03 和諧之聲 Sounds in Harmony
音符是什麽
“音調”(tone)和“音符”(note)[1]這兩個詞分別反映了聲音的主客觀性質，音調是具有特定頻率的聲波，音符是其給人留下的主觀印象，對應特定音高。
除了音高，一個音符還具有時值、響度和音色等特征。音色是迄今為止識別樂器最重要的特征，也是情感內容的主要載體。實際上，由於音色極為複雜，它與其他特征相比有明顯區別。這有點像根據性別、身高、體重和指紋來定義一個人，前三個參數都可以明確到某項具體值，但是對一個人指紋的完整描述是非常複雜和多維的。同樣，隻有音色是特定的樂器或人所特有的特征，所以它是大腦用來識別聲音唯一性的東西。
指紋偵探沒有這種擔憂，但對大腦來說音色是個問題。音色是一種動態特性，也就是說，它會隨著時間而改變。鐃鈸、鋼琴或鼓的音色從開始到結束都有很大的變化(這種變化稱為流)。特定樂器或揚聲器的音質也會隨著音調和響度而改變。例如，大提琴的高音與低音相比有著不同的音質，同樣的一個字吼出來和講出來相比並不僅僅是聲音大了一些，而一個男高音歌唱家在唱出他能達到的最高音時比唱低音聽起來更單薄。幸運的是，我們可以依靠高度進化的聽力，專注於聲源發出的第一個聲音，從而理解這一切。
史前議程
我們對音樂的欣賞和我們對噪聲的厭惡可能源於進化的壓力，這種壓力塑造了我們遠祖的聽覺係統。他們聽到聲音之後的首要任務是識別它，且沒有時間去糾結。弓箭弦的響聲、雪崩的隆隆聲、正在接近的滾滾蹄聲或蛇發出的噝噝聲，隻有在聽者反應迅速的情況下才是有利的聲音，因此聽覺係統將其分析能力集中在聽到聲音的最初時刻。這就產生了一個令人驚訝的結果，即一件樂器在最初幾秒內發出“突發”聲，盡管通常是不和諧的，聽起來也不像樂器的“穩態”聲，但正是“突發”聲使我們能夠識別出那件樂器是什麽。一段經過編輯，刪除了所有突發聲音的錄音音樂聽起來很奇怪，我們很難識別出發聲樂器。多年來，這一事實阻礙了人們製做更符合聽覺規律的樂器。
通常情況下，樂器，甚至樂曲都能在一秒內被辨認出來。曾經有一個相當受歡迎的電台(後來又上了電視)智力競賽節目叫《聽歌識曲》(Name That Tune)。你很容易就能識別一段你熟悉的錄音，即使隻是聽到開始的一點聲音，你也足以識別它。同樣，一些聲音會立即告訴聽眾整首曲子的味道：一個和弦可能有一種“墨西哥”的味道；幾下小提琴弦的拔弦可能聽起來有“鄉村風”；一個尖的風笛音有“蘇格蘭”的風味；或者幾個音符就描繪出“凶猛鯊魚在逼近”。
我們對這些簡短提示的反應主要是情緒上的，這與它們最初作為危險警告的作用相吻合。獅子的吼聲或安全搭扣鬆開時發出的哢嗒聲會立即引起本能反應，使人釋放腎上腺素，為逃跑或戰鬥做準備。事實上，我們對身邊突然出現的巨大聲響的瞬間反應是遠離它，如揚聲器發出的尖叫聲會讓我們立刻跳開。即使是連續的聲音，如果足夠大，也會令人反感。因此，基本上沒人願意從風鑽旁邊經過。
與我們對突發聲音的關注相反，我們會漸漸失去對持續聲音的關注，這導致一個看似矛盾的現象，即恒定音量的聲音在持續幾十秒後聽起來變得安靜了。在自然界中，這些聲音聽起來可能像微風一樣無害。但是，如果這種長時間存在的聲音突然停止，這種戛然而止就像聲音剛出現時一樣引人注目。
從聲音研究的角度來看，聽音樂的行為受到了相當大的關注。例如，音樂學家和哲學家彼得·森迪(Peter Szendy)認為，聽音樂的重點是與其他作品、表演者、樂器以及其他聽眾的比較。他的觀點是，由於聽音樂的行為不斷地以這種方式“占用”了其他東西，所以我們永遠無法完全把握一段音樂的本質。
學習如何唱歌
對許多人來說，音樂之聲遠比其他類型的聲音重要得多，以至於許多人幾乎無法抑製自己想要突然放聲歌唱的衝動。你通過唱《飛越彩虹》(Somewhere Over the Rainbow)來愉悅自己，可能在一定程度上也愉悅了周圍的人。朱迪·加蘭(Judy Garland)當然唱得更好，這一點毋庸置疑。但她是如何做到這一點的？雖然你的聽眾可能不喜歡這首曲子，但他們肯定能聽出來，因為即使很多音符是錯的，它們至少會按正確的順序在音高上上下移動，並用他們熟悉的規律改變著音長。
音符和休止符(即音符之間的間隙)的長短由它們的形狀表示，定義為“完全的音符”(全音符)長度的幾分之幾，如表2所示。
表2 音符和休止符
通常，音符沒有標準的持續時間。盡管在某些情況下，作曲家在其樂譜上會標類似“?=66”的記號，這意味著“一個四分音符持續1/66分鍾”。然而，通常情況下，一首樂曲速度(專業術語為tempo[2])的唯一標記是一個有豐富含意的短語(通常是意大利語)，比如行板(以步行的速度)或從容的快板(快但不太快)。也許是因為節奏的概念在生活中不適用，我們對它的判斷力很差——無論是業餘愛好者還是專業人士，能發現樂曲裏大約4%的節奏差異，就是極限了。
除非你是一個訓練有素的歌手，或者天生的好歌手，否則你可能會唱出一些稍微“平一些”(也就是說，比本應該唱的音要低一點)或“尖一些”(比本應該唱的音要高一點)的音符。但這裏的“應該”是什麽意思呢？這並不意味著“唱對了音”。你在唱“在”字的時候是300赫茲還是333赫茲並不重要，重要的是你要得到一個正確的頻率比。所以，如果你用300赫茲唱“在”，就必須用600赫茲唱“哪裏”，也就是高一個八度，要不然人們聽了就會直皺眉頭。
因此，如果你在用鋼琴給自己伴奏，唱的調卻和鋼琴不同，那聽起來肯定是不合調的。對鋼琴家來說，“在”是一個“Fa”。一架88鍵的鋼琴上有8個“Fa”鍵，任何一個“Fa”鍵都可以用在這裏——如果選擇第四個“Fa”，鋼琴就會發出349赫茲的音符。
如果你真的發現自己能“自動”與鋼琴合調，那麽你可能擁有一種罕見的特質，即絕對音準(absolute pitch，也叫絕對音高)。擁有絕對音準的你隻需要唱出與鋼琴相同的音符即可。但如果你回到兩個世紀以前，那時鋼琴的音調和現在不一樣，那你也就無法和它們保持一致。如果你想和當時絕對音準的歌手合唱一首無伴奏的二重唱，其結果聽起來可能並不令人滿意。
不過，從某種意義上說，你的音準比你19世紀朋友的要好。如果你穿越兩個世紀去未來，你的絕對音準就可以和其他人相比較，但19世紀的人就不一樣了。這是因為，1939年在倫敦舉行的國際標準組織(International Standards Organization)會議上，許多國家都同意將特定音符規定為特定頻率。同許多其他國際協定一樣，產生這項協定是因為長久以來的走調情況已經變得讓人無法容忍。
由於樂器製造者、音樂家和作曲家在不同的國家基本上是獨立發展起來的，所以他們都采用自己的音高標準。在擁有多個音樂中心的國家，音高甚至因城市而異。1780年，一個擁有絕對音準的柏林人在維也納也會走調。在一個城市製造的小號在另一個城市就會走調，而且小號一旦做出來就不能再調音了。因此，隨著音樂家的國內和國際旅行變得越來越普遍，成功的樂器製造商想要將他們的客戶群擴大到更遠的地方，對國際標準的需求變得更加緊迫——因此就有了這次會議，會議舉辦的時間甚至定在戰爭前夕。
絕對音準並不是與生俱來的天賦，必須靠學習掌握，而且得在6歲之前學習，通常是通過記住樂器上的所有音符。從表麵上看，這幾乎是一項令人難以置信的記憶壯舉，而這種記憶技巧對成年人來說已經是不可能習得了。有些孩子似乎更容易學習絕對音準。在中國和越南擁有絕對音準的人要高於歐洲或美國，這可能是由於東方語言中的詞語對音調有更高的依賴性。
對我們這些缺乏絕對音準的人來說，我們記住的是音符之間的差異(音程)，而不是音符本身。因此，無論是低音提琴還是小提琴，我們都能立即識別出來其演奏的熟悉曲調。
為什麽我們喜歡我們所做的事情
到目前為止，音樂中最重要的音程是八度，即一個音符的頻率是另一個音符的兩倍。八度的重要性有一個事實支持，在我們今天大多數人使用的A到G的記譜係統中，相隔一個八度音程的音符由相同的字母表示。為了區分每個音符的不同，一般會要求使用數字下標(所以鋼琴上的第四個F是F4)。
一個八度的音程是和諧的，我們聽到和諧音程，即和音的感覺就是聽覺上的愉悅。除兩個相同的音符外，八度是所有音程中最和諧的音程。
雖然我們知道大腦對諧音的反應會受神經刺激，但對和諧音程聽起來很協調的原因還不是很清楚。也就是說，對這類聲音的每個組成部分做出反應的神經元傾向於彼此同步它們的放電速率，因此，和諧的音程對我們來說顯然很重要。為什麽我們覺得和諧音程令人愉快，而不和諧的音程就沒有這種感覺呢？事實上，盡管我們通常不喜歡單獨的不和諧的聲音，但從古希臘時代起，作曲家和他們的觀眾卻漸漸喜歡上了不和諧的聲音。西方音樂史上一直有人不斷采用更多的不和諧的聲音，這就是為什麽聽斯特拉文斯基(Stravinsky)的《春之祭》(Rite of Spring)或莫紮特(Mozart)的《弦樂四重奏》(Dissonance Quartet)不像過去的那樣令人害怕。然而，如果按照人們的感受對音程進行排序，其結果常常與地理或曆史因素無關，所以和諧是客觀存在的。事實上，有兩件事值得注意：
1.我們的耳朵還不夠“粗糙”。當耳朵接收到兩個頻率相近的音調時(大約5%的不同，或兩三個半音)，我們會認為聽到單個不太精確的音符。
2.與諧波係列的相似音調，也就是說一組具有1千赫、2千赫、3千赫、4千赫等頻率的音調也很和諧。
更多的音符
音樂創作不能僅僅依靠八度音階。首先，人類的聽力範圍不超過10個八度。其次，演奏出這樣一個音域也是一種挑戰，小提琴和吉他能演奏大約四個八度，天賦異稟的人能演唱五六個八度，鋼琴能演奏七八個八度。此外，如果每首曲子都是最純粹的和音，很快就會變得單調乏味。
八度音階被定義之後，畢達哥拉斯和其他探索者就開始在八度音階上添加音符，開始了一項長達千年的研究項目。盡管畢達哥拉斯研究的是單弦，但最容易的方法是用幾個長度可變的弦，並要求它們都具有相同的張力和粗細，且由相同的材料製成。
在八度音階之外，第二和諧的一對音符是由一對長度比為2/3的弦組成的。其他三個簡單的弦長比產生了其他聽起來相當不錯的音符組合，如表3所示。
表3 和諧音程
如果我們按照表3中定義的弦長製作一個豎琴，並要求弦的粗細、張力和材料都一樣，我們會很容易得到簡單、聽起來令人愉悅的和弦。事實上，任何一對或大量這樣的弦在一起彈奏，聽起來都不會太糟。
這個係統被稱為五聲音階。它是由世界各地的許多古代音樂家獨立發現的。至今仍很流行的《奇異恩典》(Amazing Grace)、《我的女孩》(My Girl)和《我射殺了警長》(I Shot the Sheriff)等樂曲都是按五聲音階創作的。鋼琴上的黑色琴鍵是一係列五聲音階，所以如果你隨意按下它們，聽起來不會像隨便亂按白色琴鍵時那麽糟糕。
更多更多的音符
人們雖然喜歡和諧的音樂，但同時也喜歡帶一點點不和諧的音樂，五聲音階對那些想要挑戰聽眾、突破界限的作曲家來說，實在是太和諧、太安全了。而且，每八度隻有5個音符仍然不算是很多，但是如何添加更多的音符呢？這個問題引發了數百年的仔細實驗和學術辯論，最終形成了一種被稱為“十二平均律”的係統。在這個係統中，一個八度音階被分成12個音符，相鄰的兩個音符之間相差一個半音，或者100音分。
在音樂中，重要的是音符的比例，而不是音符本身，因此半音和音分都是按比例設定的。每一個半音比前一個的頻率高約6%。這意味著與半音對應的頻率越高，音符就越高。
一些作曲家曾經嚐試在每個八度音階上使用超過12個音符。在從一個音符逐漸到另一個音符的過程中，額外的音符可能會短暫地出現(這被稱為滑音，或滑奏)。然而，在所有的文化中，每個八度的“合適”音符幾乎總是12個。
在定義了12個音符之後，人們開始在每個八度音階中隻使用其中的8個音符(因此得名八度音階)。一個八度音階中隻有7個不同的音符——第八個和第一個是一樣的，隻是比第一個高一個八度(即使是能立即識別一個音符的專業音樂家也很難說出它是哪個八度)。
心理學家喬治·米勒(George Miller)在1956年解答了我們在一個八度之間隻用12個音符中的8個的原因。他通過實驗發現，我們的短時記憶最多隻能同時存儲7個項目，也就是隻能有7個不同的音符。
整組12個音符中相鄰的音符之間有一個半音的跳躍，所以我們選擇的任何7個音符組成的音階都會間隔一些全音(兩個半音)。這樣我們才能有ABCDEFG這樣的音階。音階是每個音符都高於前一個音符的任意序列。
我們選擇了7個不同的音符來定義音階，但這並不意味著我們不能在一段音樂中使用其他音符。如果想要使用那些“間隙”音符，我們可以用符號來標記它們，這些符號表示“比音階中下一個最低音符高半音階”或“比下一個最高音符低半音階”。
在上麵我們給出的音階例子中，在第一個間隔中產生的額外音符被稱為升A(升號記作?)或者降B(降號記作?)。如有需要，音符還可以進一步細分，這種更小的音階被稱為微分音。
在寫一首樂曲時，通常有一個比其他音符更重要的音符——主調或主音。通常，這個音符是一首歌開始和結束的音符。在《飛躍彩虹》中，主音是落在Some和I上的。在影片中朱迪·加蘭演唱時主音是降E(?E)。因此，她唱的版本被稱為降E調。
如何選定一個音階呢？樂曲的情緒是主要的考慮因素。如果作曲家寫的是一首自信、歡快、節奏快的曲子，他可能會選擇大調。要寫一首情感不太清晰的曲子，通常要選一個小調。大調和小調音階的主要客觀區別是(自然)大調音階主要由主音(可以是任何音符)再加上6個與主音搭配最和諧的音符。“搭配最和諧”的意思是它們的波長比是整數的概率最大。因此，聲波結合在一起形成了最規則的模式。在實踐中，我們拿一個五聲音階並增加兩個音[3]。這兩個音符中的一個叫導音，其頻率是音階最低音的 。
在一個自然的小調音階中是沒有五聲音階中的兩個音符以及導音的(它們被下移了一個半音)。其結果是，不再有大量的簡單整數比，結果更模糊、更複雜，聽起來更不完整。
此外，當我們聽到任何演唱或演奏時，音符總是伴隨著完整的和聲(除了一些電子樂器)。大調音階也包含所有這些和聲，小調音階則不包含。因此，在大調音階中有一種真正的“自然性”或“完備性”，而這在小調音階中是沒有的。《奇異恩典》和《我的女孩》都屬於大調，《我射殺了警長》屬於小調。
過去(現在也仍然)有人聲稱，除了大調和小調的區別，每個調都有自己的情感特質。大量的實驗證明事實並非如此。這一想法很可能是受著名或有影響力的音樂作品的影響而產生的——模仿往往具有相同的基調，因此與原作的情感品質有關。這並不是說曲調的選擇是任意的，有些樂器的設計是為了讓特定曲調從生理角度來說更容易演奏一些。
聲音序列
雖然世界各地音樂創作的“原材料”相似，但在發展上卻有很大的不同。在西方音樂中，使用的音符相對較少，但它們經常被同時演奏(和弦)或相互關聯(和聲)。如果我們同時處理7個以上不同的音符，作曲就會更加困難。特別是，同時演奏或演唱不同旋律的複調樂曲將變得幾乎不可能。在東方音樂中，作曲家往往使用更多的音符，但更少和聲。這種方法上的差異也通過樂器設計體現出來。西方的樂器，如吉他和管風琴，是複調的；而東方的樂器，如錫塔琴，通常一次隻能發出一個音符，但可以很容易快速而微妙地改變那個音符。
西方音樂和其他音樂之間的差異可能起源於10世紀，那時複調音樂誕生於歐洲(盡管有些人認為複調音樂的誕生要早得多)。從複調音樂中產生了西方特有的多音調方法和發展這種方法所需要的和聲研究。有人認為，第一次進行複調實驗是為了讓男人、女人和孩子們一起唱歌。
旋律
按順序演奏一些音符，你就能得到一段曲調，從技術上講就是一段旋律了。如果我們不考慮不同的音高，那麽剩下的就隻有所謂的節奏，即音符的相對長度和休止符，演奏整首曲子的速度(節奏)，以及節奏的模式(節拍，或稱拍子)。這不僅代表單詞“韻律”這種技術意義，它其實是指音長的模式。在《飛越彩虹》中，從技術角度看它的節奏就是“長、長、中、短、短、短、中、中”。
音樂中的重要拍子類型並不隻有這一種，兩個波長相似的音調同時演奏時會產生另一種拍子。每隔一段時間，兩種聲波的波峰或波穀就會重合，疊加在一起，形成特高壓區或特低壓區。這種效應被稱為低頻“拍”，拍的頻率等於兩個聲波頻率之差(見圖13)。
觀看任何一部講述倫敦警察的黑白驚悚片，當警察吹哨子時，你都會聽到節拍。這種哨子用兩根長度略有不同的管子來發出引人注意的聲音。但節拍也並不總是令人不快，有一些管風琴中包含一個名為天籟音栓(voix c leste)的止音器，它控製著一組稍微走調的管子。當與普通的管子一起演奏時，產生的節拍會發出令人愉快的搖擺聲。
圖13 節拍
間奏
傳統的樂器是根據它們最初是由什麽材料製作來決定分類的，因此有弦樂器、銅管樂器、木管樂器和其他樂器(比如打擊樂器)。另一種方法是通過樂器是有音調的(像鋼琴)還是無音調的(如沙球)來決定分類。任何音樂都需要節奏，使用沒有音調的音源可以避免與“旋律”樂器產生不和諧。節奏源不一定是一種樂器，讓-巴普提斯特·盧利(Jean-Baptiste Lully)曾用一根大棒敲打地麵。這已經不流行了，部分原因可能是盧利死於這種演奏：大棒打到了腳背，導致他患上了晚期壞疽。鼓很快成為一個更受歡迎的音源，盡管它們也被用作“實際”的樂器。低音鼓和小軍鼓這樣的鼓是沒有音調的，但定音鼓有音調。
大多數有音調的樂器都是通過敲擊或撥弄弦、線、板或其他固體來發聲，也有一些通過肺部或風箱提供能量使空氣柱振動來發聲。在這些情況下，樂器由共振加上泛音(在有鈴鐺的時候還有底音，也稱為次諧波)來提供所需的聲音。
這使得製作樂器看似挺簡單，但實際上有三個難點。第一點，像金屬板這樣的物體不僅在兩倍於其長度的波長上共振，在兩倍於其寬度和厚度的波長上也共振，它旋轉時還會發出其他聲音。
對弦樂器演奏者來說，第二點非常有用。當一個物體，比如說120厘米長的弦被擊打(或彈奏、運弓)，它的運動模式不僅取決於它的長度，還取決於擊打的位置點。因為擊弦點隻能是一個波腹，而弦的末端隻能是節點，所以如果弦在距離端點40厘米的地方被擊打，它就會形成一個節點與反節點距離為40厘米的基頻，因此波長會達到160厘米。此外，還會有一種節點與反節點距離為80厘米的聲音。當弦的振動變成它的固有振動模式時，這些成分會迅速消失，這種振動模式的中心有一個腹點，因此會產生240厘米波長的音調。主觀上的影響是，近中點撥弦發出的聲音更柔和，近端點撥弦發出的聲音更刺耳。
風笛和管樂器的工作方式與此類似。在一個開放的管中，最常見的是有一個可以自由運動的開口端和不能自由運動的封閉端(封閉端不可能有自由運動)。12厘米長的管會有一個基本節點在0厘米處，第一波腹在12厘米(由於終端修正會多出一點點)，因此波長約48厘米。但是，就像在弦樂器中的情況一樣，這還沒完。雖然基頻是由管的長度來定義的，但是其他的共振會根據管道的寬度來產生。這些與基本音及其泛音的混合產生了不同的音色，在更寬的管子裏，較低諧波中有更多的能量，音色更圓潤，而更薄的管子音色則更明亮(或更尖銳，每個人的感覺不同，因而描述也會不同)。
樂器製造商最後要考慮的是，一根位於兩點之間的弦隻會發出非常小的聲音，因為它非常薄的橫截麵隻會影響到周圍很小體積的空氣。為了把弦變成樂器，必須使更大體積的空氣運動。在電吉他中，這是通過使用金屬弦的振動在拾音器(用細線纏繞的磁鐵)中產生小電流來實現的。在原聲吉他和其他弦樂器中，頂部木質共鳴板受弦影響而振動，它的麵積更大，比弦本身能夠移動的空氣更多。此外，在低頻段，這些樂器的空心體充當亥姆霍茲諧振器。
非電子的樂器沒有能量輸入。相反，它們將琴弓、撥片或氣流所提供的能量轉化為一種聲學形式。在某些情況下，當樂器的主體將頻率移到4千赫左右時會聽起來更響，盡管由於摩擦損失，聲音功率實際上減少了一點。這種響度的增加源於我們聽覺係統的結構，我們將在第4章中看到。
[1] 原文note統一譯為音符。但實際原意更接近單音，和其讓人產生的聽覺感受。
[2] tempo是意大利語“樂曲速度”的意思。
[3] 指在五聲音階CDEGA中間添加F和B這兩音構成七聲調式，其中B就是那個導音。