频率与音乐

“万籁”均可发声,大自然是声音缭绕的天堂。

爱尔兰小说家乔伊斯(James Joyce)在诗作《土地和空气中的琴弦》中写道:

土地和空气中的琴弦奏出美妙乐音;

琴弦鸣响在河岸旁边, 那里柳树成荫。

沿河有音乐悠扬, 因爱神在那里徜徉, 白花挂在他斗篷上, 黑叶落在他头发上。全都轻柔地弹奏, 低头把音乐欣赏, 一根根手指漫游, 在一件乐器之上。

当心情好时,你感受到大自然强劲、美妙的旋律,甚至禁不住随其歌而咏之、舞而蹈之。也有时,你对外界的一切声响都厌烦透顶。

乐音与噪音有明显的区别,但若有人问究竟有什么区别,能说出点道理却不容易。

粗略地看,乐音有明显的规律,它的频谱是分立的,泛音(谐波)频率

是基音(基波)频度的整数倍。而噪音波形杂乱,频谱是连续谱,频带相当宽。

两个声音的频率差一倍,即倍频程,就说两个音的音程差是八度。三倍频程,即三个八度,频率相差 8 倍。一个倍频程可以等音程地分成 12 份, 得到每一个等程半音,于是有如下关系:

f =f × 2( n/12)

明朝杰出律学专家朱载堉在音乐史上首次提出“新法密律”,细致表述了 12 等分律。他精确地计算出了12 2 的值,确认 12 等分律成等比级数关系。设 fo(朱是用弦长间接表示频率的)为黄钟(律名之一,相当于今日音名 C), 则 f1 为大吕(相当于#C),f2 为太簇(相当于 D),f3 为夹钟(相当于#D),⋯⋯

f11 为应钟(相当于 B),f12 为清黄(相当于 c)。如果黄钟律倍律弦长为2,则应钟律倍律弦长为

12 2=1.059 463 094 359 295 264 561 825 .

人能听到的声音范围是相当广的,但从某种意义上看又是相当有限的, 有些动物的听觉范围超出了人。音乐的频率范围则更有限。太高的音和太低的音都令人不愉快。

音乐由一系列单音组成,用单音表现旋律,并用“和声”来丰富旋律。如果两个频率之比是简单整数比,则它们同时奏响时,听起来较“和谐”, 如 1:1、1:2、5:4 和声。乐音都属于复音,即不是单一的纯音,其中包括基音(基波)和泛音(谐波)。正是复音的频谱特征决定了“音色”,不同乐器的谐波分布不同,因而音色也不同。音色的实质是,人耳朵能把复杂的振动分解成一系列简谐振动。