Menubalk Luister Luister
 

update: 7 December, 2009

 

Terug naar historie

 

Doorslaande tongen 1

Doorslaande tongen 2

Prof. dr. Christian Ahrens

"Zur frühgeschichte der Instrumente mit Durchschlagzungen in Europa"
(see: doorslaande tongen 3):

Doorslaande tongen 3

 

Kratzenstein

 

Prof. dr. Curt Sachs

Zur Frühgeschichte der durschschlagende Zunge

 

 

Geraadpleegde literatuur:

 

Links naar bronnen

 

 

 

 

 

Christian Gottlieb Kratzenstein

*  30-01-1723 in Wernigerode (Duitsland)
†  06-07-1795 in Frederiksberg (Denemarken) (Duits Biografisch woordenboek geeft hier 07-07-1795)


Christian Gottlieb Kratzenstein is in bijbelse termen de "Jozef", de een na laatste zoon van het gezin. Zijn vader Thomas Andreas Kratzenstein is leraar aan het lyceum in Wernigerode, de geboortestad van Kratzenstein. Het stadje ligt aan de noordelijke rand van het Harz gebergte - en valt onder het bestuur van het grafelijk geslacht “Zu Stolberg”.
Christian volgt een opleiding aan het plaatselijke lyceum waar hij dus ook les krijgt van zijn vader. Al vroeg in zijn leven raakt hij geïnteresseerd in natuurkunde. Hij doet experimenten met de Elektriseermachine voor Graaf Heinrich Ernst zu Stolberg.

Aansluitend aan zijn opleiding aan het lyceum gaat hij natuurkunde studeren aan de universiteit van Halle. Daar behaalt hij in 1746 zijn doctoraal examen en promoveert aan deze universiteit. Hij wordt na zijn promotie aangesteld aan dezelfde universiteit als docent Geneeskunde en Natuurkunde.

Als hij in 1748, dus nauwelijks twee jaar later, gevraagd wordt door de Academie van Wetenschappen in St. Petersburg (Rusland) vertrekt hij uit Halle. In St. Petersburg blijft hij tot 1753 als hoogleraar in de Wiskunde en Mechanica. Hij vertrekt uit St. Petersburg als hij gevraagd wordt voor het professoraat in Kopenhagen als hoogleraar experimentele fysica. Zijn carrière in Kopenhagen duurt 33 jaar.

Inmiddels is Kratzenstein het blijkbaar zat om altijd alleen maar wetenschap te bedrijven.

Hij treedt al snel na zijn aankomst in Kopenhagen in 1754 in het huwelijk met Anne Margrethe Hagen (1734-1783). Het Biografisch Woordenboek zwijgt over haar doodsoorzaak, maar gezien de geboorte van een zoon in dat jaar, lijkt een relatie met de geboorte voor de handliggend. In 1783 wordt hun zoon Christian Gottlieb jr. geboren. In 1784 treedt CGK sr. dan in het huwelijk met Anna Maria Thuun afkomstig uit Hamburg.

Zoon Christian Gottlieb Kratzenstein jr. huwt met Augusta Luise Stub. Hij wijzigt zijn naam dan in Kratzenstein-Stub. Hij wordt een redelijk bekend schilder van historische werken. Hiernaast een een voorbeeld van zijn werk.

Prinses Juliana van Denemarken
 
Prinses Juliana van Denemarken C.G. Kratzenstein-Stub (1783-1816)


Eenmaal gepensioneerd, blijft hij in Denemarken om daar zijn levensavond door te brengen. In 1795 overkomt Kratzenstein een allesvernietigende ramp. De stad Kopenhagen wordt getroffen door een grote brand. Daarbij gaat zijn omvangrijke verzameling instrumenten en handschriften verloren.
Slechts een maand na de brand overlijdt hij in Frederiksberg, toen nog een stadje buiten Kopenhagen, nu - als nog steeds zelfstandige stad - volledig omringd door Kopenhagen.

Kratzenstein werd begraven in de St. Petri kerk, de Evangelisch Lutherse kerk voor de Duitsers in Kopenhagen.

Zijn werk

In 1780 doet hij vanwege een prijsvraag - uitgeschreven door zijn voormalige werkgever, de Academie van Wetenschappen in St. St. Petersburg - een onderzoek naar de mogelijkheden om met behulp van een machine de klank van de klinkers in de menselijke taal te imiteren. In de literatuur wordt vaak verwezen naar de de foute aanduiding "spraakmachine', maar Kratzenstein zocht geen mogelijkheid om spraak te imiteren, hij richtte zich alleen op de klanken van klinkers. (De verwarring over een 'spraakmachine' is wel verklaarbaar, kort na Kratzenstein is in Duitsland gepoogd een "Sprachmachine" te bouwen, waarvoor zelfs een patent is verleend. Het enig nagebouwde exemplaar op basis van dit patent heeft echter tot op heden nog nooit gewerkt.

Kratzenstein neemt zijn vertrekpunt bij het idee van de tongwerken in orgels, met name het register Vox Humana. Deze orgelregisters zijn dan, dat spreekt vanzelf, nog van het opslaande type. Hij is echter niet tevreden met de klank van de opslaande tongen. Ze "schnarren" hem te veel. (Voor de orgelliefhebbende lezers: Hier komt dus het in Scandinavië soms nog genoemde "Schnarrverk" vandaan, de verzamelde tongwerken. )

Hij slaagt in zijn aanpak, en weet een machine te construeren op basis van doorslaande tongen, waarmee inderdaad succesvol de vijf klinkers a, e,i, o en u, zijn na te bootsen. Hij ontvangt dan ook zijn prijs. Al vóór de prijsuitreiking gaat hij de samenwerking aan met orgelbouwers. Zijn project krijgt dan een (door hem) niet gezocht vervolg: Zijn ontwerp van de doorslaande tong, door ons nu aangeduid met ‘het europese model’ wordt toegepast in de orgelbouw, en later in accordeons, harmonica's en harmoniums. In de orgelbouw kennen we deze als ‘doorslaande tongwerken’.

 

Een wetenschappelijke benadering

© Sami Lemmetty 1999, (vertaling/bewerking 2008 Frans van der Grijn)

De eerste pogingen om spraak na te bootsen met behulp van een machine vonden al ruim 200 jaar geleden plaats. (Flanagan 1972, Flanagan et al 1973). In 1779 is het Christian Gottlieb Kratzenstein, op dat moment professor in St. Petersburg,  die onderzoek doet naar de fysiologische verschillen tussen de vijf lange klinkers. (Lang in tegenstelling tot de kort uitgesproken klinkers, die geheel anders klinken). En hij kwam na uitvoerig experimenteren met zijn klankmachine, waar als gezegd meestal foutief naar wordt verwezen als een “spraakmachine”.

Kratzenstein ontwierp een aantal acoustische resonatoren, voor elke lange klinker één, zoals getoond in de afbeeldingen. Schroeder 1993 geeft een afbeelding van deze resonatoren. Conform de tekst van Cater (fig. 3.) is de tong aangebracht in de voet van de pijp.

Kratzenstein tong Kratzenstein resonatoren

Hierboven:
Fig. 2.1. Kratzenstein's resonators (Schroeder 1993)

Deze materie komt op de pagina "Orgelregisters" meer uitgebreid aan de orde.

Kratzenstein 2

Hierboven:

Fig. 3: Kratztenstein's resonators for synthesis of vowel sounds. The resonators are actuated by blowing through a free, vibrating reed into the lower end.

John P. Cater, "Electronically Speaking: Computer Speech Generation",
Howard M. Sams & Co., 1983, 72.

http://www.haskins.yale.edu/featured/heads/SIMULACRA/kratzenstein.html

 

De tongvorm zoals Kratzenstein ontwikkelde voor zijn project. Fig. 1 laat de tong zien zoals hij deze ontwikkelde. De afbeelding stamt uit zijn tractaat waarin hij zijn uitvinding uitlegt en verdedigt voor de Academie van St. Petersburg.

 

 

Enkele jaren later, Wenen 1791, komt Wolfgang van Kempen met zijn uitvinding van de Acoustisch Mechanische Spraak Machine, die in staat zou zijn geweest om enkelvoudige en samengestelde klanken te procuceren.  Feitelijk begon Von Kempelen zijn onderzoek eerder dan Kratzenstein, om precies te zijn in 1769. Na ruim 20 jaar deze materie bestudeerd te hebben schrijft hij een boek waarin hij zijn onderzoek beschrijft. Uit dit boek blijkt dat het gaat om een balg, een druk-kamer waarin een tong gemonteerd is. Nog niet duidelijk is of het om een doorslaande danwel een opslaande tong betrof.

Door de lederen slang aan de uitlaatzijde met de hand te manipuleren qua vorm konden de verschillende klinkers geproduceerd worden. Ook konden de medeklinkers (consonanten) tot klinken gebracht worden door middel van vier verschillende uitgangen die met de vingers bediend werden. Voor de plof-letters ( p en b.) ontwierp hij een weer ander mechanisme, voorzien van een tong en lippen (die gesloten zijn bij de aanvang van de aanspraak van deze twee letters).

Zijn studie bracht Von Kempelen tot de conclusie  dat ('the vocal tract') het vocale traject tussen de stembanden en de lippen de kern vormen van de acoustische articulatie. Met deze conclusie gooide hij de bestaande wetenschap op dit punt overhoop, immers voor die tijd dacht men dat alléén de larynx  (het strottehoofd) de acoustische articulatie bepaalde.
Von Kempelen kreeg ook negatieve kritiek. En het toch wel curieuze feit dat hij zijn spraakmachine presenteerde in de vorm van een sprekende schaakmachine – waarvan de technische constructie altijd onbekend is gebleven en tot op heden niet opgehelderd – maakte dat hij ook niet serieus genomen werd met zijn 'spraakmachine'. (Flanagan 1973 / Schroeder 1993)

In de dertiger jaren van de 19e eeuw construeerde Charles Wheatstone een eigen variant of editie van Von Kempelens spraakmachine. Het is deze versie die we hieronder zien in de afbeelding. Wheatstone heeft er verbeteringen in aangebracht en het geheel was meer gecompliceerd geworden. Deze editie kon alle klinkers en bijna alle consonanten (medeklinkers) produceren. En van deze versie weten we – in tegenstelling tot de von Kempelen versie – dat de klankbron een doorslaande tong is. In deze versie konden ook de nasale klanken nagebootst worden, waarbij de tong in de machine zorgde voor de nodige turbulentie.

Wheatstone's speech machine

Fig. 2.2. Wheatstone's reconstruction of von Kempelen's speaking machine (Flanagan 1972)

Lemmetty merkt in zijn werk al op dat niet zeker is of de constructie van Wheatstone voorzien is van een opslaande - of doorslaande tong is voorzien. De tekening zoals Flanagan deze heeft, wijst overduidelijk op een opslaande tong. We mogen toch wel aannemen dat een tekening niet zover afwijkt bij het maken van een reconstructie, dat er een totaal verkeerde tong wordt getekend in de schets.

 

Het was vervolgens Willis die in 1838 (Schroeder 1993) die een verband vond tussen de formanten en de vorm van het “vocal tract” . Daarvoor experimenteerde hij met diverse resonator vormen als bijvoorbeeld orgelpijpen. Hij ontdekte ook dat de kwaliteit van de klinker niet beïnvloedt werd door de diameter, maar uitsluitend door de lengte van de pijp.

 

Bron:
Sami Lemmetty, MSc. (EE), doctoraalscriptie
Helsinki University of Technology
(Laboratory of Acoustics and Audio Signal Processing).
http://www.acoustics.hut.fi/~slemmett/ (op deze link leest u de scriptie (Acrobat, downloadbaar)

 

Literatuurverwijzingen bij Lemmety:

Flanagan J. (1972). Speech Analysis, Synthesis, and Perception.
Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York.
Flanagan J., Rabiner L. (Editors) (1973). Speech Synthesis. Dowden,
Hutchinson & Ross, Inc., Pennsylvania.
Klatt D. (1987) Review of Text-to-Speech Conversion for English.
Journal of the
Acoustical Society of America, JASA vol. 82 (3), pp.737-793.
Schroeder M. (1993). A Brief History of Synthetic Speech.
Speech Communication
vol. 13, pp. 231-237.


Titelpagina Lemmety

 

Naar boven