“弦长是1、2/3和1/2的时候,它的振动频率正好是一个等差数列1、3/2和2,等差数列就是一切声音和谐的基本规律、基本奥秘。”近日,珠江科学大讲堂第124讲走进番禺区育龙中学,北京交通大学物理科学与工程学院副教授、中国物理学会科普委员会副主任、中国科技馆科普讲师团副团长陈征作了题为《五音六律中的物理生理与心理》的科普讲座。
闪电、公路皆可奏乐
在大多数人眼中,奏乐首先要有一个乐器,不管是丝竹管弦还是西洋乐器,总得有一个专门的设备才能拿来奏乐,但事实并非如此。陈征说,他曾在他人配合下,利用特斯拉线圈产生的几十万伏的高压闪电制造音效。“当时我身上披着一个金属网,让特斯拉线圈产生的闪电打中我,成功播放出声音。”他认为,不光闪电可以奏乐,还有很多东西也可以奏乐。比如“大家开着车走在路上会听到乐曲,谁在奏乐呢?公路在奏乐,这也是一个很神奇的事情”。
“入耳开大”小心听力受损
“声音”在自然语言当中和物理当中的含义是不一样的,在物理上所有的振动都可以被称为声,都可以归到声学里去,但是自然语言中耳朵能听见的才叫声音。
陈征解释,人听到东西的过程是外界的振动经过耳廓的升级进入耳道,然后带动鼓膜振动,鼓膜通过听小骨把这个振动传到耳蜗,耳蜗把它变成电信号送给大脑。理论上来说,人耳所能听到的声音范围是每秒钟振动20次至2万次之间的声音。但实际上,大多数人的听觉并不能全覆盖这一振动区间。
特别值得注意的是,“人耳内负责把机械振动变成神经信号的那些绒毛、细胞从一个人出生开始就不可再生了,毁一个少一个,损失一些少一些。”陈征说,如果经常使用入耳式的耳机,又喜欢调大音量听音乐,就容易损伤绒毛导致听力下降。
等差数列是音乐的基本奥秘
弦长是1、2/3和1/2的时候,它的振动频率正好是一个等差数列1、3/2和2,等差数列就是一切声音和谐的基本规律、基本奥秘。
中国古代的音律叫五音六律,五音就是宫商角徵羽;六律就是十二口编钟,每一口钟的声音就是一律,按照单双数分成阴律、阳律,这六个阳律即六律。
如何确定“宫商角徵羽”?陈征表示,管仲的《管子》一书中提出了“三分损益法”,其实就是1和2/3之间的关系,这个提法比毕达哥拉斯更早。如今则将其称为“五度相生律”。“三分损益法”认为,“宫”是基本音,在此基础上经过几次的“三分损益”,其他四个音阶也就产生了。
据此原理,任何一个物体,只要能让它发出固定的声音,就可以用它来奏乐。而常见的就是在玻璃杯中装不同量的水,就可以发出不同的声音。陈征说道,“只要大家按照这个原则去找,就会发现我们身边能奏乐的东西非常多。”
南方网、粤学习记者 邹长森