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写给理工科人看的乐理(一)声学基础

关键字:成人学乐理 乐理基础 乐理入门

技术类工作十余年,思维方式愈发趋于纯理性动物:万物有定义、有果必求因、凡事靠推理,诚然这样的方法论太过缺乏人文情怀。不光自己,身边的大批科学家、工程师也深受纯粹理性的毒害。加之在匪帮的体制下从小到大都没有接受过正式的音乐教育,导致绝大多同学根本不懂音乐,也不会欣赏音乐,实乃人生一大憾事。

我们要完成自我救赎,基本的方法就是学习一些基本的人文知识。在音乐方面我们最好能学习一门乐器,有一定经济基础的同学最好能买一架钢琴,这不仅可以使我们苦逼的人生变得更多滋有趣,还可以活动你僵硬的肩膀、颈椎和手腕。吉他也是很好的乐器,便于携带,容易上手,没事还可以弹唱一曲来吸引妹子。就算实在没有音乐细胞,在街上听到古典音乐时和妹子谈一谈它的调式与调性,那逼格直接爆表不是?此外,立志从事计算机辅助作曲、编曲和调音行业的码农也未必真的懂得音乐,而基本的音乐知识却成为了巨大的绊脚石。

音乐不可不学!

请欣赏:李斯特降A大调《爱之梦》

要学音乐,就得先学乐理。乐理就是音乐的理论,由很多非常精妙的物理、数学和逻辑原理构成的。然而乐理书籍皆非理工科人所写,在我等看来实在是定义不明,论述不清。本系列文章将尝试使用公理化的方式来描述,尽可能对每一个概念和方法都追根溯源,相信各位理工科朋友看过后就会像喝到了妈妈做的母鸡汤一般温馨(呵呵)。

乐理的基本内容包括:和声、调式、节奏、结构、曲式。这些内容相互联系交织,单独研究其中任何一部分都不可能。为了给理工科人找一个突破口,本文将从音乐的基本物理原理开始,逐步展开各种概念。我们拒绝以未知解释未知。

写给理工科人看的乐理(一)声学基础

图1 晦涩难懂的通用乐理教材

一、基本概念

音乐是由声音构成的艺术,而声音是一个宽泛的概念,泛指人耳可以感知的声波。声波是一种机械波,由物体(声源)振动,带动空气振动,从而形成声波。声波在一段时间内波峰的个数称为它的频率,标准计量单位为Hz(赫兹),即一秒内波峰的个数。声波振幅的大小体现了声音的强弱,也就是音量的大小。声音以某种规律进行频率和强弱的变化就形成了音乐,我们要研究的就是这“某种某律”。然而在所有乐理书上都没有给出“音”的定义,可是围绕“音”展开的各种概念却是名目繁多,令人眼花缭乱。为了理性化思考得以继续,我在这里斗胆给出音的定义,若您有高见还望不吝赐教。

:可被人类的听觉所感知的一段时间内的声波。通常我们可以用一段声波的波形来表示一个音。

音源:能够产生音的设备/装置/器官等,比如乐器、声带等。

音源的整体或某个部分振动产生声波并持续一段时间(哪怕很短),空气就会将这一段声波传导至人耳。比如:大喊一声,敲一下水管,爆炸,婴儿哭闹等等。的确,音的定义非常宽泛,但乐理仅研究与音乐相关的音。那么音乐又是什么呢?音乐是艺术范畴的名词,无法给出严格的定义。如果非要用理工科的思维方式来理解,那只能这样说:

音乐,就是由一个或多个音在相同或不同的时间内被产生,相互叠加所形成的一段声波

噪音和音乐的区别是因人而异的,老奶奶认为是噪音的摇滚乐在小年青耳朵里就是兴奋剂,而科学追求的是放之四海皆准的真理,因此这个定义也显得不那么严谨,似乎也没办法做出更好的定义了。现在还出现了一些另类音乐,比如噪声音乐和无声音乐,在我眼里这TM就是瞎扯淡,咱不去管它。

为了简化研究对象,后文中提到的音都特指由传统乐器作为音源发出的音。

约翰凯奇的无声音乐《4分33秒》

二、音的复合

最普通最基本的声波就是简谐振动(维基百科)所产生的正弦波了。传统乐器一般都依靠简谐振动发声,比如琴弦、簧片、鼓面等的振动,因此发出的也是正弦波。一个纯粹的正弦波听起来是什么样的呢?请欣赏220hz正弦波的声音:

可是为什么这与我们平时听到音乐完全不同呢?这就要提到纯音与复合音的概念了。