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在诸多音乐形式中,合唱最让我动心。

自小浸淫在和声的世界里,十余年的耳濡目染培养了对这种并行流淌的声音曲线的钟情。无论教堂里的弥撒圣咏,还是非洲部落儿童粗粝纯真的歌声,亦或阿卡贝拉(注:Accapella,人声无伴奏合唱)的俏皮幽默,和声的魅力无处不在。

不知你是否和我一样,一直对这斑斓声音有着别一种好奇:为何有的声音组合富有魅力直达人心,有的却显得杂乱无章,甚至成为噪音难以入耳?

事实上,早在百年前,心理学及和声学还未现雏形,文艺复兴的音乐家们就已悟得了此中“和谐之道”。大调(major mode)调式听来雄壮庄严,适于表现欢乐昂扬的旋律;小调(minor mode)调式则忧郁哀伤,适于表现柔美的乐段。

近代心理学上的研究,譬如音乐心理学家约翰·斯洛博达(John Sloboda)的实验,显示无论是成人还是对声音经验较少的儿童,都能辨别出不同音调组合的情绪差别——似乎这种对大小调和和谐感的区别是人类与生俱来的能力。但究竟大小调从何而来,又为什么有和谐与不和谐之分,还需由心理声学家做出更多更深入的解释。

在讲述和谐之音的来龙去脉前,先要认识一个概念:陪音(Upper Partials)。虽然对于文艺复兴时期的音乐家来说,将声音分解为可研究的细小类别还并不是件容易的事情,但今天我们已经可以仅用一台笔记本电脑,就找到声音之中的细微成分。单独的音调可以“基音”,可以用一条正弦曲线代表。每个基音之上,都有比它频率成倍增长的陪音。例如,钢琴上标准C的频率为261赫兹,我们就当它数倍的522赫兹,783赫兹都为C的“陪音”。
不过,陪音的作用远非几个倍数那么简单——事实上,我们无法想象没有陪音的音乐世界如何幻化出多变的旋律和合音。首先,陪音是我们可区分的不同音色的来源:标准C在钢琴和萨克斯风上演奏的感觉截然两样,正是由于陪音在基音之上的数量和强度不同所致。其次,在不同倍数的陪音间,音调高低并非成倍增长,而是以对数(log)形式增长。例如,标准C的陪音不是高几个八度的C,而成了键盘上的C’, G’, C’’和E’’。而当两个音进入我们的耳朵后,不仅黑白键上的基音响起,他们各自的陪音(都遵循着频率对数增长的规律)也一股脑进入了大脑。于是貌似简单的两个音响,其实已经成为一盘声音频率的大杂烩(图1)。

(图1 两个基音和他们的陪音)

(图1 两个基音和他们的陪音)

到底怎样的一盘大杂烩才能满足我们耳朵的需求呢?

从心理物理学早期奠基人赫尔曼·赫尔姆霍兹(Hermann Helmholtz)开始,就有无数的研究者通过“以身试音”,给不同间隔的两个音同时出现时的“不和谐”的程度打分。结果似乎当两个音间隔1、2、6、11个音时,会给人有不和谐之感。

1965年,心理学家瑞那·普兰普(Reinier Plomp)和威廉·李维特(Willem Levelt)建立了“和谐曲线”的理论模型。在他们的模型中,间隔1-2的两个音最不和谐,然后不和谐感逐渐下降。但当他们把陪音也加入模型后,就和赫尔姆霍兹早期得到的曲线类似了(图2):当两个音相差3,4,5,7,9,12个半音时,便形成了更“舒服”的搭配。这一结果和人类文化上大多数的音乐都十分吻合:人们更多采用“和谐”的搭配来谱曲写调,而尽量避免那些不和谐的配对出现。

图2 两个音指之间的间隔和不和谐的关系

图2 两个音指之间的间隔和不和谐的关系

对于合唱,亦或吉他曲、钢琴曲、交响乐等音乐形式,更常见的是三个或更多个音形成的“和弦(Chord,三个音称为triad)”。而西方音乐对待三音和弦,进行了大调和小调的区分,并且依据它们来书写下不同风格的旋律与和声效果。这样复杂的组合经过音乐家的妙手,形成了无数的经典乐章。直到今天,现代流行音乐依旧沿袭着这些固定的和弦模式。甚至在很多摇滚乐与现代音乐中,音乐家故意采用不和谐的和弦形成的诡异而古灵精怪的音乐。

如果我们沿袭两个音的“和谐图”,把他们加到三个音的关系上(包含三对两音组合),就会得到一幅三音和弦的“和谐”图。在这里,我们把中间音调和上下两个音调间的距离作为考察的变量。但如果对照西方音乐乐理手册上固定的大小调和弦时,我们会发现这个“和谐图”似乎并不完美。心理学家大卫·塔姆珀力(David Temperley)和克拉克·斯楚尔(Klaus Scherer)认为,人们对于大小调和弦的认识可能受到了日常经验的影响。由于其他的音调组合不常出现,所以我们就倾向于认为他们都是“不和谐”的,即便从道理来说他们并没有错误。

图3 三音和弦的“和谐图”

图3 三音和弦的“和谐图”

在音乐旋律中还有一个和和谐有关的问题:有候我们会感觉到一个和弦组合听起来并不“完满”,充满了“紧张感(intension)”。心理学家莱奥纳多·梅耶(Leonard Meyer)在《音乐的情绪和意义》(Emotion and Meaning in Music)一书中认为,当和弦上下两个距离相等时,由于听者很难辨明和弦的空间位置,因此容易造成和弦的“紧张”。和“和谐图”类似,我们也可以得到一个加入陪音因素之后的“紧张图”。在这张图中,标准的6个大小调和弦依旧处于蓝色的紧张“安全区”。

图4 三音和弦的“紧张图”

图4 三音和弦的“紧张图”

好了,现在我们已经知道了“不和谐”和“紧张”分别在不同三音和弦上是如何分布的。把他们两个结合起来,就得到了“不稳定(Instability)图”——理论上我们何时感知到美妙和谐的音响,何时这种组合对我们来说并非悦耳动听。这便是日本关西大学心理学家诺曼.库克(Norman D. Cook)和田中(Takefumi Hayashi)提出了的声学方法解释音律“和谐”的途径。在他们的理论中,只有两个音时,双音共振形成的和谐最重要;当三音和弦出现时,音调间的相对位置就更加重要了。

图5 三音和弦的“不稳定图”

图5 三音和弦的“不稳定图”

近来,随着神经科学技术的进步,人们得以进一步探讨音乐进入大脑后发生的事情。尝试将和谐和大脑神经元的活动联系起来。哈佛医学院音乐与大脑科学研 究所的神经学家马克·特瑞莫(Mark Jude Tramo)就和他的同事记录了100个猫的听觉神经元细胞对大调、小调和不和谐和弦的反应。通过统计这些神经发放之间的时间,可以得到一张不同时间间隔 (ISI)的频率表。

有趣的是,神经元在听到“和谐”和弦时的频率表明显规律些,并且成倍长度ISI出现的频率类似。而“不和谐”音产生的ISI频率就显得杂乱无章。这说明,听觉细胞对于和谐音律的反应,也倾向于产生有规律的共振——这或许是“和谐”带给我们无限美妙体验的第一步。

至于为什么我们会产生不同和声组合的不同感受,关西大学的两位研究者认为,声音的和谐规律是生物在长期进化过程中逐渐获得的。在动物世界里,下降的语调常预示着威望、攻击和支配的性情。而上挑的语调则代表顺从,软弱与屈服。通过手势和肢体动作,这些音调的组合形式又被加强了象征的意义,并得以在世代间传递。

人类社会也有类似的场景,上扬的语调表示礼貌和顺从,下降的声音则预示着命令、要求与威严。而上升和下降似乎正对应着紧张(上下距离一样大)的和弦发通过上升和下降的变化形成的大调和小调调式。这或许揭示了,为什么大调和小调具有普适的情绪意义,在跨文化和种族的音乐中都带给人们相似的情感体验。再一起来听这一首阿卡贝拉的《Hotel California》。想想看我们能感受这美妙的和声,原来也是大自然赐予我们的天赋,与长期人类社会生活演化的结果——是不是很奇妙呢?

参考资料:

Cook N.D. & Hayashi T. (2008).The Psychoacoustics of Harmony Perception.American Scientist, July-August: 311-319.

Peretz I. & Zatorre R. (2003). The Cognitive Neuroscience of Music. New York: Oxford University Press.

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29 Responses to “【和专题】跟我和一曲阿卡贝拉”

  1. [...] 同学们,10月4日,敬请期待最新赴密歇根深造的小松鼠MM悠扬的《…呃~暂时不知道标题名字…》,届时大家看到的文章,将是新鲜出炉如假包换童叟无欺。(更新,两天前,前合唱团员悠扬发来了越洋邀请:“跟我和一曲Acapella~”) [...]

  2. Ent说道:

    弱问陪音和泛音是什么区别……

  3. Z. Zuo说道:

    更正:a cappella

  4. Cielo说道:

    学到了好多东西:)

    回楼上(搜出来的,不保证对):
    一般的乐音都是复音,一个复音中,除去基音(频率最低的纯音)外,所有其余的纯音叫做泛音。也叫陪音。

  5. 小如说道:

    哈哈,悠扬,快回来直接现场演示吧

  6. 小姬说道:

    看了这篇,我觉得我爱上你这个女文青了!

  7. 说道:

    我现在只愿意为文艺女青年浪费时间,和金钱。

    • 小姬说道:

      咱们7号还要去跟一个文艺女约会呢,表忘鸟~

  8. C说道:

    相当一部分内容译自发表于"科学美国人"的The Psychoacoustics of Harmony Perception (pdf下载: http://dericbownds.net/uploaded_images/Harmony_perception.pdf ),连图也是原文所配。注明原创,只能说是剽窃,自欺欺人,害人害己。

    科学松鼠会如果纵容这样的做法,只怕将来被叫做可耻松鼠会。

  9. C说道:

    刚才写错了一点,是“美国科学家” (American Scientist),不是“科学美国人”

  10. Metaverse说道:

    喜欢小调多于大调,还有小三和弦,不知为什么。。。

  11. C说道:

    你们需要审核多久?下面的评论都出来了。这是互联网时代,掩盖毫无意义,最后只会放大丑闻。

    • 说道:

      老兄,你火气也太大了,我们之前不是在“审核”你,大过节的,大家都想玩儿,工作有点懈怠难道都不可以吗?你这个ID之前没有发言过,系统要列入“审核”,这样冤枉人不好吧。

      这不是什么我们不敢面对的问题,请相信。

  12. C说道:

    如果你们继续扣留我的留言,我只好去写一篇详细的对照文章了。

  13. maokk说道:

    对这方面很感兴趣。

  14. [...] 同學們,10月4日,敬請期待最新赴密歇根深造的小松鼠MM悠揚的《…呃~暫時不知道標題名字…》,屆時大家看到的文章,將是新鮮出爐如假包換童叟無欺。(更新,兩天前,前合唱團員悠揚發來了越洋邀請:“跟我和一曲Acapella~”) [...]

  15. ceres说道:

    Hi,我常常在g reader里面快速浏览松鼠会的内容,感觉非常受益。但是由于时间限制,常常不能做到每篇文章逐字逐句阅读,而一些文章里面的图片,常常会成为标题之外引起我阅读兴趣第二来源。但是可惜的是,我发现松鼠会的图片caption,往往比较简单,只是图片的标题或概括性的文字。试问,是否可以考虑像国外书籍一般,在图片标题后面加注少许解释性的文字,使得没有读过文章相关内容的读者也可以快速获得图片,甚至文章所要表达的信息?
    考虑到工作量,我的建议只是参考,希望松鼠会越办越好,能继续实现在科学与科普之间的跨越。

    • 说道:

      Hi,你的建议非常好,我们也希望以后能有所改进。

      嗯,还是得向你透露一下:松鼠会现在有将近百名作者,每个人的风格不一样,有的连图片都不愿意配的呢,哈哈哈。。。

  16. 李清晨说道:

    不知你是否和我一样,一直对这斑斓声音有着别一种好奇:为何有的声音组合富有魅力直达人心,又的却显得杂乱无章,甚至成为噪音难以入耳?
    ------------------
    又的却显得杂乱无章,——“又”当为有之“误”吧。

  17. sheldon.li说道:

    楼主,这些图里面的颜色表示什么呢?我看了很久都没有看明白~~
    非常喜欢这篇文章,这些问题我以前都想过,就是没想明白!

  18. 阿卡说道:

    专业

  19. 阿卡说道:

    专业

  20. 茵陈说道:

    我还以为是德彪西的曲子的评论呢,话说他的曲子里面也有一个弱音的概念。。。又想到管理学的弱关系。= =好吧,科学之间有微妙的联系。。。びみょう啊。。。

  21. 高峰说道:

    感觉还是没讲透,解释和旋应该先普及一下音程吧,然后一个八度之间个音的频率,再介绍和弦如何搭配听起来和谐。

  22. versugw www.kuaipu.com.cn说道:

    ERP管理系统

  23. 快普 versugw www.kuaipu.com.cn说道:

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