fluorF's laboratory: 음악과 물리학 - 1. 악기 분류법 (Music and Physics - 1. Classification of Musical Instruments)

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음악 1

Music 1

음악과 물리학
Music and Physics

악기 분류법
Classification of Musical Instruments


목차

  1. 프롤로그
  2. 고전적인 악기의 분류
  3. 호른보스텔-작스 분류법
  4. 건반악기의 분류
  5. 참고 사이트 및 출처

프롤로그

2015년 여름 방학 때 모교인 신성고등학교에서 창의융합과정 수업(교양과학) 강의를 진행한 적이 있었는데 당시 부탁 받은 강의의 주제는 '과학철학'이었다. 나는 칼 포퍼(Karl Popper)의 반증가능성(falsifiability) 및 토머스 쿤(Thomas Kuhn)의 패러다임(paradigm)을 강조하며 '과학이란 무엇인가?'에 대한 강의를 3일간 진행했는데, 생각해 볼 거리가 풍부한 내용이었음에는 틀림없다고 생각했지만 수업을 듣는 고등학생 입장에서는 그렇게 재미있는 주제는 아니었다고 생각했다. 그래서 2016년 겨울 방학에 고등학교에서 내게 자유 주제로 한 번 더 강의해 줄 것을 부탁했을 때, 고등학생들에게 재미있게 과학 이야기를 해줄 수 있으려면 어떤 주제를 택해야 할 지 진지하게 고민했다.

그러다가 든 생각이, 아무리 과학에는 관심이 없어도 음악에는 학생들 모두 관심이 있지 않겠는가 하는 것이었다. 그래서 파동역학 내용과 음계 및 화성 내용을 엮어서 '음악과 물리학'이라는 주제로 강의를 진행하기로 결정하였다. 주제가 결정되자 관련 내용들을 검색하고 정리하는 긴 준비 시간이 이어졌는데, 강의 자료를 만드는 데는 풍부한 인터넷 자료들과 더불어 미국에서 구매했던 니콜라스 지오다노(Nicholas Giordano) 교수의 저서 'Physics of the Piano'가 큰 도움을 주었다. 특별히 지난 강의와는 달리 '음악과 물리학' 강의 자료에는 시청각 자료를 최대한 많이 넣었다. 특히 youtube 연주 영상 자료가 많았는데, 이들 영상은 학생들의 호기심 자극 및 이해 증진에 충분한 도움을 주었다.

주제가 좀 더 친숙한 덕분인지 강의는 전보다 더 만족스러웠다. 그래서 나는 강의가 끝나고 난 뒤 파워포인트 슬라이드 강의 자료를 웹페이지로 편집해서 홈페이지에 올려둬야겠다고 생각했다. 사실 국문이나 영문으로 된 비슷한 내용을 인터넷에서 무수하게 찾아볼 수 있기에 혹여나 '정보의 바다'에 복제품을 하나 더 만들어 슬쩍 빠뜨리는 것이 아닌가 하는 민망함이 없지는 않았다. 그럼에도 새로운 시각과 구성을 가지고 만든 자료인만큼 많은 분들이 음악과 물리학에 대한 정보를 보다 쉽게 얻어갈 수 있으면 좋겠다는 바람을 가지고 이렇게 작업을 시작하게 되었다.

본격적인 시작에 앞서, 강의 자료 첫 슬라이드에 써 두었던 강의 개요를 아래에 옮긴다.

본 강좌에서는 파동의 물리학을 통해 음악을 연주하는 데 쓰이는 도구인 악기(樂器)가 어떻게 소리를 내고 그 특징이 무엇인지를 고찰하며, 나아가 악기 소리들이 어우러져 만드는 음악(音樂)을 과학적으로 이해하기 위해 기초적인 수준에서의 음계(音階)와 화성(和聲) 발전의 역사를 다룬다.

참고로 본 글은 오디오 & 비주얼 포탈서비스 사이트인 하이파이클럽(http://www.hificlub.co.kr)의 칼럼에도 기고되었다. HiFi 와 AV의 세계에 처음으로 발을 들여놓는 많은 참여자들에게 최소한의 시행착오로 즐겁게 취미생활을 시작할 수 있는 길잡이 역할을 해 주는 하이파이클럽에 관심있는 분들은 꼭 방문해볼 것을 권한다.

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고전적인 악기의 분류

악기의 사전적인 정의는 '음악을 연주하는 데 쓰는 기구를 통틀어 이르는 말'이다.1 인류 사회는 태곳적부터 음악과 함께 하는 생활을 해 왔으며, 그 결과 각 지역과 문화별로 다양한 악기들이 발전되어 지금에까지 이르고 있다. 물론 우리가 통상적으로 생각하는 악기들은 보편적으로 널리 보급되고 알려진 서양 악기들이 대부분이지만, 당장 한반도에서 수천년동안 우리 민족과 함께 해 왔던 국악기들을 생각해보면, 또 당장 옆나라인 일본과 중국에서만 볼 수 있는 독특한 악기들의 생김새와 소리를 생각해보면, 사실상 셀 수 없을 정도의 엄청나게 많은 악기들이 우리 인류와 함께 했다는 것을 생각해볼 수 잇을 것이다.

그런데 비록 악기마다 생김새와 음색은 다를지언정 '비슷한 것'들은 분명히 있었다. 예를 들면 국악기 중 소금과 대금은 크기만 달랐지 형태와 연주 방식은 비슷했다. 문명권이 달라도 이러한 것들을 찾아볼 수 있는데 예를 들면 서양의 류트와 동양의 비파는 다른 악기지만 분명 비슷한 것들이었다. 『구약성서』의 「시편」의 경우 라틴어 성경에서 솔터리(psalterio)와 큰 소리 나는 심벌즈(cymbalis benesonantibus)로 기록된 악기는 공동번역성서에서 각각 거문고와 자바라로 무리 없이 번역된 것을 보면, 동서고금(東西古今)을 막론하고 비슷한 형태와 연주법을 가진 악기들은 쉽게 찾아볼 수 있는 것 같다. 자연스럽게 비슷한 악기들은 함께 모여 일종의 군(群)을 형성하였고, 서로 다른 악기들이 함께 사용되어 연주 행위가 이뤄질 때 이러한 같은 악기군 내에서의 유사성과 서로 다른 악기군끼리의 차이점은 합주 시 분명 중요하게 고려되었을 것이다. 더욱이 세계화를 통해 서로 다른 문화권의 음악 문화를 접하게 되면서 악기의 교류 및 이해가 전보다 더욱 깊어지게 되었고, 이러한 방식의 음악 발전은 마침내 악기의 분류법에 대한 진지한 고찰을 시작하게 하는 계기를 마련해 주었다.

아주 보편적으로 악기를 분류하는 방법은 바로 연주 형태에 따른 것으로 아래와 같다. 이 분류법은 상당히 직관적이기 때문에 이해가 빠르고, 또 유명한 악기들은 아래와 같이 쉽게 분류가 가능하다.

그런데 '연주를 하는 형태'의 정의 및 구분이 모호한 것이 문제다. 몇몇 악기의 경우 서로 다른 악기 분류에 다 들어갈 수 있는 문제가 발생한다. 예를 들어 아래의 영상을 살펴보자.

Ted Yoder의 해머드 덜시머(Hammered Dulcimer) 연주 영상

대부분의 사람들은 해머드 덜시머를 현악기로 분류할 것이다. 왜냐하면 줄을 이용해서 연주하는 악기이기 때문이다. 그러나 우리가 통상적으로 떠올리는 현악기와는 달리 해머드 덜시머의 경우, 양손에 든 막대기로 줄을 내리쳐서 연주한다. 따라서 연주 방식은 타악기에 더 가깝다. 그렇다면 이 악기는 현악기인가, 타악기인가? 혹자는 두 경우가 모두 해당되는 교집합으로서의 타현악기(打絃樂器)라는 새로운 분류를 과감하게 제안할 수 있을 것이다. 하지만 이런 식으로 새로운 악기가 발견될 때마다 임시 방편식으로 그때그때 분류를 마구 만들어낸다면, 이것은 조악할 뿐만 아니라 사람들을 헛갈리게 만들기에 충분할 것이다. 따라서 우리는 좀 더 과학적이고도 체계적인 악기 분류법이 필요하다는 것을 바로 이해할 수 있다.

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호른보스텔-작스 분류법

이러한 문제를 해결하고자 다양한 음악학자들이 나서서 악기를 분류하기 시작했는데, 이 분야에 가장 큰 영향을 끼친 두 사람이 있었으니 바로 오스트리아의 민속음악학자인 에리히 폰 호른보스텔(Erich von Hornbostel)과 독일 태생의 음악학자인 쿠르트 작스(Curt Sachs)였다. 이들은 1914년에 공동으로 『자이트쉬리프트 퓌어 에트놀로기(Zeitschrift für Ethnologie)』라는 저널에 악기 분류법에 대한 아주 유명한 논고를 실었으며, 향후 악기 분류법 발전에 큰 토대를 세웠다. 이들의 연구를 통해 악기에 대한 연구는 악기학(organology)이라는 세부 분류명을 가지고 독자적으로 발전할 수 있었다.

에리히 폰 호른보스텔(좌) 및 쿠르트 작스(우)

이들의 분류법은 악기가 소리를 내는 원리, 즉 발음(發音) 원리에 초점을 두었다. 사람이 어떤 방식으로 연주하는가는 전혀 중요하지 않고, 악기 그 자체만 관찰하자는 것이었다. 이것은 악기의 소리를 '인간과 물체 사이의 상호작용'이라는 관점보다는 '물체에서 발생하는 물리학적인 현상'이라는 관점에 더 가깝다고 할 수 있겠다. 이렇게 성립된 분류법을 호른보스텔-작스 분류법이라고 하며 이에 따라 악기를 분류하면 다음과 같다.

그런데 위의 다섯 분류는 대(大)분류에 해당하며 세부적으로 하위 분류를 여럿 둘 수 있다. 예를 들어 캐스터네츠(castanets)는 체명악기 중에서도 타격(concussion)에 의한 체명악기로 분류될 수 있으며, 그 중에서도 속이 빈 용기(vessel) 타입의 타격 체명악기로 더 세밀하게 분류할 수 있다. 이런 방식으로 전세계에 존재하는 많은 악기들을 하나의 분류법 안에서 체계적으로 분류할 수가 있었고, 덕분에 호른보스텔-작스 분류법이 처음 제안된 이후 100년남짓 된 지금에도 여전히 몇 차례의 수정과 개정을 거치며 널리 애용되고 있다. 비록 이 분류법이 지구상에 현존하는 가장 흠 없는 분류법인 것은 아니지만 그럼에도 가장 보편적이고도 체계적인 것이라고 할 수 있겠다.

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건반악기의 분류

기존 분류법에서는 건반악기로 분류되던 악기들이 호른보스텔-작스 분류법에서는 그들의 발음 원리에 따라 모두 앞서 소개한 다섯 개의 악기군으로 뿔뿔이 흩어지게 된다. 이 건반 악기들을 올바르게 호른보스텔-작스 분류법으로 분류할 줄 안다면, 이 분류법에 대해 정확하게 이해하고 있다고 보아도 무방할 것이다.

이제 악기와 발음 원리에 대해서 간단하게 살펴 보았으니, 2편에서부터는 본격적으로 악기에서 발생시키는 소리란 대관절 무엇인지, 그리고 그것이 파동 물리학과 어떤 연관이 있는지 이야기 해보려고 한다.

그런데 잠깐. 세상에는 호른보스텔-작스 분류법으로 분류할 수 있는 수백, 수천가지의 악기들이 있다. 만일 이 악기들의 원리와 물리학을 하나하나 다 다룬다면 아마 저자가 죽을 때까지 웹페이지를 편집해도 그 내용을 여기에 다 담지 못할 것이다. 그래서 본 연재물에서는 일종의 모델 악기로서 사람들에게 가장 친숙한 악기인 피아노를 우선 선택하였고, 이후의 이야기는 대체로 피아노를 중심으로 이야기를 풀어나갈 것이다. 피아노 연주를 해본 독자라면 많이 난해하지 않을 것이지만, 피아노를 전혀 연주해보지 못한 사람에게는 피아노에 관한 이야기가 생소할 수 있다. 그러나 피아노를 몇 년간 연주한 사람들조차 피아노의 구조와 발음 원리에 대해서는 잘 모르는 경우 많으니 걱정할 필요는 없다. 부디 모든 독자에게 그리 지루하지 않은 여행이 되길 바라며.

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참고 사이트 및 출처

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▼[다음글] 2. 소리와 파동 (Sound and Waves)

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