La onda es una manera de transportar energía sin perturbar la materia, y la manera más fácil de comprenderlo es imaginando un movimiento serpentino donde existe un eje a través del cual se oscila hacia arriba y hacia abajo, siendo la oscilación hacia arriba del eje la cresta de la onda, y la oscilación hacia abajo: el valle. Cuando pasan estos dos movimientos se cumple el ciclo completo de la onda. Pero normalmente en la naturaleza una sola onda se descompone en otras más pequeñitas que en música suelen ser llamadas armónicos. Por lo tanto cuando escucho una nota La de frecuencia 440 Hz emitida por un violín, en realidad escucho varias frecuencias que componen esa frecuencia, pero el La de 440 Hz no deja de ser la nota que predomina como sonido fundamental. Este fenómeno se da también con todas las ondas del espectro electromagnético, o sea que lo mismo sucede con la electricidad, con las ondas de radio, microondas, con el color… Pero el color, por ejemplo, se percibe a través de la vista y su rango de frecuencias comprende los Thz que quiere decir millones de millones de ciclos por segundo. La luz blanca cuando pasa por un prisma se divide en varias frecuencias, enviando las más bajas hacia el rojo y las más altas hacia el violeta, sin embargo así como en la música, el color rojo no está formado por una sola onda sino que ésta se descompone a su vez en otras aunque percibimos solo el color rojo. Los colores son la manera como la luz se divide y conoce todas las frecuencias que la componen. De la misma manera, pero a su vez con algunos cambios, este fenómeno sucede con todas las clases de ondas que transportan información.

Ahora veamos cómo se dan los armónicos. Imaginemos una cuerda tensionada atada a ambos extremos, la cual pulsada desde un extremo hace que la energía del impacto se propague hacia el otro y cuando llegue allí rebote, y en ese reflejo la cuerda se divide en dos vientres, y luego en tres, en cuatro, en cinco… Entonces cuando llega a los dos vientres la frecuencia se duplica, luego se triplica, se cuadruplica… Así el armónico cuando se forman los dos vientres es una octava, porque es el doble de la frecuencia, el que sigue corresponde a una quinta que es el triple de la frecuencia y la mitad de una octava, el siguiente corresponde a una octava del primer armónico. Mientras la onda fundamental sucede, el primer armónico se ve incorporado en ella con dos vientres, el segundo con tres vientres, el tercero con cuatro vientres y así sucesivamente. Esa onda fundamental contiene todas esas otras ondas que se integran al mismo tiempo como divisiones dentro de ella. Además esos armónicos se dan por múltiplos enteros en un principio pero poco a poco esas cifras dejan de ser exactas y medida que los armónicos se vuelven más lejanos, el sonido se va distorsionando, se vuelve cada vez más disonante de la misma manera que a medida que se distorsiona la luz (que las partículas donde impacta comienzan a absorber más frecuencias) tendremos la total ausencia de ella con la oscuridad. Este proceso sucede como en una especie de mitosis donde al principio todo es muy simétrico y lentamente se va dañando esa simetría para dar forma a la vida. Pero no en todos los sonidos armónicos se dan siempre por números enteros, por ejemplo en las campanas se dan otro tipo de sobretonos que hace que por su interferencia parezca que el aire tiembla. Los armónicos pueden ser llamados envolventes, parciales, sobretonos o formantes y son los responsables de que podamos distinguir entre un sonido y otro aunque ambos estén emitiendo la misma frecuencia, por ejemplo entre un violín y un piano, entre una voz y otra. Son los armónicos los responsables del timbre. Lo que hace que un sonido sea único es la manera como los armónicos lo integran y conforman su espectro que constituye su marca distintiva. Hay sonidos que poseen más armónicos que otros, los que sus vibraciones se extienden mucho más lejos en el espacio-tiempo y en general conforman sonidos más agradables. Pero no solo es la cantidad de armónicos lo que diferencia el timbre sino la manera como se presentan, a veces puede destacarse más un quinto armónico y opacarse un séptimo, por ejemplo, y en cada sonido esas particularidades se dan de diferentes maneras, lo cual es el otro aspecto que hace que diferenciemos los sonidos aunque estén vibrando a la misma frecuencia, pues la manera como se presentan estos armónicos puede modificar características del sonido fundamental y por eso actualmente tenemos una técnica denominada síntesis sonora que se dedica a jugar con los envolventes de la onda para modificar las cualidades de la frecuencia fundamental. 

Desde hace algún tiempo he tenido la noción de que en los armónicos se encuentra un gran misterio del universo. Hace pocos días leí además que la música es lo que mejor explica el universo según el físico teórico Michio KaKu. Según la teoría de cuerdas si tuviéramos un supermicroscopio que pudiera ver el corazón de un electrón veríamos que no se trata de una partícula puntual sino de una pequeña cuerda vibrante, sólo parecía ser una partícula puntual porque nuestros instrumentos son demasiado rudimentarios. También afirma que la cantidad de partículas subatómicas que se encuentran cuando se divide el átomo como leptones quarks, mesones hadrones bosones… resultan de un proceso similar al musical como cuando se pulsa una cuerda en determinada parte y resulta una frecuencia, en otra parte resulta otra frecuencia, y así al pulsar cada parte se experimentan frecuencias distintas, es decir que cada partícula subatómica corresponde a una frecuencia. Lo que quiere decir que las partículas cuando van todas juntas como información en la onda son frecuencias, y cuando se les separa se convierten en partículas. ¿Las Partículas son los armónicos?

La manera como esa octava se dividió en siete sonidos de la escala diatónica occidental está relacionada con el fenómeno de los armónicos pero no se da exactamente igual sino que tiene que ver con la manera como resultan las diferentes partículas subatómicas. En este caso cuando la cuerda es pulsada en la mitad se da la octava, cuando es pulsada en 2⁄3 partes se da la quinta, en 3/4 partes se da la cuarta, que son los intervalos más consonantes, y así sucesivamente desde los intervalos más consonantes hasta los más disonantes. De ésta manera la escala musical occidental está relacionada con los armónicos aunque las frecuencias entre armónicos y escala musical no son exactas. Durante la historia se han cambiado varias veces los estándares de afinación, y en la actualidad la afinación temperada aproxima todas las notas de la escala de manera que la distancia entre tonos sea siempre la misma. Así que cuando vemos por ahí que el séptimo armónico de la nota fundamental do es la nota si bemol,  no quiere decir que ese séptimo armónico sea exactamente la nota si bemol que conocemos en la escala temperada, hay pequeñas diferencias de frecuencia entre un sonido y otro que pueden causar ligeras interferencias. Nuestra música actual es un poco desafinada respecto a los armónicos y se ha tratado desde siempre que la escala corresponda de la manera más exacta con la serie de armónicos para  que la música sea lo más natural posible, pero hasta ahora la afinación más práctica ha resultado ser la temperada. De todas maneras los armónicos, envolventes, parciales o formantes, han sustentado la manera como hemos decidido crear música, la manera como hemos elegido todas las relaciones musicales entre notas, pero también ha estado presente en todos los métodos que hemos empleado al combinar el sonido, aunque implique que se hayan utilizado de manera inconsciente como cuando decido utilizar un sonido solo porque me pareció bonito. Pero el hecho de que se encuentre determinado sonido interesante tiene que ver también con los armónicos, pues son ellos los que lo componen y le hacen ser, aunque no lo sepa, sin importar que las relaciones musicales que se han establecido con los armónicos sean lejanas o cercanas, pues de hecho a medida que avanza el tiempo se busca relacionar en la música los armónicos que están más lejos en el espectro, yendo así hacia la distorsión del sonido, pero de todas maneras haciendo un uso privilegiado de ellos, pues no existe otra manera de hacer música que estableciendo relaciones con otros sonidos que a su vez pueden conformar (ser armónico cercano o muy lejano) el sonido desde el cual nos relacionamos, con mucha presencia o poca de ellos dentro de una obra pero debe existir algún tipo de relación, pues sean armónicos cercanos o lejanos en el espectro forman parte de su naturaleza, así como la oscuridad forma parte de la luz y toma lugar en nuestra existencia. Qué agradable es poder dormir en la noche mientras  la oscuridad impera, y cuantas luminosas estrellas podemos descubrir en la inmensidad del oscuro firmamento.