Η προσπάθειά τους είχε αποτέλεσμα την πρώτη ολοκληρωμένη μελέτη γύρω από την ακουστική μιας πιστά ανακατασκευασμένης αρχαϊκής λύρας. Οπως περιγράφουν οι ίδιοι σε πρόσφατη δημοσίευσή τους στην επιστημονική επιθεώρηση «Applied Acoustics», η ονομασία του οργάνου προέρχεται από την αρχαιοελληνική λέξη για τη χελώνα, «χέλυς», λόγω της κατασκευής του αντηχείου του οργάνου από όστρακο χελώνας. Κατά την Αρχαιότητα, παρ' όλα αυτά, τόσο η λέξη «λύρα» όσο και η λέξη «χέλυς» παρέπεμπαν συχνά στο συγκεκριμένο όργανο σε όλες τις κατοικούμενες από Ελληνες περιοχές.
Πώς ήταν η λύρα χέλυς
Η χέλυς αποτελούσε ένα πολύ σημαντικό μουσικό όργανο της αρχαίας Ελλάδας. Η καταγωγή της, κατά τη μυθολογία, αποδίδεται στον αγγελιοφόρο των θεών Ερμή, ο οποίος, σύμφωνα με τον 4ο Ομηρικό Υμνο στον Ερμή, ήταν ο πρώτος κατασκευαστής ενός τέτοιου οργάνου. Πληθώρα γραπτών και γλωσσολογικών στοιχείων, όπως επίσης εικονογραφικές αναπαραστάσεις, αποδεικνύουν ότι η χέλυς έπαιζε σημαντικό ρόλο στην εκπαίδευση των νέων και ότι χρησιμοποιούνταν σε κοινωνικές δραστηριότητες, όπως γάμους, συμπόσια και τελετές στην αρχαία Ελλάδα.
Αρχαία κείμενα αναφέρουν ότι το αρχαιοελληνικό όργανο διέθετε ένα αντηχείο κατασκευασμένο από όστρακο χελώνας, καλυμμένο με δέρμα βοδιού. Δύο ξύλινοι βραχίονες, οι λεγόμενοι πήχεις, ήταν καρφωμένοι στο αντηχείο. Στο επάνω μέρος τους οι βραχίονες αυτοί ενώνονταν μεταξύ τους μέσω ενός άλλου βραχίονα, του ζυγού. Τα άνω άκρα των χορδών ήταν δεμένα στον ζυγό με στριφτάρια ή κλειδιά, τους κόλλοπες. Τα κάτω άκρα των χορδών ήταν στηριγμένα στο κάτω μέρος του αντηχείου, μέσω ενός μεταλλικού μέρους, του χορδοτόνου. Η χέλυς είχε εφτά χορδές. Υπάρχουν όμως και αναφορές που κάνουν λόγο για μεγαλύτερο αριθμό. Οι χορδές ήταν κατασκευασμένες από έντερα προβάτων και τοποθετούνταν σε αύξουσα σειρά ως προς τη συχνότητα, με τη χορδή χαμηλότερου τονικού ύψους να είναι η πιο κοντινή στον οργανοπαίκτη. Οι δονήσεις των χορδών μεταφέρονταν στο αντηχείο μέσω μιας ξύλινης γέφυρας (μαγάς), της οποίας το κάτω μέρος εφαπτόταν πλήρως με το δέρμα. Αν και γραπτές ενδείξεις δεν υπάρχουν σχετικά με την ύπαρξη εσωτερικής ενίσχυσης του οργάνου, ώστε το κέλυφος να αντέχει την πίεση που δέχεται από το δέρμα, οι ειδικοί συμπεραίνουν ότι τον ρόλο αυτόν έπαιζε ένα κομμάτι ξύλου - ο δόνακας. Τέλος, η νύξη των χορδών γινόταν με πλήκτρο.
Η πρώτη ακουστική μελέτη της χέλυος
Ταλάντωση της χέλυος με συχνότητα συντονισμού 631 Hz, με τη βοήθεια της μεθόδου ηλεκτρονικής συμβολομετρίας ψηφίδων με laser
«Είναι η πρώτη φορά που πραγματοποιείται ακουστική μελέτη στην αρχαία ελληνική λύρα» εξηγεί στο «Βήμα» ο καθηγητής Κυματικής Φυσικής, διευθυντής του εργαστηρίου Ακουστικής και Οπτικής Τεχνολογίας στο συγκεκριμένο τμήμα και ερευνητής στο Κέντρο Φυσικής Πλάσματος και Λέιζερ του ΤΕΙ Κρήτης κ. Νεκτάριος Παπαδογιάννης.
Προηγούμενες μελέτες που είχαν πραγματοποιηθεί ως σήμερα γύρω από τη λύρα χέλυς αφορούσαν μόνο την ανακατασκευή του οργάνου, χωρίς την περαιτέρω μελέτη της ακουστικής συμπεριφοράς του. Η μελέτη αποτέλεσε την πτυχιακή εργασία του μηχανικού Μουσικής Τεχνολογίας και Ακουστικής κ. Βασίλη Βάθη - ο οποίος είχε και την αρχική ιδέα – ενώ στην ερευνητική ομάδα του ΤΕΙ Κρήτης με επικεφαλής τον κ. Παπαδογιάννη συμμετείχαν ο επίκουρος καθηγητής κ. Ευθύμιος Μπακαρέζος, ο μηχανικός ήχου κ. Σπύρος Μπρέζας, ο μηχανολόγος μηχανικός κ. Γιάννης Ορφανός.
«Στο εργαστήριό μας ασχολούμαστε με θέματα που αφορούν την οπτική, τα λέιζερ και την ακουστική, σε αρκετά μεγάλο εύρος εφαρμογών. Μια από τις δραστηριότητές του λοιπόν είναι και η πιστοποίηση μουσικών οργάνων με τη βοήθεια της σύγχρονης τεχνολογίας. Στην Ελλάδα δεν υπάρχει άλλο τέτοιο εργαστήριο και στην Ευρώπη δεν είναι και πάρα πολλά εκείνα που ασχολούνται με τέτοιες μεθόδους. Ξεκίνησε το 2004 στο πλαίσιο του προγράμματος “Αρχιμήδης Ι” με σκοπό να δημιουργηθεί ένα εργαστήριο για να μπορούμε με σύγχρονες μεθόδους οπτομηχανικής, λέιζερ κ.ά. να πιστοποιούμε μουσικά όργανα» μας πληροφορεί ο κ. Παπαδογιάννης.
«Με την πάροδο των ετών, χτίσαμε τις πειραματικές διατάξεις, φτιάξαμε τις πιστοποιήσεις, βελτιωθήκαμε, μάθαμε. Ολα όσα έχουμε φτιάξει ξεκίνησαν από το μηδέν. Οι διατάξεις είναι όλες πρωτογενείς: από τις συμβολομετρικές τεχνικές ως τα ειδικά λογισμικά που τις συνοδεύουν» ξεκαθαρίζει ο καθηγητής.
Από το δάσος στο... πείραμα
Η ιδέα του φοιτητή Βασίλη Βάθη γεννήθηκε στον Ταΰγετο, όταν ως ορειβάτης βρήκε μια νεκρή χελώνα του είδους Testudo Marginata. Μετέφερε το κέλυφός της στο εργαστήριο και εξέφρασε το ενδιαφέρον του για την πιστή ανακατασκευή μιας αρχαίας ελληνικής λύρας.
«Για τους επόμενους τρεις μήνες και σε συνεργασία με αρκετούς ανθρώπους προχωρήσαμε στην κατασκευή της αρχαίας ελληνικής χέλυος, με τρομερή λεπτομέρεια και πιστότητα. Για το κλείσιμο του αντηχείου από το κέλυφος της χελώνας χρησιμοποιήθηκε δέρμα από στομάχι μοσχαριού, οι χορδές είναι εντέρινες και οι πήχεις δρύινοι. Πουθενά δεν χρησιμοποιήθηκαν σύγχρονα υλικά. Αφού κατασκευάσαμε τη λύρα την κουρδίσαμε στον φρυγικό τρόπο – όπως ακριβώς δηλαδή κούρδιζαν τα όργανά τους οι αρχαίοι σε νότες των οποίων οι τονικότητες ακολουθούν συγκεκριμένες μαθηματικές αλληλουχίες. Μετά την ολοκλήρωση της πιστής ανακατασκευής, η λύρα αυτή έπρεπε να μελετηθεί με τη βοήθεια σύγχρονων μεθόδων» περιγράφει ο κ. Παπαδογιάννης.
Οι τρεις high tech τεχνικές
2.000 Hz είναι το όριο του ήχου που εκπέμπει η χέλυς. 5.000 Hz φθάνει ο ήχος του μαντολίνου
Η μελέτη, σύμφωνα με τον ίδιο, ακολούθησε τρία στάδια. Σε πρώτη φάση οι ειδικοί προχώρησαν στην καταγραφή του ήχου μέσα στο στούντιο ηχοληψίας του τμήματος. Η εκτέλεση του οργάνου πραγματοποιήθηκε από έμπειρο οργανοπαίκτη με πολύ συγκεκριμένο αλγόριθμο εκτέλεσης και η φυσική ηχητική του εκπομπή καταγράφηκε και αναλύθηκε με εξειδικευμένο λογισμικό. Με τον τρόπο αυτόν επετεύχθη η απομόνωση και αφαίρεση του λεγόμενου αρχικού τριξίματος των χορδών και οι επιστήμονες κατάφεραν να δουν την καθαρή ηχητική εκπομπή του οργάνου και να την αναλύσουν χρονοφασματικά.
Η δεύτερη, μηχανική μέθοδος της κρουστικής απόκρουσης – κατά την οποία ένα ειδικό σφυράκι με ανάδραση που μπορεί να μετρήσει τη δύναμη της κρούσης και να δώσει στο όργανο όλο το φάσμα του ήχου – βοήθησε τους ειδικούς να δουν την ακουστική απόδοση του οργάνου. Πρόκειται για μια διαδικασία κατά την οποία «λευκός θόρυβος» μέσω της κρούσης μεταφέρεται στο όργανο και μετρείται η συνάρτηση μεταφοράς που, σύμφωνα με τους ερευνητές, αποτελεί ένα πολύ σημαντικό μέρος για τη μελέτη μουσικών οργάνων, καθώς τους προσφέρει τη δυνατότητα να βλέπουν «πώς “μιλάει” το όργανο» σε συγκεκριμένα ερεθίσματα.
Η τρίτη και ιδιαίτερα προηγμένη μέθοδος απεικόνισης δονήσεων με λέιζερ ονομάζεται ηλεκτρονική συμβολομετρία ψηφίδων. Το λέιζερ, όπως μας εξηγεί ο κ. Παπαδογιάννης, είναι ουσιαστικά ένα επίπεδο κύμα το οποίο όταν πέσει σε επιφάνεια με πτυχώσεις – όσο «αόρατες» και αν είναι αυτές με γυμνό μάτι – τις διαβάζει σε τρεις διαστάσεις, με μη καταστρεπτικό τρόπο και με μεγάλη ακρίβεια. «Πρόκειται για μια ολογραφική μέθοδο η οποία μας επέτρεψε να διαβάσουμε ακριβώς πώς δονείται το αντηχείο του οργάνου σε όλη του την επιφάνεια και ανά πάσα χρονική στιγμή» προσθέτει ο ίδιος.
Με τις τρεις αυτές τεχνικές οι ειδικοί κατάφεραν να εξηγήσουν πώς ο ήχος που ξεκινάει από τις χορδές φιλτράρεται και ενισχύεται επιλεκτικά από το αντηχείο του οργάνου, γιατί το όργανο εκπέμπει τον συγκεκριμένο ήχο και τι ήχος είναι αυτός.
Ηχούσε σαν... μεσόφωνος
«Βάσει των αποτελεσμάτων καταλήξαμε στο ότι ο ήχος που ακτινοβολείται κυμαίνεται κυρίως μεταξύ 400 και 800 Hz και φθάνει το πολύ ως τα 2.000 Ηz» εξηγεί ο κ. Παπαδογιάννης. «Ο ήχος έχει πάντα μια βασική συχνότητα και τις αρμονικές της, τα πολλαπλάσια της συχνότητας αυτής. Η “χροιά” της χέλυος πλησίαζε πολύ στον ήχο που εκπέμπει ένας μεσόφωνος άνδρας και με τις διάφορες τεχνικές εξηγήσαμε γιατί εκπέμπεται αυτός ο ήχος και τον ρόλο του τρόπου και της γεωμετρίας της κατασκευής. Αν, π.χ., για την κατασκευή του συγκεκριμένου οργάνου οι πρώτες ύλες, το μέγεθος και η γεωμετρία ήταν διαφορετικά, τότε και ο ήχος του θα ήταν διαφορετικός».
Οι βασικές νότες της χέλυος είναι η Ε3 (164 Hz), η F3 (174 Hz), η G3 (195 Hz), η Α3 (220 Hz), η Β3 (246 Hz), η C4 (261 Hz) και η D4 (293 Hz). Οι αρμονικές τους είναι μεταξύ 400 και 800 Hz. Ο συνολικός όμως ήχος δεν ξεπερνά ποτέ τα 2.000 Hz. «Αν, για παράδειγμα, εκτελέσουμε ένα μαντολίνο, θα έχουμε νότες που οι αρμονικές τους φθάνουν ως και τα 5.000 Hz. Στην περίπτωση της λύρας αυτής όμως το ηχητικό φάσμα είναι πάρα πολύ κοντά σε μια μέση κατανομή εκπομπής ήχου ενός μεσόφωνου άνδρα» λέει ο καθηγητής από το ΤΕΙ Κρήτης.
«Ντουέτο» με την ανθρώπινη φωνή
Μια «εκτυπωμένη» κρητική λύρα με προτόκολλο έφτιαξαν οι ερευνητές
Από αναφορές σε αρχαία κείμενα, όπως π.χ. στις «Θεσμοφοριάζουσες» του Αριστοφάνη ή στους Ομηρικούς Υμνους στον Ερμή, οι ειδικοί γνώριζαν ότι η λύρα χέλυς ήταν συνοδευτική στην ανθρώπινη φωνή. Είδαν όμως ότι κάτι τέτοιο επαληθευόταν και μέσω των αναλύσεών τους.
«Η χέλυς παιζόταν κυρίως από άνδρες. Ηταν άλλωστε το όργανο επάνω στο οποίο μάθαιναν μουσική οι νέοι της εποχής» διευκρινίζει ο διευθυντής του εργαστηρίου. «Το σημαντικό είναι ότι χρησιμοποιώντας μοντέρνες τεχνικές μπορέσαμε να ταξιδέψουμε στο παρελθόν και να δούμε ότι η συγκεκριμένη γεωμετρία, όπως και τα υλικά που χρησιμοποιούνταν για την κατασκευή του οργάνου - το δέρμα από το στομάχι του βοδιού, η δρυς, ο συγκεκριμένος τύπος χελώνας με συγκεκριμένες διαστάσεις (20 εκατοστών), οι διαστάσεις και ο τρόπος παιξίματός του - μας οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι η συγκεκριμένη λύρα συνόδευε την ανθρώπινη φωνή και δεν αποτελούσε κύριο όργανο σε μια μουσική εκτέλεση».
Όπως επισημαίνει ο κ. Παπαδογιάννης, το εργαστήριο Ακουστικής και Οπτικής Τεχνολογίας του Τμήματος Μουσικής Τεχνολογίας και Ακουστικής στο Ρέθυμνο διαθέτει πλέον αρκετή εμπειρία στην ακουστική μελέτη εγχόρδων κυρίως οργάνων. Αναπτύσσει μάλιστα πλήρη πρωτόκολλα για τα παραδοσιακά μουσικά όργανα, όπως η κρητική λύρα, το λαούτο, το ούτι - το πώς δηλαδή μπορεί να πιστοποιήσει κανείς την ποιότητά τους. «Κάτι τέτοιο», μας λέει, «έχει ενδιαφέρον για εμάς, αλλά κυρίως για τους σημερινούς κατασκευαστές μουσικών οργάνων και τους μουσικούς τους ίδιους».
