Violinen: Rätsel des vollen Klangs gelöst?

Die Form machts: Forscher haben erneut eines der Geheimnisse der Geigen von Stradivari oder Guarneri gelüftet. Demnach sorgt die spezielle Form der Schalllöcher dafür, dass diese Violinen so voll klingen. Sie lassen die Luft optimal ausströmen. Ob die alten Geigenbaumeister das erkannt hatten oder ob ihre Geigen nur durch Versuch und Irrtum so gut wurden, bleibt allerdings offen.

Ob Stradivari, Amati oder Guarneri – die Violinen aus der Blütezeit des italienischen Geigenbaus glänzen bis heute durch ihren vollen Klang. Typisch für diese Geigen sind zudem besonders lange, schmale Schalllöcher, im Gegensatz zu den eher halbmondförmigen Löchern bei mittelalterlichen Geigenvorläufern ähneln sie ein wenig einem geschwungenen „f“. Welchen Einfluss ihre Form auf die Klangqualität der Geigen hat, haben Hadi Nia vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge und ihre Kollegen untersucht.

Für ihre Studie sammelten die Forscher technische Zeichnungen, Röntgenaufnahmen und Scans von Violinen der klassischen Periode. Anhand dieser Informationen erstellten sie Modelle der verschiedenen Geigen und analysierten ihre akustischen Eigenschaften in einem Computermodell. Zudem führten sie akustische Messungen durch, um die Klangfülle der Violinen zu ermitteln.

Der Rand ist entscheidend

Das Ergebnis: Je dicker die Rückenplatte und je schmaler und länger das Schallloch ist, desto höher ist die Klangfülle. Denn während die Luft entlang der Ränder besonders schnell strömt, spielt das Zentrum des Lochs für den Schall nur eine untergeordnete Rolle, wie die Forscher berichten. Daher ist ein Schallloch mit möglichst viel Rand und wenig Innenraum optimal – und genau das bieten die schmalen, verschnörkelten f-Löcher der klassischen Violinen.

Während der Blütezeit des Geigenbaus nahm das Schallloch an Länge zu © Nia et al., / Eoyal Society Proceedings A

Tatsächlich scheint es fast so, als hätten die Geigenbauer von Cremona dies gewusst: „In der Zeit der renommierten Werkstätten von Amati, Stradivari und Guarneri in Cremona nahm die Länge der f-Löcher noch einmal um rund 30 Prozent zu“, berichten Nia und ihre Kollegen. Dadurch nahm die akustische Kraft der Geigen sogar noch einmal um rund 60 Prozent zu.

Absicht oder Zufall?

Die große Frage aber ist: Hatten die Geigenbauer erkannt, dass die Länge des f-Lochs die entscheidende Rolle spielt oder beruhten ihre Verbesserungen eher auf Versuch und Irrtum? Um das herauszufinden, fütterten die Forscher ein weiteres Computermodell mit den Daten von hunderten von klassischen Geigen. Sie prüften darin, ob die Veränderungen auch durch eine Art natürliche Evolution erklärbar sind – vorangetrieben durch kleine Abweichungen beim Nachbau.

„Wenn man versucht, ein Schallloch exakt zu kopieren, macht man immer kleine Fehler, man erhält selten eine absolut perfekte Kopie“, erklärt Seniorautor Nicholas Makris von MIT. „Die von uns ermittelten Abweichungen liegen bei etwa zwei Prozent.“ Nach Ansicht der Forscher könnten diese zufälligen, durch das Handwerk bedingten Abweichungen schon genügen, um die allmähliche Entwicklung der Geigen zu einem immer vollerem Klang zu erklären.

Die Geigenbauer müssen demnach den Zusammenhang von Schallloch-Form und Klang nicht bewusst verstanden haben, um ihre Violinen nach und nach zu verbessern. „Die Menschen hörten sich den Klang der Instrumente an und wählten danach aus, welches Modell sie nachbauen wollten“, so Makris. Ob sie dabei begriffen, dass die Länge des Schalllochs das Entscheidende war, lässt sich heute nicht mehr eindeutig feststellen. Es ist aber gut möglich, dass sie dies nicht durchschauten. „Sie wussten vielleicht nur, welches Instrument gut war und daher für die nächste Violine nachgebaut werden sollte“, erklärt der Forscher. (Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences, 2015; doi: 10.1098/rspa.2014.0905)

(Royal Society / Massachusetts Institute of Technology, 12.02.2015 – NPO)