自然界的乐声 （1）

飘尘

什么是“乐声”？自然界存在哪些乐声？ 乐声的基本结构是什么？人脑是如何区分乐声与非乐声和噪声的呢？人类的听觉系统的进化与于音乐的关系是什么呢？人类大脑的听觉皮质中枢与乐声的关系如何？

你想象一下，当你站在阳光照耀的一望无际的草原上，聆听远处传来的阵阵牛羊的叫声：“咩咩。。。哞哞哞。。。”。羊咩清润清越，而牛叫声则低沉粗旷，形成了一种自然的二重绝唱。长期以来，研究生物进化的科学家们对牛羊角的功能迷惑不解。尽管远古时代，人类已经有了在战场上用野牛角作为原始的号角，激励士兵的士气， 但是，牛角的功能远不止于此。从生物进化的角度分析，牛角的功能与野牛个体之间的争斗相关，进而与野牛种系的交配选择和繁殖后代有一定的关系。争斗中胜利的一方，靠着犀利的牛角打败对手，将心仪的雌牛拥为己有：这是不争的事实。然而，牛角的另一个重要的功能却常常被忽视：在物理学家的眼里，粗大的野牛角和细小的羊角之间的区别和差异在于它们在牛羊发声时，有着不同的声波共振频率和强度。牛角和羊角是天然的生物声波频率共振器。当然，在音乐家眼里，它们是一种天然的乐器。“号角”这个词代表了生物进化与音乐之间的某种联系。

物理学上所说的共振器是一种两端封闭的管状物，它可以放大特定的声波频率。西洋乐器中，许多都存在这种“共振器”的结构， 比如交响乐队中的降B调（Ｂｂ）铜号，爵士号，巴哈号，文艺复兴时期（公元1450-1600）的滑动号，等等。我们知道，野牛与对手格斗时，野牛的吼叫声通过牛角的振荡放大，使吼声变得强烈，特定地激励交感神经和大脑，恐吓同类的竞争者和敌人。由于野牛属于社会性动物，其吼声的强度和频率于信息传递的范围和距离有关。因此，野牛的犀角被人们视为野牛之间交流信息的一种工具。

那么，牛羊的叫声属于一种“乐声”吗？回答是肯定的。公元前四世纪，古代中国的一位音乐家，管仲，曾经对动物的叫声和它们的音乐性有过详细的描述。他把牛叫声定为古代中国音乐的五声音阶（宫，商，角，徵，羽）中的“角” 音 (F)。这是有一种很有趣的古音乐文化现象。首先，管子在他地圓篇中記載了用三分損益法，用九寸長的竹管, 圓周長九分, 就是交互使用“三分損一法”(即去掉三分之一的長) 以及“三分益一法”，（即將所剩再增加三分之一的長)，通过竹笛的制作和反复演奏测算实验，完成了五声音阶的计算。也就是由一個音　（道）出發, 用三分損一法，就是乘以 3/2 (即升高五度音程),　以及用三分益一法：就是乘以 ¾ (即降四度音程), 如此交互相生, 建立和得到音律由低到高（五声：宮 C、 商 D、 角 F、 徵G、 羽A），數字由小到大 （竹管长度）相互对应的一组关系 （1 , 3/2, 9/8, 27/16, 81/64, 2）。孫子說过: “聲不過五, 五聲之變, 不可勝聽也。” 管子把牛羊发出自然的叫声定位为“角”音。准确的说，角音的纯频率应该约在３５２赫兹，跨度约两个音阶（Octaves）。更为有趣的是，现代交响乐中的铜号的音调也包含了“角” 音。角音的纯音频率涵盖E到降B（Ｂｂ），其频率约在３３０－４９９赫兹，跨度约１．５　到两个音阶（Octaves）。理想的牛羊叫声从理论上可以产生无数的谐音，当这些声音由一系列谐音有规律地组成在一起时，其结果是乐音的产生，对人类的耳朵和大脑皮质的听觉中枢而言，谐音会产生愉悦的效果。乐音的产生遵循了一个古老的化学法则：相似相溶，物以类聚。声学中，乐音的产生是同音调的谐音对人类大脑的听觉中枢作用的结果。潜在的问题是，你喜欢听牛叫还是爵士乐呢？

未完待续