Mało kto zdaje sobie sprawę, że akustyka to najstarszy znany ludzkości dział fizyki. Akustós, po grecku oznacza słyszalny, bo w początkowym okresie ludzkość interesowały tylko zjawiska słyszalne. Z istnienia drgań akustycznych, znajdujących się poza zasięgiem ludzkiej percepcji, nie zdawano sobie sprawy, choć już w starożytności niektórzy myśliciele ich istnienie przeczuwali, lub brali pod uwagę taka opcję (Boecjusz 480-520).
Pierwsze wzmianki z zakresu akustyki znajdujemy już 3000 p.n.e. w Chinach. Legenda głosi, że wtedy Huang Di (Żółty cesarz) wynalazł pismo oraz muzykę (podobno także kompas, koło garncarskie, kalendarz i kilka innych rzeczy). Stworzył też system muzyczny, oparty na 12 półtonach, a całą muzykę uporządkowano według reguł matematyki. Podstawowy dźwięk nazwano Huang czung (żółty dzwon). Był to wzorzec wszelkich miar muzycznych. Do jego określania służyła piszczałka (typu obojowego, stąd obój w dzisiejszej orkiestrze podaje dźwięk według którego stroi się instrumenty) o określonej długości. Precyzyjnie wymierzane były także odległości pomiędzy jej kolejnymi otworami bocznym.
Tworzono zaawansowane teorie, a nawet powstawały rozważania z zakresu estetyki, która była znacząco inna od naszej. Za fundamentalne dzieła uchodzą Księga muzyki (10 r. p.n.e.) i O nieobecności uczuć w muzyce (260 r. n.e.). Także strój równomiernie temperowany został w Chinach opisany przez Zhu Zaiyu, zanim pojawił się w Europie. W starożytnych Chinach przypisywano muzyce funkcje wychowawcze. Była podstawą działania i ucieleśnieniem wszelkiego porządku. Nie stanowiła przyjemności, ale metodę koordynacji świata.
Kolejne dźwięki skali pentatonicznej łączono z określonymi kolorami. Instrumenty odpowiadały stronom świata, porom roku, zjawiskom i określonym substancjom. Także chińska klasyfikacja instrumentów opierała się na materiale, z jakich instrument zrobiono. Wzorce zmieniano wraz ze zmianami politycznymi. Kolejne dynastie miały związane ze sobą dźwięki i systemy strojenia. Kontrolę nad tym sprawował sąd i ministerstwo miar, a wzorce przechowywano w skarbcu.
Chińczyków nie interesował dźwięk, a nawet akustyka jako taka, ale wzajemne oddziaływanie i zależności pomiędzy zjawiskami. Stąd powiązania dźwięku z kosmologią, astrologią, astronomią, medycyną czy filozofią. O umiejętnościach chińskich budowniczych może świadczyć konstrukcja Ściany Szeptów, nazywanej też Murem Echa (Huiyinbi). Mieści się ona kompleksie pekińskiej Świątyni Nieba (XV w.n.e). Jest to zakrzywiony mur, który powoduje odbicie i wzmocnienie dźwięków tak, że słowa wypowiedziane szeptem przy jednym jego końcu są dobrze słyszalne na drugim.
Jest też zestaw 64 brązowych dzwonów (bianzhong), odkryty w grobowcu markiza Yi z Zeng. Przy grze wymagają udziału, aż pięciu muzyków. Mają poprzeczny przekrój w kształcie migdała i są dwutonowe, a wydobyty dźwięk zależy od miejsca uderzenia. Wykonano je 2500 lat temu. Dzwony strojone są według skali 12-tonowej, w oparciu o koło kwintowe i obejmują 5 oktaw. Zestaw opatrzono zapisami muzycznym, które szczegółowo wyjaśniają relacje pomiędzy standardami tonacji Zeng, Chu i Zhou.
Pokłosiem tych doświadczeń jest pochodząca z XVI w. Świątynia Honchido w japońskim mieście Nikko. Klaśnięcie powoduje odbicia przypominające rżenie (flutterecho), co wywołuje wrażenie, że jest to dźwięk wydawany przez smoka namalowanego na ścianie świątyni. A także słynny żółty bocian (nie wiem skąd), którego skrzydła trzepoczą pod wpływem kroków odwiedzających pomieszczenie osób.
Rozwój akustyki łączymy ze starożytną Grecją, a za jej początek uważane są prace Pitagorasa z Samos (VI w. p.n.e.), który korzystając z monochordu odkrył zależność długości struny i wysokości wydobytego z niej dźwięku. Struna skrócona o połowę daje dźwięk wyższy o oktawę. Oktawa podzielona na pól daje tryton. Grecy nie wiedzieli jaka jest zależność wysokości dźwięku od naprężenia struny. Wiedziano tylko, że tej samej długości grubsza struna, daje niższy dźwięk.
Przed Pitagorasem w Sparcie pracował Terpander z Antissy na Lespos (połowa VII w. p.n.e.). Był muzykiem i poetą, twórcą siedmiostrunowej liry (kithary) i bliżej nieokreślonych innowacji w zasadach tworzenia muzyki i poezji. Żadne reprezentatywne próbki jego talentu, ani prac naukowych się nie zachowały. Trudno ocenić jego kunszt, jak i wprowadzone przez niego modyfikacje, ale wymienia się go, obok Pitagorasa i Didymosa z Aleksandrii (I w.p.n.e.) wśród twórców systemów dźwiękowych.
Po Grekach pozostały traktaty. Archytast z Tarentu (IV w. p.n.e.) pisał, że dźwięk powstaje na skutek zderzenia, a podstawą jego istnienia są drgania oraz, że są dźwięki za głośne, aby były słyszalne. Dokonał obliczeń matematycznych greckiego systemu muzycznego. Euklides z Aleksandrii (I w.p.n.e.), znany przede wszystkim, jako twórca podwalin pod geometrię, zauważył, że im większa częstotliwość drgania, tym wyższy dźwięk. W tym czasie zaczęto wykorzystywać wiedzę akustyczną w budowie amfiteatrów i w konstruowaniu instrumentów muzycznych.
Kolejną ważną dla akustyki postacią starożytną był Anicius Manlius Severinus Boethius, czyli Boecjusz, rzymski filozof, tłumacz Arystotelesa, żyjący w I w. n.e. Był także politykiem i teologiem oraz świętym kościoła katolickiego (bo zginął męczeńską śmiercią). Pochodził ze znanej rodziny arystokratycznej. Jego dziadek był prefektem Rzymu i poniósł śmierć w 454 r. n.e. razem ze znanym z powieści Teodora Parnickiego Aecjuszem.
Otrzymał gruntowne i wszechstronne wykształcenie. Był zdolnym mechanikiem. Dla króla Burgundów skonstruował zegary wodny i słoneczny. Dla króla Franków – mechanicznego lutnistę. Biegle władał greką. Przetłumaczył na łacinę muzyczne teksty Pitagorasa, astronomiczne Ptolemeusza, matematyczne Nikomacha i Euklidesa. Pisał też komentarze do tych dzieł i własne prace z wielu dziedzin. Uważał, że cały wszechświat generuje dźwięki, które są ze sobą w harmonii. Także człowiek wydaje dźwięki i one powinny być w harmonii z dźwiękami wszechświata, ale nie zawsze tak jest. W harmonii ze wszechświatem pozostaje muzyka instrumentalna i człowiek tworzy ją, aby taką harmonię uzyskać.
Według Boecjusza człowiek nie jest w stanie istnieć bez muzyki. Muzyka jest tak naturalnie zjednoczona z nami, że nie możemy się od niej uwolnić, nawet jeśli tak pożądamy. Boecjusz jest twórcą sformułowania muzyka sfer (musica mundana) i tak zatytułował jeden ze swoich traktatów. Tę muzykę usłyszał bohater Persona non grata (reż. Krzysztof Zanussi, 2005) w finale filmu. Dla mnie (bo ja, to jego słuchowe wyobrażenie, musiałam zamienić w konkret), brzmiała głosami chłopców z chóru Poznańskie słowiki, pod dyrekcją Stefana Stuligrosza. Domniemywa się, że Boecjusz muzyką sfer określał też dźwięki, których istnienie przeczuwał, a które są dla człowieka niesłyszalne. Dzisiejsza fizyka daje nam odpowiedź, że przestrzeń akustyczna jest tak naprawdę nieograniczona. Energią, która w niej rozbrzmiewa jest fala akustyczna, która nie zawsze jest słyszalna i odczuwalna przez człowieka. Nigdy nie dowiemy się, do jakich wniosków Boecjusz doszedłby dziś.
Publiusz Wergiliusz Maro (70 p.n.e. – 19 n.e.), wybitny poeta rzymski twierdził, że dźwięk to płynący prąd powietrza, a Pierre Gassendi (1592-1655), filozof i matematyk francuski, że to strumień małych niewidocznych drobin. Akustykę klasyczną zapoczątkował Galileusz (1564 – 1642), który ogłosił, że nie ma dźwięku…. gdy nie ma słuchacza. Odkrył on niezależność częstotliwości drgań od zmian amplitudy. Zasadę tę, nazywaną izochronizmem wykorzystał do pomiaru czasu. Korzystając z niej Huygens zbudował pierwszy zegar wahadłowy. Żyjący w tym samym czasie Marin Mersenne ustalił długość wahadła sekundowego i jako pierwszy zmierzył prędkość dźwięku w powietrzu. Wyszło mu 488 m/s, czyli pomylił się o ponad 150 m/s, ale od czegoś trzeba zacząć. W tym czasie, co ważne, ugruntował się pogląd, że do rozchodzenia się dźwięku potrzebny jest ośrodek materialny.
Odkrywcą natury dźwięku jest Izaak Newton (1642-1727), który zauważył, że fala akustyczna to szybkie zmiany ciśnienia i drgania powietrza. W praktyce drgania proste występują rzadko i jest to właściwie pojęcie teoretyczne. Ciała sprężyste drgają jednocześnie w kilku kierunkach, z różną częstotliwością i z różną amplitudą. Badał to szwajcarski matematyk Daniel Bernoulli (1700-1782), a w 1822 r. udowodnił Jean Baptiste Joseph Fourier (1768-1830). Każda funkcja okresowa jest sumą składowych funkcji harmonicznych. Taką kombinację stanowią wszystkie dźwięki występujące w przyrodzie.
Pierwsze prace z zakresu teoretycznych opisów zjawisk akustycznych zapoczątkował John William Strutt 3 baron Rayleigh (1842 – 1919). Zajmował się też fizyką doświadczalną. Otrzymał nagrodę Nobla z fizyki w 1904 r., a jego podręcznik Teoria dźwięku z 1877 r. nadal pozostaje w użyciu. Badał reakcję kierunkową na dźwięk na podstawie różnicy faz pomiędzy wskazaniami obu uszu. Jego prace kontynuował syn Rober John (1875 – 1947), także znany fizyk i 4 baron Rayleigh. Dalszy rozwój badań akustycznych to przełom XIX i XX w. Wtedy też zaczęły wyodrębniać się kolejne działy tej nauki: akustyka muzyczna, fizjologiczna, psychologiczna. Wtedy pojawili się też kolejni uczeni, których nazwiskami nazywane są znane dziś i opisane zjawiska, prawa, reguły. Na pewno do takich wybitnych postaci należą:
Herman L.F. von Helmholtz (1821 – 1894), niemiecki lekarz, fizjolog, filozof i fizyk, któremu zawdzięczamy rezonator Helmholtza.
Carl Strumpf (1848 – 1936), niemiecki muzykolog i psycholog, twórca teorii topliwości dźwięku, wyjaśniającej istotę konsonansu w muzyce.
Georg von Békésy (1899 – 1972), węgierski fizyk i fizjolog, autor teorii działania zmysłu słuchu (teoria wędrującej fali), która przyczyniła się do rozwoju badań nad budową ucha środkowego. Obalała poprzednią teorię (Helmholtza) mówiącą o wibrujących strunach słuchowych. Obecnie także jest już nieaktualna. Zastąpiła ją teoria rezonansu komórkowego. W 1961 r. otrzymał nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny, za badania nad słuchem.
Eberhard Zwicker (1924 – 1990), niemiecki akustyk i elektroakustyk. Opracował metodę obliczania głośności. Odkrył złudzenie słuchowe, nazywane tonem Zwickera. Razem z Richardem Feldtkelleram jest autorem podstawowej dla psychoakustyki pracy: Ucho, jako odbiorca wiadomości.
