Domanda interessante, anche se la mia risposta potrebbe essere più storica di quanto vorresti ;-)

Una risposta è che ti dà tutte le note della scala diatonica sui tasti bianchi, quindi trasponendo in Do maggiore puoi suonare qualsiasi melodia in tonalità maggiore che non modula usando solo i tasti bianchi.

Un altro modo per dirlo: supponi di lavorare nel nostro sistema musicale, che ha dodici toni temperamento equabile come "sistema" di fondo, ma all'interno di questo la scala diatonica maggiore è l'insieme di altezze più comunemente usato. Quindi supponi di voler avere una particolare scala diatonica facile da suonare e di mettere le altre altezze su tasti più difficili da raggiungere. Sottrai le altezze diatoniche C -...- B dall'insieme di tutte e dodici le altezze e sarai lasciato con C # / Db, D # / Eb, F # / Gb, G # / Ab e A # / Bb. Metti questi "tra" i tasti diatonici, nel giusto ordine nella scala cromatica, e hai qualcosa di molto vicino alla tastiera del pianoforte standard. (Non puoi aggiungere altri "mezzi passi" tra E e F, o tra B e C, senza espandere l'accordatura oltre il temperamento equabile a 12 toni).

Wikipedia e Grove Music online (solo abbonati, sfortunatamente) notano che le tastiere originali dell'organo (XIII secolo) avevano solo le altezze della scala di Do maggiore, più il Si bemolle, perché ciò costituiva più o meno l'intera risorsa di intonazione della musica religiosa cantato in quel momento (e gli strumenti sarebbero stati usati solo per accompagnare la musica cantata - almeno in chiesa). Su quelle tastiere si e si bemolle erano entrambi "tasti bianchi", senza alcun "tasto nero". Il primo organo sopravvissuto con una tastiera completamente cromatica, della fine del XIV secolo, ha ancora il si bemolle come chiave "diatonica" / "bianca".

Immagino che man mano che la musica per tastiera si è sviluppata come un genere a sé stante, è diventato molto più utile essere in grado di suonare sequenze veloci nella scala maggiore: molte delle prime musiche per tastiera sono basate su brani di musica vocale esistenti di ornamenti veloci, dal suono "improvvisato". Almeno all'inizio, le note cromatiche sarebbero state ampiamente utilizzate negli accordi, non nelle scale, quindi sarebbe un compromesso accettabile avere quelle chiavi più difficili da ottenere in cambio della possibilità di suonare rapidamente la scala principale. Anche un po 'più tardi, intorno al 1600, ci sono brani scritti in sol maggiore o fa maggiore, ma dove tutti i bit veloci ignorano i diesis o bemolle e usano solo i tasti diatonici: era più facile suonare scale veloci sui tasti "bianchi" con la tecnica utilizzata.

Infine, vale la pena notare che le persone hanno spesso costruito tastiere con più di dodici toni per ottava. Nel XVI secolo era comune avere il tasto Mib / Re # "diviso", con la metà anteriore che suonava una delle due altezze (Mib) e l'altra metà posteriore (Re #). Questo è stato fatto da persone che apprezzavano avere note cromatiche perfettamente accordate rispetto alla possibilità di navigare facilmente su tutte le scale ad alta velocità. L'estremo di questo modo di pensare, pre-XX secolo, è probabilmente l'Archicembalo del 1555, che ha 36 tasti d'ottava! E i musicisti microtonali del 20 ° e 21 ° secolo hanno fatto molte cose simili. C'è una bella introduzione a diversi sistemi di ottimizzazione sia storici che moderni nella pagina di Kyle Gann.

La scala diatonica, così come la scala cromatica a 12 toni, sono entrambi sottoprodotti di armonici. Se si esamina la serie armonica, le prime sei altezze create da un tono fondamentale (iniziale) delineano un accordo maggiore. Arnold Schoenberg entra nei dettagli di questo argomento nel suo libro The Theory of Harmony.

Le altezze di una scala diatonica suonate insieme sono generalmente considerate consonanze , mentre le note cromatiche introdotte in questa scala sarebbero considerate dissonanze. Schoenberg postula che tutte le note creino consonanza, riferendosi alle note cromatiche come una consonanza più distante.

Se continui a seguire gli intervalli, dalla nona nota della serie hai un contorno della scala maggiore. Le note che non abbiamo sono i gradi quarto, sesto e settimo della scala. Questi toni sono tutti in qualche modo sensibili. Il quarto e il settimo grado suonati insieme formano un tritono; che, per gran parte della storia della musica, è stato chiamato "El Diablo" (Lo studio del contrappunto di Johann Fux fa un riferimento divertente) e completamente escluso dalla composizione. Il sesto grado della scala è la radice del scala minore relativa, rendendola sensibile e anche una consonanza un po 'distante.

Tutto questo per dire che la scala diatonica soddisfa l'orecchio creando consonanze, oltre che risoluzione di dissonanze, in rapporti più perfetti che sono tradizionalmente piacevole dal punto di vista acustico. L'arrangiamento del pianoforte, così come molti altri concetti musicali, può essere attribuito alla serie di armonici e al suo effetto sul modo in cui percepiamo la musica.

Non c'è niente di "ottimale" sulla tastiera. Non tutti gli accordi o le melodie sono i più facili da suonare usando solo i tasti bianchi, anche se sono puramente diatonici (potrebbero essere trasposti in Do maggiore).

Si può considerare come una virtù della tastiera il fatto che la trasposizione su tasti diversi porta a diteggiature diverse. Una tastiera cromatica "sembrerebbe" la stessa in qualsiasi tonalità. Pertanto, la trasposizione sarebbe intellettualmente e fisicamente facile; tuttavia, mancherebbero anche sorprese, come portare qualche figura "sotto mano", rendendola più facile.

Fondamentalmente la tastiera ha queste parti: c'è la scala diatonica rappresentata ingenuamente da una fila di tasti di uguali dimensioni. Questi sono sufficientemente larghi da ospitare dita umane di vari spessori, in modo che un tasto possa essere colpito con sicurezza senza colpire i tasti adiacenti e senza un posizionamento ridicolmente preciso. Tra queste chiavi sono inserite chiavi aggiuntive, di costruzione snella, che arretrano verso il pannello posteriore, in modo da non ostruire le chiavi diatoniche. Questi tasti forniscono l'accesso ai semitoni che sono omessi dai modi diatonici, consentendo la cromaticità e la modulazione. Anche questi tasti sono equidistanti, ma le loro superfici sono più piccole. Ciò si traduce in una spaziatura più efficace tra di loro, consentendo variazioni nella diteggiatura.

Cosa c'è di ottimale in questo layout che i musicisti hanno mantenuto per così tanto tempo?

• Condensa la portata. I semitoni della scala cromatica sono in realtà ravvicinati consentendo una buona portata. Puoi vedere quanto sono vicini i semitoni coprendo la tastiera in modo da vedere solo i tasti neri e le sezioni dei tasti bianchi tra di loro. La tastiera crea l'illusione della larghezza, poiché la separazione in cinque tasti neri e sette tasti bianchi crea più spazio per le dita.
• Crea forme geometriche. Scale e accordi sulla tastiera del pianoforte hanno forme particolari, che sono qualcosa come le forme geometriche di uno strumento a corda con una tastiera o una tastiera. Questi aiutano nella diteggiatura e nella memoria.
• Le miscele diatoniche di tasti bianchi e neri, indipendentemente dalla tonalità, hanno una spaziatura più o meno uniforme. Ad esempio, le terzine diatoniche ascendenti in qualsiasi modalità, a partire da qualsiasi tasto, sono facili da suonare con tre dita adiacenti. (Contrasta questo con la diteggiatura di più note diatoniche su una corda di violino, dove le dita devono conformarsi esattamente all'irregolarità del tono e delle spaziature dei semitoni.)
• Diteggiature in cui il pollice e il mignolo sono accoppiati a tasti bianchi e alcune delle altre dita suonano tasti neri, seguono bene la curvatura delle punte delle dita rilassate.
• Diteggiature apparentemente strane possono essere efficaci. Ad esempio, ho una diteggiatura in un pezzo di Bach in cui il mio mignolo sinistro suona un tasto bianco, immediatamente seguito dall'anulare che suona il successivo tasto nero inferiore ! Il fatto che la chiave nera sia sollevata, insieme al mio anulare che ha una portata più lunga, rende possibile questa diteggiatura invertita. Estendi la mano sinistra, palmo verso il basso e incrocia l'anulare sul mignolo mentre punti in avanti con l'indice. Vedrai che i polpastrelli dell'anulare e del mignolo sono in grado di premere un tasto nero a sinistra di un tasto bianco.

Quindi, in poche parole, la tastiera del pianoforte è ingegnoso in molti modi, il che potrebbe spiegare perché resiste a essere sostituito da qualcos'altro.

L'ottimalità della scala musicale a dodici toni spiega perché abbiamo (7 + 5) chiavi in ​​un'ottava.

I 7 tasti bianchi formano la scala diatonica che è almeno 9000 anni!

I 5 tasti neri formano la scala pentatonica e anche questa scala è onnipresente.

La matematica mostra che queste scale si distinguono se insistiamo per avere i rapporti di frequenza 2: 1 e 3: 2 nella scala.

Questo frammento su B e B ♭ nelle tastiere precedenti mi aiuta a capire perché la musica tedesca usa la lettera H. Immagino che l'uso di A, B, C, D, E, F, G e H dia la possibilità di suonare in C maj e F mag. Così si potrebbe modulare un po '.

Ci sono molte opinioni qui che giustificano il layout della tastiera in termini di possibilità di trovare note al tocco. Due osservazioni su questo: per qualsiasi tipo di esecuzione seria, non ci sarà tempo per brancolare sulla tastiera.

Per un altro, cose come le fisarmoniche a bottoni cromatiche non offrono "trova la scala diatonica" aiuto. Mentre alcuni strumenti usano una superficie diversa per le note selezionate (C, D, G sulla mia, ma anche in analogia con il lato del basso C, E, A ♭ è comune), molti strumenti sono totalmente uniformi nel loro lato destro e si affidano sulle capacità di riposizionamento del giocatore. E non credo che questo sia molto diverso da come la tastiera di un pianoforte viene suonata da musicisti esperti. Dopotutto, chitarre, violini e altri strumenti non hanno una tastiera con motivi per cavarsela.

È abbastanza ovvio che una tastiera avrebbe potuto essere disposta con tutti i tasti bianchi, ma ciò toglierebbe un grande vantaggio dall'arrangiamento bianco / nero: essere in grado di concentrarsi sulla lettura della tua musica ed essere in grado di sentire la tua posizione con le tue dita. Ti sei mai chiesto perché ci sono così tanti accordatori di pianoforte ciechi? Un pianista può chiudere gli occhi e identificare ogni singolo tasto sulla tastiera da dove si trova in relazione al gruppo di 3 tasti neri e ai 2 tasti neri raggruppati. Ad esempio, hai due punti sulla tastiera dove c'è un tasto bianco direttamente a destra di un altro tasto bianco (C e F). Puoi distinguerli perché il F ha un gruppo di 3 tasti neri alla sua destra, mentre il C ha un gruppo di 2 tasti neri alla sua destra. Tutte le 88 chiavi possono essere identificate in modo univoco dalla loro posizione. La tonalità di Do maggiore sui tasti bianchi è l'unica disposizione che rende tutti i tasti unici in modo che possano essere identificati esclusivamente al tocco. Altri accordi producono ambiguità.

I 5 tasti neri dividono i 5 toni interi all'interno del registro musicale naturale A B C D E F G più Octave A, che è Diatonic A Natural Minor (5 toni interi e 2 mezzi toni). Si noti che da B a C e da E a F non hanno tasti neri tra loro perché sono già mezzi toni. Questo crea una tastiera che è una successione di 12 mezzi toni che si ripetono.

I tasti bianchi rappresentano la scala diatonica (5 gradini interi e 2 mezzi gradini) che gli europei occidentali hanno ereditato dagli antichi greci. Il Greater Perfect System comprende le altezze naturali che chiamiamo da A2 ad A4, riflettendo la gamma cantabile da baritoni e tenori maschili. Quando a queste altezze furono assegnati nomi di lettere per la prima volta nel VI secolo EV, il più basso era chiamato "A", il successivo, "B" e così via, fino a "O". Successivamente, il principio dell'equivalenza delle ottave è stato sfruttato per ridurli a una sequenza ripetitiva di A-G.

Ulteriori mezzi passi furono aggiunti nei secoli successivi mentre l'armonia dell'Europa occidentale si sviluppava e maturava. Erano rappresentati da tasti corti e rialzati incuneati tra i tasti bianchi esistenti che erano a un intero passo l'uno dall'altro. In questo modo, la spaziatura dei tasti bianchi è stata preservata in modo che gli strumenti potessero essere adattati e i musicisti non dovevano imparare una tastiera completamente nuova.

Per inciso, la scala maggiore non godeva di uno status speciale con la Greci e non costituivano la base del loro sistema. La scala maggiore si verifica a partire dalla terza tonalità naturale e, quindi, la nostra scala maggiore in chiave bianca inizia su C.

metti il ​​1 ° dito della mano destra sul MI e il 5 ° dito della stessa mano sul C successivo e vedrai perché.

EDIT: Ok, svilupperò la risposta. Se noti la distanza tra l'inizio dei tasti bianchi e l'inizio dei tasti neri, è più o meno la distanza tra la punta del pollice e l'indice.

Questa distanza non è stata scelta a caso, si adatta all'anatomia della mano È meglio visto come ho descritto per la prima volta, con il tuo 1 ° dito su E e 5 ° su C, puoi vedere che le altre dita (2, 3 e 4) sono naturalmente posizionate su F #, G # e A #.

E poi mi chiedi, ma che dire dell'altro gruppo di due tasti neri sull'ottava (C # e D #)? Se l'adattamento è allo stesso modo, ma ora con solo due dita a tua scelta.

Bene, allora perché i tasti bianchi sono stati scelti per essere i "tasti bianchi"? È perché forniscono la scala diatonica su C , che è la scala più "naturale".

Se dai un'occhiata alla diteggiatura proposta per la maggior parte delle canzoni, vedrai che cerca di evitare di posizionare il pollice su un tasto nero, perché non si adatta bene.

Con questo layout, è possibile ridurre al minimo la distanza orizzontale tra i tasti, consentendo di raggiungere facilmente grandi intervalli (ottave) senza compromettere il fattore comfort di suonare intervalli più piccoli (anche riduce al minimo il tempo di viaggio tra le chiavi senza compromettere il fattore comfort).

Questo layout risale a prima del XV secolo, se la mia memoria non viene a mancare. (non citarmi su quello) A mio modesto parere, è il layout più logico, ed è per questo che è sopravvissuto per secoli. Hai anche alcune tastiere telegrafiche che stampano lettere che seguono la stessa strategia.

Mi dispiace per la mancanza di spiegazioni nella prima risposta.

Ho sempre pensato che la configurazione del pianoforte fosse strana. Sono un chitarrista di professione, ma ho deciso che avrei almeno capito come funzionava il pianoforte e avrei familiarizzato con la struttura. Ho stabilito che sarebbe molto meglio alzare le aree tra i tasti neri (cioè i tasti bianchi ma la parte tra i tasti neri) per avere la stessa altezza dei tasti neri, ma lasciare l'altra parte del tasto bianco lo stesso (la parte più grande non tra i tasti neri). Queste aree bianche sono abbassate ed è solo molto scomodo da giocare.

Pensa a come sarebbe se ci fossero i normali tasti bianchi e poi l'area con i tasti neri fosse una fila uniforme di mezzi passi. Sarebbe glorioso e tutto ciò che dovresti fare sarebbe riempire quelle lacune con del materiale, come il nastro per stratificazione e poi tagliarlo per adattarlo. Quindi tutto ciò che dovresti fare è imparare una forma universale e trovare la tua nota fondamentale e questo è tutto ciò di cui hai bisogno rispetto alle forme individuali per ogni chiave. Se vuoi usare normalmente i tasti bianchi, puoi farlo perché sono ancora lì.

La mia scuola di pensiero su questo deriva dall'uso dell'accordatura EADGCF sulla chitarra, dove le corde sono accordate in quarta come in contrasto con l'accordatura standard della chitarra che è centrata sul blocco del dito. Mi sento come se il pianoforte standard fosse molto simile all'accordatura della chitarra standard. Ha senso se sei bloccato qualche secolo fa, ma oggigiorno entrambe queste cose sono obsolete. EADGCF è molto più facile mentalmente, richiede solo un po 'più di finezza fisicamente perché le note delle due corde superiori vengono spostate indietro di mezzo passo, quindi devi avere una "barra curva" per eseguire accordi di 6 note. Preferisco di gran lunga il layout facile mentalmente che è significativamente più facile per arpeggi e accordi jazz.