什么是好听的声音?
两千五百年前在欧洲某个城邦的街道上,有一位身穿白袍的智者正在优闲地走路。突然,路旁打铁铺传来的打铁声吸引了他的注意力。他发现,不同的铁锤打在铁片上时,发出的声音不一样,有时候听起来悦耳,有时候却相当刺耳。
这位观察事物敏锐的智者走进打铁铺一看,铁匠正用五把铁锤,两把两把地敲打铁片。起先智者认为,打铁声音不一样,是因为铁匠用的力量大小不同,所以他请铁匠用同样的铁锤、不同的力量敲打铁片。结果,无论是大力敲或小力打,都不会改变敲打出来的声音。
于是,智者又请铁匠换个方式打铁:五把铁锤,两把两把轮流组合敲打铁片。奇妙的事情发生了:有些铁锤组合敲出来的声音依然刺耳,但有些铁锤组合敲出来的声音则非常好听;几个不同组合铁锤敲出来的声音,甚至产生不同音高的和音(双音)!因此,智者将注意力转移到能产生好听和音的铁锤上。他观察到,这些铁锤的长度都差不多,于是顺手将这几把铁锤拿来甩一甩。
这一甩,不得了!他有了惊天动地的发现。他分别称了一下这五把铁锤的重量。如果两把铁锤的重量是1∶1/2,敲出来的和音就是八度;如果两把铁锤的重量是1∶2/3,敲出来的和音正好是五度;如果两把铁锤的重量是1∶3/4,敲出来的和音正好是四度。八度、五度与四度,是古典音乐中最和谐的声音组合,这种组合称为“音程”,也就是两个音之间的距离。
这位智者叫毕达哥拉斯,这个伟大的发现,后来发展成奠定人类科学文明的基础,称为“毕达哥拉斯定理”,或简称“毕氏定理”,是每个人都会学到的几何原理。所以,好听和谐的声音是有科学依据的。今天古典音乐声音好不好听的标准,建立在两千五百年前毕达哥拉斯惊人的发现上。而到底什么是“毕氏定理”呢?简单地说,就是判断任何事物比例美不美的一种思考方法。
法拉利与BMW
我从小就喜欢汽车,不只喜欢看司机怎么开车,也喜欢听各式各样汽车排气管发出的声音。不同排气管发出的声音,带给我不同的感受。有些声音浑厚有力,让人直觉这部车子引擎马力很大,可能有三百匹马力,零到一百公里加速大概只要五秒钟;有些声音听起来软弱无力,引擎的汽缸壁大概很薄,爬中山高速公路泰山到林口这段坡道八成很吃力。
过去这十年,无论是有线电视频道或是网络的YouTube(全球最大的视频网站),不时有节目介绍世界顶级汽车厂如何制造“超级跑车”的影片。透过这些影片详细的介绍解说,我开始真正理解一部车子如何“组装”起来,以及西方科技工艺对每一个汽车零件精准度的要求,已达到令人叹为观止的地步。
其中让我印象最深刻的是法拉利汽车工厂的影片介绍。在这个最现代化的汽车工厂里,我看见的不只是21世纪最高科技化的工艺美学,它更像是文艺复兴时期那些伟大的艺术家如米开朗琪罗古典美学的再现。
台湾知名旅美小提琴家曾耿元曾经和我谈起,他在YouTube上看过一段让他惊讶不已的法拉利汽车引擎验收方式。他说,法拉利引擎装配完成时,最后一道验收动作是由负责装配的技师拿把小锤子,轻敲引擎汽缸的外表,根据敲出的音高决定引擎是否达到制造标准。如果没有达到标准,引擎会被熔解后重新制造。
千万不要小看最后这个验收的动作!它的用意,和制造乐器的原理一样。以长笛或单簧管这些木管乐器的构造来说,制造时,每根管子的长度、厚度以及在管子上所打的每一个洞的大小,洞与洞之间的距离等,都必须非常精准,否则吹出来的音高就会不准,声音的质感也会怪怪的。这些管子的长度、厚度与洞之间的距离,都是根据毕达哥拉斯定理的比例原则来计算、确定的。因为毕氏定理简单地说,就是在制定比例之美。
任何汽车的引擎构造,都包含了许多管路与零件,它们也都有一定的长度、宽度、厚度与大小规格。这些管路与零件组合(ensemble)好之后,如果尺寸规格比例符合工程师所设定的标准,那小锤子轻轻一敲的声音,一定也就符合工学上的比例之美了。
听音乐会时,音乐家在舞台上的第一个动作一定是调音。调音的用意与制作乐器和汽车引擎一样:大家的标准必须一致,一起演奏时才能产生“和谐”的声音。
我特别喜欢法拉利与BMW(宝马)“5系列”汽车引擎发出来的声音,因为它们的声音具有比例和谐之美。当法拉利引擎转速达到每分钟7,000转以上时,很像戏剧男高音高亢的唱腔,仿佛听到已故的著名意大利男高音歌唱家帕瓦罗蒂飙高音;而BMW的声音则完全不一样,它浑厚低沉的引擎声就像瓦格纳歌剧里男中音的唱腔,浑厚而迷人。
下次有机会听到这些汽车引擎的声音时,不要忘了,这样的声音可是由具有艺术家品位的工程技师调校出来的。科技始终来自于人性——来自人性中追求完美的DNA(脱氧核糖核酸)!
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