Хендрикс, Кобейн и Пейдж. Все они отлично играют на гитаре, но как их руки создают ноты, ритм, мелодию и музыку? Касание гитарной струны создаёт вибрацию, называемую «стоячей волной». Некоторые участки струны, называемые узлами, совсем не двигаются, тогда как колеблются другие участки, называемые антиузлами. Вибрация проникает через шейку и струнодержатель гитары к её корпусу, тогда как тонкое и гибкое дерево совершает колебания, сталкивая и расталкивая молекулы воздуха. Эти последовательные деформации создают звуковые волны, и те, что создаются внутри гитары, в основном выходят через отверстие в деке. В конечном итоге они достигают вашего уха, которое преобразует их в электрические импульсы, воспринимаемые мозгом как звуки. Высота этих звуков зависит от частоты компрессий. Быстро вибрирующая струна вызовет много компрессий в тесной последовательности, производя высокий звук, а медленная вибрация производит низкий звук. На частоту вибрации струны влияют четыре вещи: длина, напряжение, плотность и толщина. Обычно гитарные струны обладают одинаковой длиной и имеют аналогичные напряжения, но различаются по толщине и плотности. Более толстые струны вибрируют медленнее, производя более низкие ноты. Каждый раз, касаясь струны, на самом деле вы создаёте несколько стоячих волн. В них есть первая главная гармоника, определяющая высоту ноты, есть также волны, называемые обертонами, чьи частоты кратны частотам первой волны. Все эти стоячие волны объединяются, чтобы создать сложную волну с богатым звуком. Меняя способы перебора струн, вы получаете разные обертоны. Коснувшись струны ближе к середине, вы получите основные и нечётные кратные обертоны, которые имеют антиузлы в середине струны. Касаясь струны ближе к струнодержателю, вы получаете чётные кратные обертоны и более звонкий звук. Западная нотная азбука основана на серии обертонов вибрирующей струны. Когда мы слышим одну ноту с другой, имеющей в два раз бо́льшую частоту, её первый обертон, они звучат столь гармонично, что мы обозначаем их одним символом и определяем разницу между ними октавой. Остальная часть звукоряда вмещается в этой октаве, разделённая на двенадцать полушагов, где частоты выше каждой предыдущей на 2^(1/12) тона. Этот фактор определяет расстояние лада. Каждый лад делит оставшуюся длину струны на 2 ^ (1/12), увеличивая частоты на полтона. Безладовые инструменты, например, скрипки, легче производят бесконечное число частот между каждой нотой, но на них сложнее добиться чистого звукоизвлечения. Количество струн и их настройка индивидуально подобраны под аккорды, которые мы любим играть, и под физиологию наших рук. Формы гитары и её материалы могут быть разными, и оба эти параметра меняют характер и звук вибраций. Играя на двух или более струнах одновременно, вы создаёте новые образцы волн, например, аккорды и другие звуковые эффекты. Например, когда вы играете две ноты, чьи частоты близки друг к другу, их совмещение создаёт звуковую волну, амплитуда которой поднимается и падает, производя пульсирующий эффект, который гитаристы называют боем. Электрогитары дают даже больше возможностей звукоизвлечения. Вибрации начинаются так же на струнах, но потом они переводятся адаптером в электрические сигналы и передаются на динамики, которые создают звуковые волны. Между адаптерами и динамиками есть возможность обработать волну по-разному, для создания эффектов дисторции, овердрайва, «вау-вау», дилея и фленджера. И чтобы вы не думали, что физика музыки нужна только для развлечения, подумайте вот о чём. Некоторые физики считают, что всё во Вселенной создаётся гармоничными рядами крошечных, очень напряжённых струн. Может, вся наша реальность — лишь продолжительное соло некоего космического Джими Хендрикса? Очевидно, тут всё гораздо сложнее, чем кажется на первый слух.