第三节 声学知识

振动、传声和共振

人们久已注意到振动和声的各种现象。早在战国时期，墨家就在战争中利用声学效应进行侦察。《墨子》“备穴”篇中记载了通过监听埋在地下的陶瓮中的响声，可以判断敌人挖洞攻城的位置和方向。

这种利用固体传声和气腔共振的方法，在历代一直被用于战争侦探。唐代，人们使用称为“地听”的装置。李筌在兵书《太白阴经》中记载：“地听，于城中八方穿井，各深二丈，令人头覆戴新瓮于井中坐听，则城外五百步之内有掘城道者，并闻于瓮中，辩方所远近。”①杜佑亦有记载：“地听， 于城内八方穿井，各深二丈，以新罂用薄皮裹口如鼓，使聪耳者于井中托罂而听，则去城五百步内悉知之。”②

唐代，人们还懂得消除声共振即共鸣的方法。有一个关于唐开元年间太乐令曹绍夔的故事：“洛阳有僧，房中磬子，日夜辄自鸣。僧以为怪，惧而成疾，求术士百方禁之，终不能已。曹绍夔素与僧善，夔来问疾，僧具以告。俄击斋钟，磬复作声。绍夔笑曰：‘明日设盛馔，余当为除之。’僧虽不信绍夔言，冀或有效。乃力置馔以待。绍夔食讫，出怀中错，鑢磬数处而去， 其声遂绝。僧问其所以，绍夔曰：‘此磬与钟律合，故击彼应此。’僧大喜， 其疾便愈。”①我们知道，当振动体的固有频率与周期性变化的外力的频率很接近或相等时，振动体的振幅会急剧增大，这就产生共振或共鸣现象。僧房中磬的固有频率与斋钟的振动频率很相近，因此当敲击斋钟时，磬便发生共鸣。在磬被锉过之后，质量发生了改变，因而固有频率也发生了改变，磬就不再与钟发生共鸣了。

音律学

由于文化的繁荣和中外交流的密切，乐器的制作和使用方面亦愈加精良和广泛。因此，隋唐五代时期，人们继续从理论上和实践中探讨音律学的问题，特别是关于旋宫转调的问题。隋代刘焯、五代王朴等都作出过努力。王朴的新律是在三分损益法的基础上，适当调整一个音阶内其他各律的数值， 使得清黄钟和黄钟的音高比值为二。这个方法实际上并未脱出三分损益法的框架，只是其结果在数值上与明代朱载堉的十二平均律很接近。

① 《太白阴经》卷四《战具类·守城具篇》第三十六。

② 《通典》卷一五二《兵五·守拒法附》。

① 韦绚：《刘宾客嘉话录》。又见于王说：《唐语林》卷五补遗。