , p1, p 2 , ... p n −1 )T n 2 p=n2 43 Wie stimmte Bach sein Klavier (Clavichord) in weniger als 15 min ?? Leider nicht überliefert. (Kontroverse der Bach–Schüler Kirnberger und Marpurg) Johannes Huber, Markus Mayrock 44 Girlande auf dem Titelblatt zu Bachs Wohltemperierten Klavier, Teil 1, von 1722 Bei der Jahrestagung der Deutschen Mathematiker Vereinigung 1999 stellte Andreas Sparschuh die (gewagte) These auf: Johannes Huber, Markus Mayrock 45 Girlande auf dem Titelblatt zu Bachs Wohltemperierten Klavier, Teil 1, von 1722 Johannes Huber, Markus Mayrock 46 Isenheimer Altar Matthias Grünwald (Mathis Gothart Nithardt ) Engelskonzert Johannes Huber, Markus Mayrock 47 Bildquellen: Archytas: http://it.wikipedia.org/wiki/Immagine:Architabr.JPG Gioseffo Zarlino: http://de.wikipedia.org/wiki/Gioseffo_Zarlino Italienisches Cembalo mit „gebrochenen Obertasten“ http://de.wikipedia.org/wiki/Mitteltönige_Stimmung, Urheber: Alexander Kerschhofer Rekonstruktion des „Cembalo universale“: http://de.wikipedia.org/wiki/Mitteltönige_Stimmung, Urheber: Wikiwal Die Laute des Daniel Strähle: Aus G. Assayag, H.G. Feichtinger, J.F. Rodrigues: Mathematik und Musik, Seite 58, Fig. 3.3 Girlande auf dem Titelblatt zu Bachs wohltemperierten Klavier: http://delphi.zsg-rottenburg.de/muslekt8.html Titelblatt zu Bachs wohltemperierten Klavier: http://sites.google.com/site/bachtuning/ Isenheimer Altar: http://www.meisterwerke-online.de/gemaelde/mathis-gothart-gruenewald/2357/ isenheimer-altar-zweite-schauseite-mittelbild.html Johannes Huber, Markus Mayrock 48 Literaturverzeichnis G. Assayag, H.G. Feichtinger, J.F. Rodrigues: Mathematik und Musik – A Diderot Mathematical Forum; Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2002; Mark Lindley: Stimmung und Temperatur; Frieder Zaminer (Hrsg.): Geschichte der Musiktheorie; Bd. 6, 1987, S. 109-332, Darmstadt 1987 S. 109-332; Knut Radbruch: Mathematik in den Geisteswissenschaften; Vandenhoeck u. Ruprecht, Göttingen, 1989, (Kleine Vandenhoeck-Reihe: 1540); Ambros P. Speiser: Musikalische Akustik; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim; Physik in unserer Zeit, 20. Jahrgang 1989, Nr. 5, S.138-143; E. Zwicker, R. Feldtkeller: Das Ohr als Nachrichtenempfänger; S. Hirzel Verlag Stuttgart 1967, 2. Auflage Johannes Huber, Markus Mayrock 49 Vielen herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Herzlichen Dank an Frau Susi Koschny für die Unterstützung bei der Erstellung der Präsentation! Johannes Huber, Markus Mayrock 50