Suomalaistutkijat keksivät keinon selvittää, miten hyvältä musiikki missäkin salissa kuulostaa. Lopullisessa raadissa istuvat ihmiset.

Onkohan koskaan kaksi samassa konsertissa käynyttä ollut täsmälleen samaa mieltä siitä, miltä orkesteri kuulosti. Iänikuinen väittely salien soinnista voidaan kohtapuoliin lopettaa, kun uusi tekniikka osoittaa vastaansanomattomasti, missä on hyvä akustiikka.

Vitsi vitsinä. Konserttiakustiikka on niin monimuotoinen ja henkilökohtainen asia, että kiistely tuskin päättyy koskaan. Mittausmenetelmät kuitenkin kehittyvät, ja Suomi on niissä pitkällä.

Aalto-yliopiston Mediatekniikan laboratoriossa on luotu virtuaalinen sinfoniaorkesteri, joka parantaa ymmärrystämme siitä, mitä hyvä akustiikka tarkoittaa, mistä se syntyy ja miten se saadaan niin konsertti- kuin kokoussaleihin.

Professori Tapio Lokin johtama työ on uraauurtavaa, ja se on pantu merkille myös maailmalla. Kesäkuussa Lokki sai Early Career Award -palkinnon, jota myös akustiikan nobeliksi kutsutaan. Sen myöntää akustiikan tutkijoiden kansainvälinen kattojärjestö joka kolmas vuosi.

Vakioitu pysyy linjassa

Aalto-yliopiston virtuaalinen sinfoniaorkesteri koostuu 34 kaiuttimesta, joista tulvii ilmoille katkelmia Mahlerin, Mozartin, Beethovenin ja Brucknerin sävellyksistä. Musiikki on peräisin tallenteista, joita Lokin tutkimusryhmä on äänittänyt kaiut­tomassa tilassa parinkymmenen muusikon soitosta soitin kerrallaan. Kun tallenteet yhdistetään, saadaan va­kioitu sinfoniakonsertti, joka on pikkupiirtoa myöten samanlainen joka kerran joka salissa.

Tässä onkin syy kaiutinorkesterin käyttöön. Todellisessa konsertissa muusikot mukauttavat soittonsa kulloisenkin salin akustiikkaan, mikä tekee salien yhteismitallisen vertailun mahdottomaksi.

Tavallisesta sinfoniaorkesterista kaiutinorkesteri poikkeaa siinä, että kutakin soitinta soittaa vain yksi muusikko. Iso orkesteri tai vaikkapa jousisektio syntyy, kun äänitys monistetaan.

Aitouden tuntua lisää se, että monistuksessa äänityksiin on signaalinkäsittelyllä muokattu pieniä eroja. Ne jäljittelevät muuntelua, jota aidossa konserttitilanteessa synnyttävät muun muassa soittimien erilainen ominaissointi ja soitta­jien erilainen vire.

Mikrofoni esittää yleisöä

Konserttia varten kaiutinorkesteri pitää virittää ihan niin kuin oikeakin orkesteri. Jotta jokainen kaiutin soi joka salissa samalla tavalla tarvitaan tietokone, suodattimia, äänigeneraattoreita, mittanauhoja ja arvatenkin piristäviä juomia, koska konserttitaltioinnit on tehtävä öisin, kun saleissa ei ole muuta toimintaa.

Konsertissa kaiuttimet seisovat kuta kuinkin samoilla paikoilla, joilla ihmissoittajat istuvat. Soittoa kuuntelee mikrofonihila eri paikoissa salia. Eri saleissa äänityspaikat ovat aina samoilla etäisyyksillä. Näin ainoa tekijä, joka elämystä voi muuttaa, on ympärillä oleva konserttisali.

Konsertin jälkeen äänitteet käsitellään laboratoriossa 24-kanavaista 3D-toistoa varten, ja lopputulos tuutataan ulos 24 kaiut­timesta Mediatekniikan laitoksen kuunteluhuoneessa. Tila on lähes kaiuton, joten sillä ei ole omaa akustiikkaa sotkemassa koekuuntelijoiden kokemusta.

Aistimus avainasemassa

Koekuuntelijoita todella tarvitaan, koska hyvän akustiikan arvoitus ei loppujen lopuksi ratkea millään teknisellä mittalaitteella. Tilanne on sama kuin makujen maailmassa. Ei maailman parhaita ravintoloitakaan valita tutkimalla ruoka-annosten kemiallista koostumusta vaan maistamalla keitoksia.

Vertaus makunautintoihin on sikälikin osuva, että Lokin tutkimusryhmä soveltaa muun muassa viinien arvioinnissa käytettäviä aistinvaraisia menetelmiä, jotka sallivat maistajien kuvailevan elämyksiään sanallisesti.

Akustiikan arvioijaksi päästäkseen on tunnettava vähintään perusasiat, mutta kaikilla Lokin koekuuntelijoilla on ollut myös jonkinlainen musiikillinen tausta.

Jokainen alustavasti kuuntelijaksi valittu joutuu työpäivän mittaiseen monivaiheiseen prosessiin, jossa luodaan yksilöllinen sanasto kuuntelukokemusta kuvaamaan. Tämä varmistaa sen, että arvioijan kannanotot ovat keskenään yhtäpitäviä.

Voi kuulostaa yllättävältä, mutta moni on itsensä kanssa eri mieltä kuullessaan samoja näytteitä uudestaan pienenkin tauon­ jälkeen. Kun Lokin ryhmä tutki Etelä-Suomen konserttisalien akustiikkaa, alun perin 23 arvioijasta viisi karsiutui siksi, etteivät heidän arvionsa toistuneet riittävän samanlaisina.

Kaksi koulukuntaa

Koekuuntelijoiden näkemyksistä voi tehdä summittaisen kahtiajaon. Osa ihmisistä pitää siitä, että musiikki soi sekä kovaa että kaikuen ja tuntuu ympäröivän kuulijan. Osa taas arvostaa sitä, että eri soittimet erottuvat ja sointi on kirkas. Yhtä mieltä kuuntelijat ovat lähinnä siitä, että sali on huono, jos musiikki tuntuu tulevan kaukaa ja heikkona.

Vaikka Lokin ja kumppaneiden tutkimus ei lopettaisikaan kiistelyä hyvistä ja huonoista saleista, se voi auttaa rakentamaan tiloja, joissa mahdollisimman suuri osa kuulijoista pääsee paikoille, joiden akustiikka on enemmistön mielestä miellyttävin.

Petri Forsell on vapaa tiedetoimittaja ja Tiedelehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2013.

Beethoven soi

  • Kutakuinkin tältä näyttää, kun 34 kaiuttimen sinfoniaorkesteri konsertoi ja mikrofoni kuuntelee.
  • Ääniaallot ovat vain viitteelliset. Oikeasti ne eivät etene rintamana vaan lähtevät kaikkiin mahdollisiin suuntiin ja kimpoilevat tahoilleen rakenteisiin osut­tuaan.
  • Koska konsertti­sa­lien muodot ja materiaalit vaihtelevat, vaihtelee myös äänen kulku, ja sen mukana muuttuu akustiikka. Siksi sama musiikki soi eri lailla eri saleissa.

Jos rehkiminen ei huvita, syy voi olla geeneissä.

Monia liikunta palkitsee hyvän olon tunteella, mutta kaikille palkintoa ei tule, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan. Olo saattaa olla hikilenkin jälkeen enemmän runneltu kuin rento.

”Osa suomalaisten liikkumattomuudesta saattaa selittyä negatiivisilla tuntemuksilla”, sanoo jutussa liikuntapsykologian professori Taru Lintunen Jyväskylän yliopistosta.

Ihmiseltä saattavat puuttua hyvät kokemukset ja liikunnallisen elämäntavan mallit.

Perimälläkin on sormensa pelissä. Naisilla jopa puolet liikuntanautinnon vaihtelusta selittyy geeneillä, miehillä kolmannes.

Näin osoittaa vuonna 2014 julkaistu suomalainen tutkimus, joka perkasi perintötekijöiden osuutta liikuntamotivaatioon.

Tarkkaa syytä eroihin ei tiedetä. Yksi ehdokkaista on aivojen dopamiinirata. Se palkitsee niin syömisestä, seksistä kuin liikunnasta.

Dopamiinikylpy tuottaa aivoissa huumaavan euforian. Tutkimusten mukaan järjestelmän häiriöt vähentävät koe-eläinten liikkumishaluja.

Viime kädessä geenit ohjaavat mielihyväkoneiston toimintaa. Dopamiinin valmistukseen tarvittavat geenit toimivat toisilla kenties vilkkaammin. Erityisesti naisilla on liikuntamielihyvän kokemisessa geneettistä vaihtelua.

Yksilöiden erot ulottuvat laajemmallekin. Kaikki eivät saa liikunnasta yhtä paljon hyötyä – ainakaan heti.

Sama harjoittelu saattaa vaikuttaa ihmisiin eri tavoin. Yhden kunto kasvaa kohisten, mutta toinen ei saa tuloksia, vaikka kuinka rehkisi. Tutkijat puhuvat yksilöllisestä vasteesta.

Kuitenkin vaikka oma elimistö tuntuisi olevan immuuni liikunnalle, se voi olla vain harhaa. Tutkimuksissa tuijotetaan usein suorituskykyyn ja lihasvoimaan. Ne eivät ehkä hetkahda pienestä rasituksesta, mutta veren rasva- ja sokeriarvot saattavat parantua merkittävästi. Siksi liikuntaa voi suositella kaikille.

Kysely

Onko liikunta tuskien tie?

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.