音と音程●●●○○

セント

Cent ・ せんと

半音をさらに100等分した音程の対数単位。音律の微差を語る共通のものさし

✦ 30秒で試す — 航海半音を100に刻んでも、耳が聞き分けられるのは数目盛りまでずらした前後の周波数(1秒の振動数)の差が大きいのは?予想してみる

概要

セントは、音程の大きさを測るための細かい単位です。平均律の半音1つをさらに100等分したものが1セントで、半音 = 100セント、オクターブ = 1200セントになります。長さをミリメートルで測るように、音程をセントで測る — 「この音は基準より14セント低い」のような言い方で、半音より細かい高さの違いを数値で語れるようになります。

セントが登場するのは、半音単位では粗すぎる場面です。チューナーの針が示す「あと何セントで合うか」、ピアノの調律、シンセサイザーのピッチ微調整、そして音律(オクターブをどう分割するかの設計)どうしの比較 — いずれも半音の内側にある微差が問題になる世界で、セントはその共通のものさしとして機能しています。

なぜ生まれたか

音程の大きさは、物理的には2音の周波数の「比」で決まります。オクターブは 2:1、純正な完全5度は 3:2 という具合です。ところが比のままでは、音程の比較や加算がとても不便でした。音程を重ねる操作は比の掛け算になるため、「3:2 の5度と 5:4 の長3度、差はどれくらいか」といった問いに直感的に答えられません。ピタゴラス音律と純正律の3度の差のような微小な違いを論じようとすると、81:80 のような扱いにくい比が次々に現れます。

この不便を解決したのが、19世紀末のイギリスの音響学者アレクサンダー・エリスです。彼はヘルムホルツの音響学書を翻訳する際、世界各地の音律や民族音楽の音階を比較するための単位としてセントを考案しました。周波数比の対数を取ることで、掛け算だった音程の合成が足し算に変わり、「純正5度は702セント、平均律の5度は700セント、差は2セント」と、誰でも一目で比較できるようになったのです。音程という耳の感覚(周波数比の対数に比例する)を、そのまま数直線に乗せた単位だと言えます。

詳細

定義 — 対数のものさし

セントの定義は「1200 × log₂(周波数比)」です。周波数比が2倍(オクターブ)ならちょうど1200セント、平均律の半音は周波数比が2の12乗根(約1.0595倍)なのでちょうど100セントになります。対数を使う理由は、人間の耳が音程を周波数の「差」ではなく「比」で感じるからです。100Hzと200Hzの間も、1000Hzと2000Hzの間も、耳には同じ「1オクターブ」に聞こえます。セントはこの耳の感覚に合わせて目盛りを刻んでいるため、どの音域でも「同じセント数 = 同じ音程感」が成り立ちます。

音律の差を数値で見る

セントの真価は、音律ごとの微差を並べて比較できることです。物理的に最も純粋な(うなりのない)完全5度は周波数比 3:2 で約702セント。一方、平均律の5度はちょうど700セントで、2セントだけ狭められています。長3度ではもっと差が開きます。純正律の長3度(5:4)は約386セント、ピタゴラス音律の長3度は約408セント、平均律の長3度は400セント — つまり平均律の3度は、純正な3度より14セントも広いのです。

長3度のものさし(380〜410セント)380390400410純正 386 = 中全音律平均律 400ピタゴラス 408純正と平均律の差 = 14セント完全5度のものさし(695〜710セント)695700705710平均律 700純正 702 = ピタゴラス平均律と純正の差はわずか2セント中全音律 696.6
同じ「長3度」「完全5度」でも音律によって大きさが違う — セントで測ると差が一目で分かる。中全音律は3度を純正にする代わりに5度を狭め、ピタゴラス音律は5度を純正にする代わりに3度が広い

この図が示すとおり、平均律の5度はほぼ純正なのに、3度は純正から大きくずれています。「平均律のドミソは実は結構濁っている」という音律論の核心的な事実は、セントという単位があって初めて定量的に語れるのです。音律の歴史に登場するコンマ(音律の計算に必ず現れる約22〜24セントの端数)や、ミーントーン(中全音律)のウルフの5度の異常な広さ(約738セント)も、すべてセントで表現されます。

耳はどこまで聞き分けられるか

人間の耳が音の高さの違いを聞き分けられる限界は、良い条件でおよそ3〜5セントと言われています。つまり平均律の5度の誤差(2セント)はほとんどの人に知覚できませんが、3度の誤差(14セント)は、注意して聴けばうなり(2音の周波数のわずかな差が生む音量の周期的な揺れ)としてはっきり分かります。この「どのずれが聞こえ、どのずれが聞こえないか」の閾値との関係こそ、セントが実用単位として定着した理由です。実際、うなりを数えて調律する伝統的なピアノ調律も、その結果をセントで記述・検証できます。

下の部品で、自分の耳の限界を確かめてみてください。スライダーでずれをセント単位で変えると、基準のラと比較のラが順に鳴ります。20セントならすぐ分かる違いが、5セントを切るあたりから急に怪しくなります。「耳テスト」では、高くなったか低くなったかを当ててみましょう。「同時に」に切り替えると、順に聴くと分からない小さなずれでも、うなりとして耳に届くことがあります。音域を切り替えると、同じセント数でも Hz の差が大きく変わることも分かります。

⚡ 体験: セントのずれを聞き分ける
ずれ
聴き方
音域
セントのものさし−50−250+25+50±5 付近 = 聞き分けの限界同じ 10 セントを Hz に直すとA2+0.64 HzA4+2.55 HzA6+10.20 Hz
基準 440.0 Hz比較 442.55 Hz比 = 210/1200 ≈ 1.0058
耳テスト

「鳴らす」で基準のラと、それより 10 セント高いラを順に鳴らします。違いが分かったら、スライダーでずれを小さくしていき、どこで区別できなくなるかを探してください。

実務での使いどころ

現代の音楽制作でセントは日常語です。チューナーは基準ピッチ(A = 440Hzなど)からのずれをセントで表示し、シンセサイザーやサンプラーのファインチューンつまみはセント単位で動き、DAWのピッチ補正も「何セント修正したか」で管理されます。また、半音より細かい音程を体系的に使う微分音の世界では、「四分音 = 50セント」のようにセントが音程そのものの定義に使われます。ピアノ調律で高音域をわずかに高く・低音域をわずかに低く張る「オクターブ・ストレッチ」(弦の物理的性質による補正で、両端では数十セントに達します)も、セント表記のカーブとして管理されます。

注意したい落とし穴は、セントが「周波数の差」ではなく「周波数の比」の単位だということです。同じ10セントのずれでも、対応する周波数差はA4(440Hz)付近では約2.5Hz、1オクターブ下では約1.3Hzと音域によって変わります(上の部品の棒グラフがこの関係です)。Hz とセントを混同すると、チューニングの議論がかみ合わなくなります。逆に言えば、音域に依存せず「音程のずれ」だけを取り出して語れることが、セントという対数のものさしの最大の強みです。

試問

基準のラと、それを少しずらしたラを聞き比べる装置です。スライダーでずれをセント(半音を100等分した単位)で変え、音域を A2(110 Hz)・A4(440 Hz)・A6(1760 Hz)から選べます。棒グラフには、いまのずれが各音域で何 Hz の差になるかが出ます。

✦ 命題挑戦中

A4(440 Hz)で10セントずらすと、周波数の差は約 2.5 Hz。低いラ A2(110 Hz)で同じ約 2.5 Hz の差を作り、それが何セントのずれになるかを耳で確かめよ

  • 音域を低いラ A2(110 Hz)にする
  • A2 での周波数の差を約 2.5 Hz(2.2〜2.9 Hz)にする
  • その状態の2つの音を鳴らして聴く
⚡ 体験: セントのずれを聞き分ける
ずれ
聴き方
音域
セントのものさし−50−250+25+50±5 付近 = 聞き分けの限界同じ 10 セントを Hz に直すとA2+0.64 HzA4+2.55 HzA6+10.20 Hz
基準 440.0 Hz比較 442.55 Hz比 = 210/1200 ≈ 1.0058
耳テスト

「鳴らす」で基準のラと、それより 10 セント高いラを順に鳴らします。違いが分かったら、スライダーでずれを小さくしていき、どこで区別できなくなるかを探してください。