同じ種類の楽器なのに、なぜメーカーや型によって音が全く違うのか？私が中学生の頃に、ギターを弾いていた時に抱いた疑問です。その理由を自分なりに理解したいと考え、音響工学を学ぶ道に進みました。楽器が奏でる音は材料の硬さや重さ、形状によって変わります。このような知識を大学で学んでいるうちに、最初に抱いていた疑問には自分なりの答えを見つけることができました。しかし、研究では学べば学ぶほど新しい疑問や興味がわいてくるため、ギター以外の楽器に関する研究も進めました。

この研究の進め方には、大まかに分けてふたつの方向性があります。ひとつは実験を繰り返しながら、音の響き方や振動の伝わり方を理解しようとするものです。もうひとつがコンピュータを使ったシミュレーションで、私は主にこちらの研究に携わっています。ある形状や材質を組み合わせた時に、どのような音色として聞こえるのか。楽器の音や振動を可視化したり、可聴化したりしながら楽器で起こるさまざまな現象を解明しています。ちなみに、現在の研究対象はドラムやティンパニーなどの打楽器です。

また、建物の騒音や振動に関する分野の研究にも携わっています。私は7年間、建設会社で研究職として働いてきました。人々が働くオフィスビルや生活するマンションなどの建物では、様々な騒音や振動が発生します。例えば、大空間を作るために柱の間隔を広くしたオフィスビルでは、特定の歩調で歩くと同じフロアで働く人が床の揺れを感じることがあります。また、マンションの床で子どもが跳びはねると下の階に騒音として聞こえます。こうした騒音や振動が問題に発展する場合もあるため、建物の設計では事前に予測し、騒音や振動を抑えるための対策が欠かせません。私は建物内で発生する振動や音の伝わり方を解析・予測する研究に携わっていました。現在も以前の勤務先とのつながりを活かし、共同研究を続けています。

主に担当しているのは「数学演習」という数学の基礎科目です。数学で使う数式や演算は日常のさまざまな場面で活用されています。例えば、高校で学ぶ微分を使うと、楽器の音色や建物の音・振動の伝わり方をシミュレーションすることができます。建物を例にとって考えてみましょう。クラシック音楽で使用するコンサートホールとバンドやアイドルがライブをするアリーナなどの会場では、想定している音楽ジャンルや求められる音の響きが異なります。そのため会場を設計する際には、響きを事前に予測することが重要です。実は、音の伝わり方、響き方は微分を使った方程式で表され、この方程式を解くことで会場ごとの音の響きを可視化、可聴化することができます。

実際には、シミュレーションだけでは分からないこともあります。私が企業に勤めていた頃は、施工中の現場で実験や測定を行い、計算と実物の違いを確かめる機会が数多くありました。限られた時間の中で効率よくデータを取得するためには、綿密な計画を立てることも欠かせません。こうした経験を通して、現場で状況に応じて考え、対応する力の大切さを実感しました。

最後に、学生の皆さんには、目的意識を持ってさまざまな実験や実習に取り組んでほしいと思います。一つひとつの経験を「何を学ぶためなのか」と考えながら積み重ねることが、将来、現場で活躍するための確かな基礎になるはずです。