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音はどうして聞こえるの?耳は「データ変換器」 レコードの仕組みは

2020年9月22日

私たちの生活は様々な音で溢れています.

人の声,車の走る音,テレビの音.

でも,音っていったい何なのでしょうか.私たちは,どういう仕組みで音を聞いているのでしょうか.

音は「空気の振動」 なぜ人間は音を「聞く」ことができるのか

音の正体は「空気の振動」です.

例えば,水を張った水槽の近くで太鼓をたたくと,水面が波立ちます.これは空気の振動が伝わったためです.

太鼓をたたいたことで,太鼓の皮が振動します.そうすると皮によって空気も振動し周囲に伝わっていくのです.

花火をみるとき,大きい音とともに胸にズドーンと軽い衝撃を感じます.これも花火の破裂によって生じた空気の振動が,私たちの体に届いているからです.

こうして空気が振動することは「音波」とも呼ばれます.

ただ,空気が振動すること自体はただの物理的な現象に過ぎません.

ここからさらに音が生まれるために重要なのが「耳」です.

音波が私たちの耳に届くと,耳の中の鼓膜も振動します.太鼓の近くの水面が振動するの同じことです.

すると耳の中で,驚くべきことが起こります.

耳の中にある有毛細胞と呼ばれる部分が,空気の振動を電気信号に変えて脳に伝えるのです.この電気信号が脳に伝わることで,私たちは空気の振動を音として認識できます.

つまり,音は耳の機能があって初めて生まれる人間の感覚ということができます.この機能が失われてしまうと空気の振動が届いても,人は音を認識することはできません.

言ってみれば耳は「データ変換器」のような役割を果たしているのです.

音を記録するには? レコードの仕組み

では音を記録するには,どうすればいいのでしょうか.

これまで整理してきたように,人間が音を認識するためには空気の振動を耳に届ける必要があります.

もう少し踏み込んで考えれば,いつでも同じ空気の振動をつくりだすことができれば,人はその度に同じ音を認識することができます.

音を記録することは,同じ空気の振動をつくること.

こうした発想で音を記録するべく人類が初めて発明した装置がレコード蓄音機です.

この蓄音機では,ホーンと呼ばれる円錐状の筒で音波を集め,先端に設置した針に伝えます.針はレコード盤に接しています.

すると,音波で針が振動することで,レコード盤に溝ができます.この溝は音波の違いによって,深くなったり浅くなったりします.

レコード盤にできた溝は,空気の振動を目に見える形にしたものです.溝は固定されるので,持ち運ぶこともできます.

こうしてできあがったレコード盤の溝を蓄音機の針でなぞると,面白いことが起きるのです.

レコード溝の凸凹によって針が震え,その振動がさらに蓄音機に組み込まれた薄い金属製の板を振動させます.すると,太鼓をたたいた時と同じように空気の振動=音波が生まれるのです.

この音波が耳に届くことで,「レコード盤の溝をつくった音波と同じ音」を人間は認識することができます.

もちろん,現実には蓄音機で再生された音と生の音では,その音質に違いがあります.

しかし,筆跡が違っても同じ文字と認識するように,音でも私たちはある程度の差異を切り捨てて,同じものと認識します.

こうしてレコードと蓄音機の発明によって,音を記録することができるようになりました.