সুরের বিজ্ঞান: শব্দতরঙ্গ, ‘সা রে গা মা’-র ইতিহাস

সঙ্গীত কি শুধুই আবেগের প্রকাশ? নাকি এর পেছনে লুকিয়ে আছে বিজ্ঞান ও গণিতের কঠিন সত্য? আমরা যখন কোনো গান শুনি বা নিজে ‘সা রে গা মা’ গাই, তখন হয়তো ভাবি না যে আমাদের কানে আসা প্রতিটি সুর আসলে বাতাসে ভেসে বেড়ানো এক বিশেষ ধরনের তরঙ্গ। আজকের এই ব্লগে আমরা সুরের এই বৈজ্ঞানিক ও গাণিতিক দিকটি নিয়েই আলোচনা করবো। শব্দের পর্দা সরিয়ে আমরা দেখবো কীভাবে কম্পন সুরে রূপ নেয়, কীভাবে ‘সা রে গা মা’র জন্ম হল, এবং কীভাবে গণিত ও পদার্থবিদ্যার সূত্র সঙ্গীতের ভিত গড়ে দিয়েছে।

শব্দ তরঙ্গের বিজ্ঞান

শব্দ তরঙ্গ হল একধরনের অনুদৈর্ঘ্য যান্ত্রিক তরঙ্গ। সহজ ভাষায়, যখন কোনো বস্তু কম্পিত হয়, তখন তার চারপাশের বাতাসের কণাগুলোও কম্পিত হতে থাকে এবং এভাবেই শব্দ এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় পৌঁছে যায়। এই তরঙ্গ সঞ্চালনের জন্য মাধ্যম (কঠিন, তরল বা গ্যাসীয়) প্রয়োজন।

শব্দ তরঙ্গের কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হলো:

• কম্পাঙ্ক (Frequency): কোনো তরঙ্গের কণা প্রতি সেকেন্ডে যতবার পূর্ণ স্পন্দন সম্পন্ন করে, তাকে কম্পাঙ্ক বলে। একক হার্জ (Hz)। মানুষের কান সাধারণত ২০ Hz থেকে ২০,০০০ Hz কম্পাঙ্কের শব্দ শুনতে পারে। সুরের তার বা তীক্ষ্ণতা নির্ভর করে কম্পাঙ্কের ওপর——কম্পাঙ্ক যত বেশি, সুর তত বেশি তীক্ষ্ণ।

• তরঙ্গদৈর্ঘ্য (Wavelength): একটি পূর্ণ স্পন্দন সম্পন্ন করতে তরঙ্গ যে দূরত্ব অতিক্রম করে, তাকে তরঙ্গদৈর্ঘ্য বলে।

• তরঙ্গবেগ (Wave Velocity): একক সময়ে তরঙ্গ কত দূরত্ব অতিক্রম করে, তা হলো তরঙ্গবেগ。 তরঙ্গবেগ, কম্পাঙ্ক ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সম্পর্ক হলো v = f × λ।

• তীব্রতা (Intensity): শব্দ কতটা জোরালো, তা তরঙ্গের বিস্তারের ওপর নির্ভর করে এবং ডেসিবেল (dB) এককে মাপা হয়।

আরও মজার ব্যাপার হলো, প্রতিটি সঙ্গীতের সুর আসলে শুধু একটি বিশুদ্ধ কম্পাঙ্কের সমন্বয়ে তৈরি হয় না; এটি একটি মৌলিক কম্পাঙ্ক (fundamental frequency) ও তার পূর্ণ গুণিতক কম্পাঙ্কের (হারমোনিক্স বা সমমেল) সমষ্টি। এই মৌলিক ও গুণিতক কম্পাঙ্কের মিশ্রণই একটি বাদ্যযন্ত্র বা কণ্ঠস্বরের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য তৈরি করে।

---

‘সা রে গা মা’-র ইতিহাস

পৃথিবীর সব প্রাচীন সভ্যতাতেই সঙ্গীতের চর্চা ছিল। তবে পদ্ধতিবদ্ধ স্বরলিপির ইতিহাস শুরু হয় প্রাচীন ভারতে ও গ্রিসে প্রায় ৪৫০০-৫০০০ বছর আগে। আমাদের পরিচিত ‘সা রে গা মা পা ধা নি’ স্বরগুলোর ইতিহাস অত্যন্ত প্রাচীন।

ভারতীয় ঐতিহ্যে এই সুরের আদি উৎস হিসেবে সামবেদকে গণ্য করা হয়। তবে আধুনিক যে ‘সপ্তক’ বা ‘সরগম’ আমরা ব্যবহার করি, তার তাত্ত্বিক ভিত্তি ও নামকরণ পাওয়া যায় প্রাচীন সংগীতজ্ঞ ভরত মুনির ‘নাট্যশাস্ত্র’ এবং পরবর্তীতে শার্ঙ্গদেবের ‘সংগীত রত্নাকর’ গ্রন্থে। পণ্ডিত বিষ্ণু নারায়ণ ভাতখণ্ডে (১৮৬০-১৯৩৬) হিন্দুস্তানি শাস্ত্রীয় সঙ্গীতের প্রথম আধুনিক গ্রন্থ রচনা করেন। তিনি হাজার হাজার বিলুপ্তপ্রায় রাগ ও সুর সংরক্ষণ করেন এবং সেগুলোকে ‘সা রে গা মা’ লিপিবদ্ধ করার একটি পদ্ধতি তৈরি করেন, যা ভাতখণ্ডে স্বরলিপি পদ্ধতি নামে পরিচিত।

সরগমের ব্যবহারে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখেন আবদুল করিম খান ও আমান আলি খান। করিম খান কর্নাটকি সঙ্গীত দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে এই পদ্ধতি প্রচলন করেন। পরবর্তীতে আমান আলি খান এর ব্যবহার আরও পরিমার্জিত করে ভিন্ডিবাজার গায়কির একটি অবিচ্ছেদ্য অংশে পরিণত করেন।

• বৈদিক যুগের সূচনা: চার বেদের মধ্যে ‘সামবেদ’-এ সঙ্গীতের কথা বলা আছে। এতে ৭টি মৌলিক সুরের উল্লেখ পাওয়া যায়। প্রাথমিকভাবে ‘সা’, ‘রে’, ‘গা’——এই তিনটি সুর দিয়েই কাজ চলত।

• প্রকৃতি থেকে অনুপ্রেরণা: প্রাচীন ঋষিরা প্রকৃতি ও পশুপাখির ডাক থেকে সাতটি সুরের জন্ম দিয়েছিলেন বলে জনশ্রুতি আছে। যেমন——

  • সা (ষড়জ) - ময়ূরের ডাক থেকে

  • রে (ঋষভ) - ষাঁড়ের ডাক থেকে

  • গা (গান্ধার) - ছাগলের ডাক থেকে

  • মা (মধ্যম) - বকের ডাক থেকে

  • পা (পঞ্চম) - কোকিলের ডাক থেকে

  • ধা (ধৈবত) - ঘোড়ার ডাক থেকে

  • নি (নিষাদ) - হাতির ডাক থেকে

• ‘সর্গম’-এর বিবর্তন: এই সাতটি সুরের সংক্ষিপ্ত রূপই হলো ‘সা রে গা মা পা ধা নি’। এই স্বরলিপি পদ্ধতির নাম সর্গম (Sargam), যা ইংরেজিতে সলফেজ (Solfège) নামে পরিচিত। সা-এর পূর্ণ নাম ‘ষড়জ’——‘ষড়’ মানে ছয়, আর ‘জ’ মানে জন্মদাতা। অর্থাৎ, ‘সা’ হচ্ছে সেই সুর যা থেকে অন্য ছয়টি সুরের উদ্ভব ঘটে। উল্লেখ্য, প্রাচীন গ্রিসেও সঙ্গীত চর্চা ছিল উন্নত; তবে স্বরলিপির দিক থেকে ভারতীয় পদ্ধতি ছিল একেবারেই স্বকীয়।

এই সাতটি মৌলিক স্বরের সঙ্গে যুক্ত হয়েছে আরও পাঁচটি উপস্বর (কোমল ও তীব্র স্বর), মোট স্বরের সংখ্যা দাঁড়িয়েছে ১২টি。 এভাবেই ভারতীয় সঙ্গীতের ভিত্তি তৈরি হয়েছে।

সুতরাং, ‘সা রে গা মা’ একটি যৌথ সৃষ্টি। একে কোনো একক ব্যক্তির কৃতিত্ব বলে চিহ্নিত না করে বরং একটি ক্রমবিকাশশীল ঐতিহ্য হিসেবে দেখা উচিত। হাজার হাজার বছর ধরে এই সুরের ধারণা গড়ে উঠেছে, যেখানে ভরত মুনি রেখেছেন তাত্ত্বিক ভিত্তি, আবদুল করিম খান ও পণ্ডিত ভাতখণ্ডে দিয়েছেন আধুনিক রূপ, আর এই ধারা আজও অব্যাহত আছে।

বিভিন্ন সংস্কৃতিতে সর্গম এর প্রকাশ

একটি ‘সা’ বা ‘দো’ ধ্বনি থেকেই যে বিশ্ব সঙ্গীতের এত বিচিত্র রূপ সৃষ্টি হয়েছে, তা সত্যি বিস্ময়কর। এটাই প্রমাণ করে যে সুরের ভাষা সত্যিই সার্বজনীন——এর ভিত্তি গণিত ও পদার্থবিজ্ঞানের কঠোর নিয়মে বাঁধা, কিন্তু এর প্রকাশ প্রতিটি সংস্কৃতিতে অনন্য।

দেখুন কীভাবে বিশ্বের বিভিন্ন প্রান্তে স্বরগুলো চিহ্নিত করা হয়:

স্বর	ভারতীয়	পাশ্চাত্য	চীনা (জিয়ানপু)	জাপানি		আরবি ও পারসিক
১ম	সা (Sa)	দো (Do)	1	ハ (হা - Ha)		دو (দো - Do)
২য়	রে (Re)	রে (Re)	2	ニ (নি - Ni)		ر (রে - Re)
৩য়	গা (Ga)	মি (Mi)	3	ホ (হো - Ho)		می (মি - Mi)
৪র্থ	মা (Ma)	ফা (Fa)	4	ヘ (হে - He)		فا (ফা - Fa)
৫ম	পা (Pa)	সল (Sol/So)	5	ト (তো - To)		صول (সল - Sol)
৬ষ্ঠ	ধা (Dha)	লা (La)	6	イ (ই - I)		لا (লা - La)
৭ম	নি (Ni)	টি (Ti)	7	ロ (রো - Ro)		سی (সি - Si)

---

সঙ্গীতে গণিত: পিথাগোরাস থেকে কম্পাঙ্ক অনুপাত

সঙ্গীত ও গণিতের সম্পর্ক চিরন্তন। প্রাচীন গ্রিক দার্শনিক পিথাগোরাস প্রথম আবিষ্কার করেন যে সুরের সৌন্দর্যের পেছনে লুকিয়ে আছে গাণিতিক অনুপাত। তিনি দেখান যে একটি কম্পনশীল তারের দৈর্ঘ্য ২:১ অনুপাতে কমালে যে সুর পাওয়া যায়, তা মূল সুরের ঠিক দ্বিগুণ কম্পাঙ্কের হয়। এটাই ‘অষ্টক’ (Octave)। আর অনুপাত ৩:২ হলে তৈরি হয় ‘পঞ্চম’ (Perfect Fifth)——যা অত্যন্ত মধুর ও সঙ্গতিপূর্ণ শোনায়।

পিথাগোরাসের এই সূত্র থেকেই জন্ম নেয় পিথাগোরিয়ান টিউনিং পদ্ধতি, যেখানে শুধুমাত্র ২:১ ও ৩:২ অনুপাত ব্যবহার করে পুরো স্বরগ্রাম তৈরি করা হয়। সঙ্গীতের যে কোনো সুন্দর সুরের পেছনেই থাকে ছোটো ছোটো পূর্ণসংখ্যার অনুপাত——যেমন অষ্টকের জন্য ২:১, পঞ্চমের জন্য ৩:২, চতুর্থের জন্য ৪:৩ ইত্যাদি। ঠিক এই গাণিতিক সঙ্গতির কারণেই কিছু সুর একসাথে বাজলে আমাদের কানে ভালো লাগে।

‘সা রে গা মা’-তে গণিত: ভারতীয় সঙ্গীতেও এই একই গাণিতিক নীতি কাজ করে। নির্দিষ্ট কম্পাঙ্কের একটি মৌলিক সুর (সা) বেছে নেওয়ার পর, অন্যান্য সুরগুলোর কম্পাঙ্ক নির্ধারিত হয় ওই সুরের সাপেক্ষে বিভিন্ন অনুপাতে。 ‘সা’ ও ‘পা’ এই দুটি সুর স্থির (অচল স্বর), আর বাকি পাঁচটি সুর তাদের অবস্থানের ওপর ভিত্তি করে কখনো কোমল, কখনো শুদ্ধ বা তীব্র আকার নেয়। এই আপেক্ষিক ব্যবধানই সুরের বৈচিত্র্য ও রাগ সৃষ্টির মূল চাবিকাঠি।

---

সুর আর রঙের সম্পর্ক

মজার ব্যাপার হলো, প্রকৃতির আলো ও শব্দ——দুই-ই তরঙ্গ। বিজ্ঞানী আইজ্যাক নিউটন আলোর বর্ণালী সাতটি রঙে ভাগ করেছিলেন (বেগুনি থেকে লাল)। তিনি এই সাতটি রঙের সঙ্গে সঙ্গীতের সাতটি সুরের একটা সাদৃশ্য খুঁজে পেয়েছিলেন। যদিও এই সাদৃশ্যটি সম্পূর্ণ বৈজ্ঞানিক নয়, তবুও রঙ ও সুরের সমান্তরালতা মনুষ্য মস্তিষ্কের জন্য চিরকালের এক কৌতুহলের বিষয়।

সঙ্গীত শুধু হৃদয়ের অনুভূতি নয়, এটি মস্তিষ্ক ও প্রকৃতির সুনির্দিষ্ট নিয়মে বাঁধা এক বিস্ময়। ‘সা রে গা মা’ ধ্বনির পেছনে রয়েছে পাখির ডাক থেকে শুরু করে পিথাগোরাসের গণিত——শতাব্দী প্রাচীন এক গভীর ইতিহাস। আজকের দিনে যখন আমরা ইজি-গো দুনিয়ায় বাস করছি, হয়তো একটু থেমে চিন্তা করা উচিত——যে সুরগুলো আমাদের মন ভরায়, সেগুলোর প্রতিটিই আসলে কম্পাঙ্ক ও অনুপাতের খেলা, যা প্রকৃতি ও মানব মস্তিষ্ক যুগ যুগ ধরে একসঙ্গে বুনে চলেছে।

তাই পরের বার যখন আপনি ‘সা রে গা মা’ গাইবেন, জেনে রাখবেন——আপনি আসলে শুধু গান গাইছেন না, আপনি একটি প্রাচীন গণিতের সূত্র আওড়াচ্ছেন, আর বাতাসে ছড়িয়ে দিচ্ছেন পদার্থবিজ্ঞানের এক অপার সৌন্দর্য।