對聲音的分析始終是音樂理論研究的中心話題。然而,對于音樂學(xué)科而言,學(xué)界多從音樂理論的角度分析和聲、曲式、調(diào)式、調(diào)性等內(nèi)容,鮮有從聲學(xué)的角度分析音色等內(nèi)容。拍音作為音樂實(shí)踐中普遍存在的現(xiàn)象,更是鮮有學(xué)者關(guān)注。本文圍繞拍音的概念,進(jìn)而探索拍音的聲學(xué)原理,同時對鋼琴調(diào)律、鐘聲中拍音的應(yīng)用進(jìn)行初步探討。
1 拍音的聲學(xué)原理
拍音是兩個頻率不同的波相加而形成的周期性的幅值變化。當(dāng)頻率差小于12.5 Hz時,大多數(shù)聽者會察覺到拍音現(xiàn)象;當(dāng)頻率差大于15 Hz時,聽感逐漸從拍音變成一個音高不明確、不穩(wěn)定的聲音;當(dāng)頻率差繼續(xù)增大,到達(dá)某一數(shù)值時,兩個頻率從混合在一起變?yōu)榭杀蝗硕直,但是仍然有不平穩(wěn)的聽感;當(dāng)頻率差進(jìn)一步增大時,聽感將從不平穩(wěn)轉(zhuǎn)變成平穩(wěn);如果兩個純音的頻率差繼續(xù)增大,只要在人耳聽音頻率范圍內(nèi),則可分辨、平穩(wěn)的聽感將持續(xù)下去[1]。
拍音具有以下特點(diǎn)。(1)拍音只能由兩個聲波相互干涉才能形成。(2)兩個聲波振動頻率差異小,比較相近的時候才能出現(xiàn)拍音(即當(dāng)頻率差小于12.5 Hz時),隨著頻率差的升高,人耳無法感知拍音存在,聲音會逐漸變得生澀再轉(zhuǎn)至平滑。(3)拍音不但可以在兩個簡諧振動中產(chǎn)生,也可以在兩個復(fù)合振動中產(chǎn)生。(4)拍音可以計(jì)量。拍音具有周期性的變化,有一定的頻率,單位時間內(nèi)拍音周期性變化的次數(shù)(強(qiáng)弱變化的 次數(shù))稱為“拍頻”。(5)拍音只有強(qiáng)弱之分,沒有高低之分,拍頻僅代表強(qiáng)弱變化的速度而非音高。
2 拍音現(xiàn)象在音樂實(shí)踐中的應(yīng)用
2.1 鋼琴調(diào)律原理(輔助鋼琴調(diào)律)
從前文可以得知,每秒鐘內(nèi)拍音的變化次數(shù)等于兩樂音的頻率差,所以兩樂音的頻率越接近,拍音次數(shù)就會越少,拍音現(xiàn)象就越易被人耳所察覺。
鋼琴調(diào)律中拍音的運(yùn)用十分常見。在鋼琴調(diào)律中,拍音現(xiàn)象并非單指基頻的比較(同音不同弦需要比較基頻),還包括兩音臨近泛音的頻率比較或基頻與泛音頻率比較。生活中每個物體發(fā)出的樂音都不是純音,而是復(fù)合音,鋼琴也是如此。每一個復(fù)合音中除了基音,還包含許多泛音,這些泛音的頻率大體是基音的整數(shù)倍。鋼琴上不同音程產(chǎn)生的拍音,通常發(fā)生在這些泛音之上,只不過音程不同時,發(fā)生拍音的泛音也不同。
拍頻由產(chǎn)生拍音的原來兩個波的頻率差決定,反過來說,知道拍音數(shù)量的多少,可以推測出原來兩個波的頻率差是多少。而鋼琴調(diào)律是兩音中所臨近泛音的頻率比較,實(shí)質(zhì)是十二平均律和純律兩種律制特點(diǎn)差異所造成的。以純律音程的純正無拍的純點(diǎn)作為參照點(diǎn),然后通過放寬或收窄音程而使之達(dá)到十二平均律的要求[1]。顯而易見,如果兩種律制的某音程的寬度差別小,那么需要調(diào)整的量就。蝗绻舫虒挾炔顒e大,需要調(diào)整的量就大。
總體來看,弦振動的各次諧音的振幅是不同的,序數(shù)越高,拍音振幅越小,能量就會越小。能量小時,很難形成既有一定強(qiáng)度又有清晰度的拍音。例如,發(fā)生在序數(shù)比較高的諧音上的音程(大、小二度與大、小七度)的拍,拍音振幅很小或極。m然也有一個例外,就是小七度的拍,發(fā)生諧音的序數(shù)不是很高,甚至比小六度的還低一些,它有一定的振幅)。所以,在調(diào)律過程中,常用到的主要是諧音序列低的音程度數(shù)(例如八度、五度等音程)的拍音。
音樂家在演奏過程中,對音準(zhǔn)要求非常嚴(yán)格(例如聽辨和弦,音的色彩等),但是他們不會去聽辨樂音之間有多少次拍音的出現(xiàn),音樂家只是感覺和弦的色彩是否和諧。但是,作為鋼琴調(diào)律師,不僅要判定樂音之間的不和諧程度,還要將其調(diào)整到正確的音高位置上。
當(dāng)今國內(nèi)外的調(diào)律方法有很多種,但最常用的仍是八度、五度相結(jié)合來調(diào)整的方法。這是指先利用音叉或其他固定音高調(diào)整一個音;再根據(jù)這個音,按照十二平均律調(diào)律法,完成一個音組的調(diào)律;然后,以這一音組為基準(zhǔn),并按八度、五度等音程關(guān)系下行或上行,依次完成其他音組調(diào)律的方法。這種方法在平移、上下行的過程中,都離不開調(diào)律師用聽覺來感受拍音,辨別拍音。所以,“拍音”時時刻刻都在影響著鋼琴調(diào)律過程的 每一個環(huán)節(jié)。
拍音的準(zhǔn)確計(jì)算影響整個調(diào)律過程的精度。由前文可知,拍音可以計(jì)量是其基本屬性之一,所以調(diào)律師在對拍音進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時,應(yīng)該精準(zhǔn)掌握聽拍音和數(shù)拍音的技術(shù),這也是鋼琴調(diào)律的基本功。當(dāng)然,非調(diào)律者也可以通過拍音來判斷樂器的精準(zhǔn)度。例如,一些音樂行業(yè)從業(yè)者,在判定音程音準(zhǔn)時,首先會根據(jù)經(jīng)驗(yàn)聽辨樂音的音高,然后再聽辨高八度的音高。通常情況下,音高偏差很多時,會比較容易聽出來;但樂音偏差很小時,很難辨別出來。這時如果有拍音出現(xiàn),那就可以知道大概偏差多少了。所以,可以通過聽辨拍音的方式,判定鋼琴音高的準(zhǔn)確性,這是對拍音“理論性”的認(rèn)識,調(diào)律者在調(diào)律過程中把理論付諸實(shí)踐就是最終過程。
2.2 拍音在銅鐘中的運(yùn)用(改變銅鐘聲學(xué)特性)
鐘是中國最古老的樂器之一。其中,以永樂大鐘為代表的報時古鐘極具特色,其聲學(xué)特性、鑄造工藝和科學(xué)合理的力學(xué)懸掛技術(shù),都可以被稱為“世界之最”。古書中對永樂大鐘的描述有“晝夜撞擊,聲聞數(shù)十里,其聲欲欲,時遠(yuǎn)時近,有異他鐘”[2]?梢姡罉反箸婄娐曈茡P(yáng)、鏗鏘有力,在數(shù)十里之外都可以聽到其悠揚(yáng)的聲音。聲學(xué)研究所有關(guān)專家進(jìn)行精準(zhǔn)測量,分析結(jié)果認(rèn)為:永樂大鐘的“頻率相近的分音產(chǎn)生的拍頻聲是鐘聲的一個重要特點(diǎn),古書中所說鐘聲‘時遠(yuǎn)時近’就是聽到這種拍頻聲的感受”,“在古時,在有利的聲傳播條件下,完全可能如古人所說的‘聲聞數(shù)十里’”[2]。
學(xué)者在分析鐘的聲學(xué)特性時,主要采用的方法是對鐘聲進(jìn)行頻譜分析。通過頻譜分析,可以了解鐘聲的組成成分以及它們之間的關(guān)系,鐘聲的分音并不單一,由很多相鄰的頻率堆積在一起。頻譜圖中反映拍頻的線條呈現(xiàn)是斷斷續(xù)續(xù)的,可以憑借線段的個數(shù)粗略計(jì)算出拍頻,也可以用高分辨窄帶頻譜分析器精確測量出拍頻的兩個頻率。換句話說,鐘聲中包含的周期性的強(qiáng)弱間隔是由頻率差較小的峰值頻率形成的,其周期性的“余音繞梁”“時遠(yuǎn)時近”感既強(qiáng)化了鐘聲的崇高感,也增加了鐘聲的“莊嚴(yán)”和“威力”。
關(guān)于形成拍音的頻率測量,中國科學(xué)院聲學(xué)研究所的陳通、鄭大瑞測量出永樂大鐘的分音持續(xù)的時間很長,頻率相近的分音產(chǎn)生的拍音是鐘聲一個非常重要的特性。較高頻率分音的拍頻現(xiàn)象對聽感的作用很。250 Hz左右),在較低頻率分音產(chǎn)生的拍頻聲(129 Hz左右)會造成鐘聲強(qiáng)烈的抖動感,這就使鐘聲時遠(yuǎn)時近。[3]同時,對除永樂大鐘之外的鐘進(jìn)行分析,得出在某些主要分音上都可能產(chǎn)生拍頻,人們所感覺到的是頻率較低的拍音[4]。山西大學(xué)音樂學(xué)院楊陽、丁宏測量出永樂青銅古鐘的拍音主要有兩個,有延時較長、強(qiáng)弱變化明顯等特點(diǎn),這是鐘聲重要的聲學(xué)特性。[5]
3 結(jié)語
拍音是一個基本的聲學(xué)現(xiàn)象,在音樂實(shí)踐中的運(yùn)用非常廣泛。在鋼琴調(diào)律中,拍音被廣泛應(yīng)用于確定平均律音高關(guān)系;由于有拍音,鐘聲變得時遠(yuǎn)時近,莊嚴(yán)渾厚。理解拍音的聲學(xué)原理與產(chǎn)生機(jī)制,合理利用或消除拍音都不是容易的事,需要在今后的學(xué)習(xí)與實(shí)踐中不斷探索解決。