Reklam
Reklam

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

Olağanüstü bir Rönesans Tasarımının Tekniği ve Hikayesi

Gece Modu

Bir kemanı incelediğimizde çoğumuzun süs olarak nitelendirebileceği delikler, aslında enstrümanın işlevi ve verimliliği açısından bir süsten daha fazlasıdır.

Bu türev bir içeriktir. Yani bu yazının omurgası, Open Culture isimli kaynaktan alınmıştır; ancak anlatım ve konu akışı gibi detaylar Evrim Ağacı yazarı/yazarları tarafından güncellenmiş, değiştirilmiş ve/veya geliştirilmiştir. Yazar, kaynaktan alınan metin omurgası üzerine kendi örneklerini, bilgilerini, detaylarını eklemiş, içeriği zenginleştirmiş ve/veya çeşitlendirmiş olabilir. Bu ek kısımlarla ilgili kaynaklar da, yazının sonunda gösterilmiştir. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Elektronik ses yükselticilerden (amfilerden) önce müzisyenler, seslerini bir topluluk, orkestra ve gürültülü kalabalıklar önünde duyurabilmek için hep yeni ve daha iyi yöntemler geliştirmek zorundaydı. Gitar, çello ve viyola gibi akustik enstrümanların tasarımları, bu problemin çözümü yolunda geliştirilen uzun bir deneyimin ürünüdür. Bu müzik aletlerinin her biri üzerine oyulmuş yuvarlak veya f harfi (veya integral işareti) şeklindeki delikler mutlaka dikkatinizi çekmiştir. Bunların neden var olduğunu hiç düşündünüz mü?

Ahşap müzik aletlerin içi boş olarak tasarlanmasının nedeni, aletin adeta bir yankı odası gibi davranarak amfiye ihtiyaç duymaksızın yayların sesini yükseltmektir. Ancak bu boşlukta yankılanarak amplifike edilen ses dalgalarının, bir şekilde dışarı çıkması gerekir. İşte bu da, bir akustik gitarın altındaki dairesel ses boşluklarından ya da bir 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 Dönem'den kalma abartılı bir sanatsal artık olduğunu düşünebilirsiniz. Hatta bir müzik aleti yapımcısının imzası olduğu ihtimali üzerinde bile durabilirsiniz. Ancak f deliklerinin 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!

Farklı şekillere bağlı olarak sesin hızını gösteren bir grafik
Farklı şekillere bağlı olarak sesin hızını gösteren bir grafik
The Royal Society

Akustik uzmanı Nicholas Makris ve MIT'deki ekip arkadaşları yayınladıkları bir çalışmada, bir kemandaki f deliklerinin gerçekten de güçlü bir akustik sesin sağlanmasında mükemmel bir yöntem olduğunu ortaya koydular. Bu konu hakkında The Economist dergisinde yayınlanan bir rapor, f-deliklerinin "fithele" (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 Amati ailesinin bu ilginç şekli bir mandalinayı soyarken fark etmeleri üzerine uyguladıkları iddia edilmektedir. Belki de bu mandalinanın kabuğunu düz bir yüzeye koyarak bu şekle ulaşmışlardı. Bu olasılık her ne kadar ilgi çekici olsa da, yeni çalışma bu açıklamaya gölge düşürüyor. The Economist şöyle yazıyor:

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

MIT News'tan Jennifer Chu ise şöyle anlatıyor:

Tıpkı biyolojide olduğu gibi, enstrüman tasarımında da bu f-delikleri, doğal mutasyon sonucu ortaya çıkmışlardır. Ya da kemanlar söz konusu olduğunda bu, ustalık hatası olarak da düşünülebilir.
Kemanın atalarından günümüze deliklerin evrimi: Bu zarif yeniliğin orijinalinin yuvarlak bir delik iken, sonradan yarım ay şekline, daha sonra da genişletilmiş c şekillerinden geçerek en son f şekline evrimleştiğini görebilirsiniz.
Kemanın atalarından günümüze deliklerin evrimi: Bu zarif yeniliğin orijinalinin yuvarlak bir delik iken, sonradan yarım ay şekline, daha sonra da genişletilmiş c şekillerinden geçerek en son f şekline evrimleştiğini görebilirsiniz.
The Royal Society

Üreticiler, durmaksızın diğer enstrümanların kaçınılmaz olarak hatalı olan kopyalarını yaptılar. Her biri, kendisinden önce gelen enstrümanların benzerlerini üretmeye çalıştı; ancak ustalıkları arasında farklar 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...

Amati, Stradivari ve Guarneri gibi ünlü keman üreticisi aileler bu kademeli süreç sonucunda f-deliğine ulaştıklarında, diğer şekillerden daha üstün bir şekil ortaya koyduklarını ve bu şekille üretilen kemanların daha iyi enstrümanlar olduğunu fark ettiler. Tabii 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 büyüttüğümüzde, 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.

The Economist 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-deliklerinin tasarımı 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 (en uyumlu) sonuca ulaşmayı başarmıştı bile! İnsanların her türlü müdahalesi, bu sonuçtan uzaklaşması 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 bunların daha yüksek ses rezonansı üretenlere göre seçilmesi ve daha çok üretilmesi yoluyla değiştiğini gösterdik. Bu değişimler önceden düşünülerek planlanmış tasarım değişiklikleri değildir.
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 6
  • Tebrikler! 15
  • Bilim Budur! 4
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 4
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 3
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Üzücü! 1
  • Grrr... *@$# 1
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • Türev İçerik Kaynağı: Open Culture
  • J. Chu. Power Efficiency In The Violin. (2015, Şubat 10). Alındığı Tarih: 16 Ağustos 2019. Alındığı Yer: MIT News
  • The Economist. Making Sweet Music. (2015, Şubat 11). Alındığı Tarih: 16 Ağustos 2019. Alındığı Yer: The Economist
  • H. T. Nia, et al. (2015). The Evolution Of Air Resonance Power Efficiency In The Violin And Its Ancestors. Proceedings of the Royal Society A.

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 21/11/2019 20:49:28 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/7889

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Soru Sorun!
Reklam
Reklam
Öğrenmeye Devam Edin!
Evrim Ağacı %100 okur destekli bir bilim platformudur. Maddi destekte bulunarak Türkiye'de modern bilimin gelişmesine güç katmak ister misiniz?
Destek Ol
Gizle
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Jeolojik kayaçlar, Dünya'nın yazdığı epik bir şiir gibidir.”
Rachel Carson
Geri Bildirim Gönder