Jei kada nors matėte seną mokslinės fantastikos filmą, tikrai girdėjote tą keistą, mistišką garsą – tarsi vaiduoklis dainuotų kosmose. Dažniausiai šis garsas buvo sukurtas theremin instrumentu, vienu keisčiausių muzikos instrumentų, kokius žmonija kada sukūrė. Šis instrumentas unikalus tuo, kad jį galima groti net nepalietus – tiesiog mojuojant rankomis ore.
Theremin atsirado dar 1920 metais, kai sovietų fizikos inžinierius Lev Termen (vėliau pakeičiantis vardą į Léon Theremin) tyrinėjo radijo bangas. Netyčia jis pastebėjo, kad artėjant prie radijo aparatūros, keičiasi garso tonas. Šis atsitiktinis atradimas tapo revoliuciniu muzikos instrumentu, kuris iki šiol žavi tiek muzikantus, tiek technologijų entuziastus.
Elektromagnetinių laukų šokis
Theremin veikimo principas paremtas elektromagnetinių laukų sąveika su žmogaus kūnu. Instrumentas turi dvi antenas – vertikalią ir horizontalią kilpą. Kiekviena iš jų sukuria elektromagnetinį lauką aplink save, panašiai kaip radijo stotis transliuoja signalą.
Vertikali antena atsakinga už garso aukštį (dažnį). Kai artinate ranką prie šios antenos, keičiate elektromagnetinio lauko savybes. Jūsų kūnas veikia kaip kondensatorius – elektros energijos kaupiklis. Kuo arčiau ranka, tuo aukštesnis garsas, kuo toliau – tuo žemesnis.
Horizontali kilpa kontroliuoja garso garsumą. Čia principas panašus, tik vietoj dažnio keičiama garso stiprumo charakteristika. Dažniausiai kairė ranka kontroliuoja garsumą, o dešinė – melodiją.
Osciliatorių technologija po gaubtu
Theremin širdyje plaka du osciliatoriai – elektroninės grandys, generuojantys aukšto dažnio signalus. Vienas osciliatorius dirba pastoviu dažniu (paprastai apie 170 kHz), o kitas – kintamu, priklausomai nuo to, kur yra jūsų rankos.
Štai kur prasideda tikroji magija. Kai du skirtingo dažnio signalai susitinka, atsiranda trečias signalas – jų skirtumas. Šis reiškinys vadinamas heterodinavimu. Pavyzdžiui, jei vienas osciliatorius generuoja 170 000 Hz, o kitas – 170 440 Hz, skirtumas bus 440 Hz – tai muzikinis tonas “la”.
Žmogaus ausis negirdi 170 kHz dažnių (jie per aukšti), bet puikiai girdi tą 440 Hz skirtumą. Taip theremin paverčia nematomus elektromagnetinius laukus girdimais garsais.
Nuo laboratorijos iki Holivudo
Theremin istorija kupina netikėtumų. Pats Lev Termen ne tik išrado instrumentą, bet ir tapo vienu pirmųjų elektroninės muzikos pionierių. 1920-ųjų pabaigoje jis atvyko į JAV, kur jo instrumentas tapo sensacija. Net Einsteinas mokėsi groti theremin!
Tačiau tikrą šlovę instrumentas pelnė kino industrijoje. Holivudo garso režisieriai greitai suprato, kad theremin idealiai tinka mokslinės fantastikos, siaubo ir mistikos filmams. “Šiurpulingos dienos Žemėje” (1951), “Spellbound” (1945) ir dešimtys kitų filmų naudojo theremin garso takelių kūrimui.
Vėliau instrumentas rado vietą ir populiariojoje muzikoje. “Good Vibrations” grupės “The Beach Boys”, Led Zeppelin kūriniai, net šiuolaikiniai elektroninės muzikos kūrėjai naudoja theremin savo kompozicijose.
Groti be prisilietimo – sunkiau nei atrodo
Nors theremin atrodo paprastas – juk tereikia mojuoti rankomis – iš tikrųjų tai vienas sunkiausiai išmokstamų instrumentų. Kodėl? Nes nėra jokių fizinių orientyrų. Pianistas gali pažiūrėti į klavišus, smuikininkas jaučia stygų padėtį, o theremin grojėjas turi pasikliauti tik savo ausimi ir erdvės jausmu.
Profesionalūs theremin grojėjai išsiugdo neįtikėtiną tikslumą. Jie gali pajusti net centimetro skirtumus tarp tonų. Clara Rockmore, viena žymiausių theremin atlikėjų, galėjo groti sudėtingiausius klasikinės muzikos kūrinius su tokiu tikslumu, kad klausytojai vos tikėjo savo ausimis.
Mokantis groti theremin, svarbu išlaikyti stabilų kūno padėtį. Net mažiausias judėjimas gali pakeisti toną. Dėl šios priežasties daugelis grojėjų išsiugdo beveik meditacinį ramumą scenoje.
Šiuolaikinės theremin variacijų gausa
Šiandien theremin nebėra tik laboratorijos kuriozas. Technologijų plėtra leido sukurti įvairių tipų instrumentus – nuo miniatiūrinių, telpančių delne, iki sudėtingų, daugiakanalių sistemų.
Skaitmeniniai theremin naudoja mikroprocesorius garso generavimui. Jie gali atkurti ne tik tradicinius theremin garsus, bet ir imituoti kitus instrumentus, pridėti efektus, net sinchronizuotis su kompiuterinėmis programomis.
Kai kurie šiuolaikiniai modeliai turi papildomas funkcijas: garso įrašymą, MIDI išvestis (galimybę valdyti kitus elektroninius instrumentus), net vizualius efektus, reaguojančius į rankų judėjimą.
Kaip pasigaminti theremin namuose
Theremin konstrukcija nėra itin sudėtinga, todėl daugelis elektronikos mėgėjų bando pasigaminti savo instrumentus. Paprasčiausias theremin gali būti sukurtas naudojant keletą tranzistorių, kondensatorių ir rezistorių.
Internete galima rasti dešimtis skirtingų schemų – nuo labai paprastų, tinkamų pradedantiesiems, iki sudėtingų, profesionalaus lygio projektų. Kai kurie entuziastai net naudoja “Arduino” ar “Raspberry Pi” mikrokontrolerių plokštes.
Jei nenorite krapštytis su elektronika, galima įsigyti paruoštas konstrukcijos rinkinius. Jie paprastai kainuoja nuo 50 iki 200 eurų ir leidžia per kelias valandas susikurti veikiantį instrumentą.
Theremin ateitis ir netikėti panaudojimo būdai
Šiandien theremin principai naudojami ne tik muzikoje. Panašūs jutikliai veikia automatiniuose kranų, durų atidarymo sistemose, net kai kuriose automobilių parkavimo sistemose. Medicinos srityje theremin technologija padeda kurti bekontakčius valdymo įrenginius, ypač naudingus sterilių aplinkų palaikymui.
Virtualiosios realybės kūrėjai eksperimentuoja su theremin principais, kurdami erdvinius valdymo įrenginius. Vietoj tradicinių pultelių, žaidėjai gali valdyti veiksmą tiesiog judindami rankas ore.
Meno srityje theremin įkvepia interaktyvių instaliacijų kūrėjus. Muziejai ir galerijos naudoja panašius principus kurdami parodas, kur lankytojai gali “paliesti” eksponatus neprisiliesdami.
Theremin lieka vienu muzikos instrumentų – jis sujungia fiziką su menu, technologijas su emocijomis. Nors jam jau per šimtą metų, jis vis dar atrodo futuristiškai. Galbūt būtent dėl to, kad groja ne pirštais ar lūpomis, o pačia žmogaus esme – elektromagnetiniu lauku, kurį skleidžia kiekvienas iš mūsų. Tai instrumentas, kuris priverčia suprasti: muzika gali gimti net iš to, ko nematome ir neliečiame, bet kas visada yra šalia mūsų.