A_Filosofia dell’elettroacustica

di Mario Bon

18 luglio 2015, rivisto il 16 novembre 2016

 

L’eletroacustica è stata divulgata, fino ad oggi, al modo anglosassone. Il testo di Beranek e, ancor prima, le opere di Olson sono l’esempio di questo modo di operare: testi chiari ma anche ricchi di semplificazioni. Si dirà che per essere chiari qualche cosa si deve semplificare. Per contro non sono mai citati gli isomorfismi, gli spazi vettoriali, le equazioni di d’Alembert, raramente si affronta la soluzione di equazioni non lineari, quasi mai si parla di isteresi. I numeri complessi sono utilizzati il meno possibile. Anche la Teoria dei Sistemi e la Teoria dei Segnali sono appena accennati. Il risultato è che i testi divulgativi sono insufficienti mentre i tsti specializzati sono esageratamente complicati.

Altro aspetto troppo spesso  ignorato è il calcolo degli errori. L’approccio anglosassone, utilissimo per la divulgazione rischia di essere troppo superficiale in particolare negli aspetti metodologici che sono i più importanti.

 

Qualsiasi problema deve essere affrontato, prima di tutto, con metodo e attraverso una trattazione teorica rigorosa. Dato che usiamo la matematica dobbiamo essere certi dell’isomorfismo tra il sistema fisico ed il modello matematico che utilizziamo per rappresentarlo. Dobbiamo essere altrettanto consapevoli dei limiti di validità dei modelli utilizzati (cosa che si ottiene con la verifica sperimentale).

 

In particolare non dobbiamo cercare di forzare i modelli per applicarli anche dove non sono validi ma piyyosto, se vogliamo ottenere previsioni attendibili, progettare i dispositivi reali in modo da poter applicare i modelli conosciuti (in particolare le analogie elettro-acustiche). Meglio precisare con un esempio: un volume è correttamente rappresentato da una molla se le tre dimensioni sono tra loro paragonabili e molto più piccole della massima lunghezza d’onda di interesse. Se il volume è lungo e stretto diventa un tubo e va rappresentato con un modello diverso. Non bisogna, in particolare, cadere nella trappola degli “elementi misti” che non sono propriamente delle masse o delle elasticità ma un misto tra i due.

 

Anche per quanto riguarda l’elettroacustica si dovrebbero utilizzare gli strumenti più potenti che ci offre la matematica: gli Spazi Vettoriali Lineari, gli Spazi di Hilbert, lo Spazio L2 , gli  Isomorfismi e gli Omomorfismi.

Particolarmente importanti sono gli spazi di Hilbert (spazio L2) e la “Teoria Unificata dei Segnali Osservabili” perché consentono una notevole economia di pensiero. La comprensione della Teoria Unificata dei Segnali Osservabili richiede la conoscenza della teoria Classica dei Segnali ma, almeno, ci libera dal doverla usare.

 

Spesso negli articoli di chi scrive sono richiamati :

 

-         il “Teorema della Conservazione dell’Informazione”,

-         il “Principio di Invarianza in Forma”, 

-         l’ortogonalità tra grandezze misurabili

-         l’indistinguibilità tra dispositivi o stimoli identici

-         il Secondo Principio della Termodinamica (efficienza).

 

Sembrano criteri e concetti inutili.

C’è  da chiedersi come si possa definire un set di misure significativo senza ricorrere al principio di ortogonalità. Fino ad oggi questo principio è stato applicato senza la necessaria consapevolezza. E’ giunto il momento di utilizzare il principio di ortogonalità in modo consapevole perché  è una delle condizioni per la assiomatizzazione delle scienze (anche in considerazione che i criteri si assiomatizzazione sono stati formulati almeno 118 anni fa).

 

Un altro criterio, essenziale, è il seguente:

 

“nel valutare un dispositivo elettroacustico non dobbiamo valutare il dispositivo ma il suono che riproduce nelle effettive condizioni d’uso”

 

Per valutare il suono si deve:

 

-         descrivere il suono con degli attributi attributi (decidere come chiamare le qualità)

-         associare gli attributi a grandezze misurabili (proprie del dispositivo in esame), 

-         definire i metodi di misura per queste grandezze

-         definire le soglie di percezione e la JND.  

 

In sostanza definire lo “stato” del suono (il concetto di stato è estremamente utile).

Le “effettive condizioni d’uso” prevedono che la catena di riproduzione sia posizionata nella stanza di ascolto, l’ascoltatore sia comodamente seduto nella sua poltrona e che l’impianto stia suonando un programma gradito all’ascoltatore ad un volume per lui adeguato.

L’ascoltatore è un essere umano dotato di  cervello con tutte le complicazioni del caso (effetti psicoacustici,  la distorsione aurale , il loudness soggettivo, emozioni, ecc.). Le effettive condizioni d’uso comprendono anche i meccanismi della percezione dei suono.

 

Operare nell’ambito delle effettive condizioni d’uso porta  ad escludere “per principio” una serie di stimoli normalmente usati per i test (sinusoidi e onde quadre) e questo costringe a cercarne di nuovi e più significativi.

 

Vedere Attributi del Suono