律制閑譚(1)

往日里我們北航飛天合唱團排練站蝠,往々涉及到律學(xué)這個話題卓鹿。不過囿于時間限制,每一回講一點々就淺嘗輒止澜倦,以待團員們在“有時間的時候”進一步的探究杰妓。不過,作為新世紀的大學(xué)(lǎn)生(chóng)桩卵,其實都明白倍宾,這“有時間的”時刻呢,其實永遠不會有高职。于是,為了照顧列位噴薄的求知欲和每況愈下的懶惰程度初厚,我決定花一點功夫产禾,用幾篇文章的時間牵啦,跟列位談々不同的律制的區(qū)別到底是什么,并試圖說明這些五花八門的律制出現(xiàn)的原因楞件。

注意:讀這篇文章只需要有高一及以上的數(shù)學(xué)知識儲備及相應(yīng)的理解能力裳瘪。

圖1(前排圍觀。來源:百度圖片搜索)

書歸正傳黄伊。我們知道派殷,音的絕對準確高度及其相互關(guān)系叫做音律墓阀,確定音律的方法叫做律制斯撮。翻譯成人話就是扶叉,律制決定了:1)一個音的音高(亦即其頻率)、(2)音階中兩個音的音程(音之間的距離)枣氧。當今作瞄,常見的律制有五度相生律十二平均律宗挥、純律三種契耿。先不要管分別是什么含義——如果能看書看懂的話,列位早用不著看這篇文章了透敌。

通過翻書/沖浪/問人踢械,可以很輕易地得到下面這張三種律制下的音高表(好吧,其實也不太容易)内列。這里認為a1(小字一組的la)無論在何種律制下都是440Hz(亦即日常生活中所說的標準音la——家里座機的電流聲就是這個音高)话瞧。

表1(不同律制下C大調(diào)音階的音高。單位:赫茲划滋。來源:自制)

通過觀察表格埃篓,我們可以輕易得出結(jié)論:“**的是個什么玩意?

圖2(準哥(劃去)黑人問號.jpg稻薇。來源:百度圖片搜索)

列位問我,我也不知道桨仿“负荩可見,直接觀察不同律制下每一級音的頻率吹零,是沒有太大意義的±郑現(xiàn)在我們換個思路。前面說過茫蛹,律制決定了兩個音之間的音程烁挟,于是我們換個方式撼嗓,觀察三種律制下,每個音到主音C的頻率之比且警。

表2(不同律制下振湾,與主音c1的頻率的比值。來源:自制)

這看起來就規(guī)律多了。首先浅碾,一個八度(c1到c2)的關(guān)系在每種律制中都是2:1的關(guān)系垂谢,事實上,這的確是一個具有普遍性的結(jié)論。

結(jié)論1:相鄰純八度的兩個音力试,其頻率之比是2:1排嫌。

例如淳地,我們知道a1的音高是440Hz,那么上一個八度(小字二組)的a2是880Hz颇象,下一個八度(小字組)的a則是220Hz遣钳。值得特意強調(diào)的是,相鄰兩個八度(稱作純十五度)的比例關(guān)系是2*2=4倍蕴茴。n個八度之間的比例就是2^n倍荐开。

這是個好兆頭“俨啵看來這條路算是走對了能扒,現(xiàn)在我們繼續(xù)觀察,根據(jù)小學(xué)三年級數(shù)學(xué)知識可以推出:


表3(五度相生律及純律下辛润,與主音c1的頻率的比值见秤。來源:自制)

五度相生律和純律中的音程都是(相對)比較簡單的分數(shù)的形式鹃答。那么,十二平均律又遵循什么樣的規(guī)律呢置济?在結(jié)論1純八度音程的二倍關(guān)系啟發(fā)我們,音程或許可能具有指數(shù)關(guān)系浙于。模電和自控的學(xué)習(xí)經(jīng)驗也告訴我們羞酗,沒有比例關(guān)系的數(shù)據(jù),往往通過對數(shù)運算可以發(fā)現(xiàn)顯著規(guī)律(幅頻特性曲線)整慎。于是裤园,不失一般性地,我們對著十二平均律的比值做以2為底的對數(shù)運算(別問我為什么)剃盾。

這個結(jié)論就很明顯了淤袜。易知:

表4(十二平均律下铡羡,與主音c1頻率比值的對數(shù)。來源:自制)

結(jié)論2:十二平均律是把一個八度的音程按頻率分成“十二份”(每一份半音尽爆。類似地读慎,每兩份稱作全音,這與我們之前講的內(nèi)容也是吻合的)夭委,各相鄰兩律之間的振動數(shù)之比是“完全平均的”株灸。

可見,十二平均律的確是名符其實的配猫。Так что杏死!


現(xiàn)在我們總結(jié)如下,(1)純八度音程的二倍關(guān)系是普適的腐巢。(2)十二平均律是一種把一個八度分做十二等份的律制玄括。然而我們赫然發(fā)現(xiàn),沒有解決的問題遠比解決了的要多得多胃惜。這些問題是:1)五度相生律和純律是如何定義的哪雕、和名稱有什么關(guān)系?(2)三種律制為什么會這么安排斯嚎?分別滿足了正常人類欣賞音樂的什么原則利虫?(3)哪種律制更“好”?



如果你對這些問題還抱有興趣堡僻,請關(guān)注《律制閑譚》系列的下一章節(jié)糠惫,我們會在接下來的時日里探討這些問題。我慢慢侃钉疫,您慢慢看硼讽。山高水長,愿我們在音樂的海洋里重逢牲阁!再會固阁。

圖3(來源:百度圖片搜索)
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