图文心得：https://maxjamesread.com/how-music-works/
听音乐对于许多人来说应该是再日常不过的事。但在这些“好音乐”的背后，你有想过它
们是怎样产生的吗？为什么有些声音就很悦耳，有些声音却让你巴不得摀住耳朵？
今天想介绍的这本《好音乐的科学》，作者约翰‧包威尔是个物理博士，同时也有音乐作
曲的硕士学位。这样跨领域的背景，让他能用物理知识，畅述音乐的背后原理。他的讲述
浅显，又有着独特的英式幽默（？），读来畅快，又获益满满。
接下来，就让我们跟著作者的步伐，探索音乐世界的奥秘！
【音乐是什么】
音乐是什么是个大哉问，每个人心目中可被认定为“音乐”的模样恐怕都不大一样，难以
有单一的定义。像我小时候听的是周杰伦，但现在小朋友听的可能是高尔宣？没要战的意
思，单纯感慨（笑）。
但如果为音乐个别的组成元素下定义，就简单的多。像是乐音、曲调、和声等等，都是可
以被明确解释的。这些你可能听起来似曾相似，熟悉却又陌生的名词到底在说啥呢？且听
作者娓娓道来！
【乐音的组成】
乐音可由四个部分组成：时值、音高、音色和响度。
〔时值〕
时值听起来很高端，但其实指的就是声音持续的时间。
〔音高〕
音高就是声音的高低，相信大家国中物理都学过（应该吧…），频率越高声音就越高。
音高的命名系统会用七个英文字母来命名：C、D、E、F、G、A、B。这些音高就是钢琴白
键的声音，而B再往上则会又回到C，第二个C之间的频率会是第一个C的两倍，乐理上会说
这两个音相差8度。那黑键呢？举个例，在F和G中间的黑键就会被称作升F（#F）或降G（
ｂG），其他以此类推。
https://imgur.com/NLYvCiZ
相信大家以前音乐课都曾被这套系统荼毒过。但你知道其实不久前，各国的音高还是不统
一的吗？由于这会造成许多困难，不同国家的乐手一起演奏会鸡同鸭讲，因此一九三九年
时，才在一场伦敦举行的会议中，决定的今日所使用的“标准音”。
接下来谈谈噪音与乐音到底差在哪。生活中有各种噪音，像是烧水、碎纸或是关门等声音
。为什么我们不会把这种声音当作“音乐”呢？
举关门声当例子，这样的声音是由同一时间的各种声波组成的，可能包含了门、锁、墙和
门轴的震动声波组合。因此最后传到我们耳膜的是一团混乱、没关联的个别波动组成，这
样的声音就是我们听到的音。
https://imgur.com/JRsQ8At
噪音是由许多种无关波动组成（引用自《好音乐的科学》）
那乐音呢？所谓的乐音其实就是由不断重复的波动模式所组成，单一波动长短无所谓，只
要型态一直重复就好。下图便是单簧管的波动图形。
https://imgur.com/LiTIl9n
乐音是由不断重复的气压波动组成（引用改绘自《好音乐的科学》）
顺带一提，噪音也不是一无是处，比方说打击乐器制造的就是噪音。因为它们的目的是制
造节奏，如果产生乐音反而会破坏和声，抢走主旋律乐器的风采。
〔音色〕
有了音高的概念，接下来谈谈音色。相信大家都听得出同一首歌，用吉他或是钢琴弹，听
来是截然不同的，而这样的差别就体现在音波的形态上。不同乐器，即便音高相同，仍有
不同的音波型态。下图便比较了直笛、双簧管和小提琴的波型。
https://imgur.com/Nj2bARf
音波型态决定音色（引用自《好音乐的科学》）
如果对乐器是如何产生不同的声音有兴趣，可以读读〈乐器独奏的时间〉这个篇章，相当
有意思。
〔响度〕
最后来讲响度，它指的是声音的大小，也就是所谓的音量。听起来很直观对吧，但是事情
没那么单纯。关键就在声音的加法不是简单的1+1=2。
试想一个问题，你今天听到的管弦乐团，可能是由一百个以上的乐器合奏的，如果乐团齐
奏发出的声音是单一乐器的一百倍，那你耳朵不还不聋了？事情显然不是这样，事实上，
一百只乐器只会发出一只乐器约四倍大的声响。
这是什么妖术？其实声音的大小与波的振幅有关，振幅越大就会产生更大的气压变化，耳
膜随之震动，听到的声音也就越大声。当有很多乐器加在一起时，许多的压力波其实会互
相抵销掉，因此耳朵并不会感受所有震幅的绝对加总。
https://imgur.com/kwfohOL
a波的震动较小声音也较小，b波的震动较大声音也较大 （引用改绘自《好音乐的科学》
）
题外话，抗噪耳机的运作原理就是利用这样的压力抵销效应，因此当你戴上AirPods Pro
时，恼人的捷运广播声就被削弱了。
此外，还有另一个重要的原因，就是我们的身体机制。聪明的大脑并不会将所有的声音都
累加起来。就像六支臭袜子不会比一只臭上六倍一样，当音量逐渐增加时，人体也会逐步
降低冲击，以免耳朵报废。
好的，讲到这边基础的音乐原理大致聊完了。接下来，让我们更进一步！
【乐理知多少】
〔旋律〕
不知道大家有没有观察过小朋友学唱歌时的情形。一开始他们只能随口哼唱一些单音，并
慢慢变换音高乱唱。接着他们会开始学习到，一首歌其实只是由简单几个音组成，只要用
正确的节奏和旋律起伏唱出来，就能获得大人好棒棒的掌声。
这些音高起伏就是所谓的“音程”。当音程起伏有问题时就是所谓的走音，也就是胖虎在
做的事。
〔和声〕
有了旋律的概念，接着谈所谓的和声。当你随手在钢琴上弹两个音，有时候很好听，有时
却很刺耳。这些组合起来好听的音形成了和弦，而和弦则是和声的基础。
和弦的标准定义是指同时演奏三个或更多的音。一连串的和絃则可以组成和声。作曲人在
谱写一首曲时，通常会用和声来衬托旋律。上面说过，有些音符组合听起来很愉悦，有些
则会很压迫，作曲家就会利用这种技巧来操弄听者的情绪。
一般我们弹吉他，就是制造和弦来帮歌曲伴奏。如果你是弹钢琴，那通常就会是用右手弹
旋律左手弹和弦和声。而有些变态，像是巴哈，会用一个旋律来帮另一个旋律伴奏，让你
左右手都很忙。和声系统可说是千变万化，甚至可以说和声几乎和曲调一样重要！
〔音阶〕
接着来谈音阶。音阶简单说就是一连串往上或往下，逐一演奏的音符，通常涵盖一个八度
。也就是说从某个频率开始，一直弹到两倍于该频率的音为止。
“音阶”与“调”又有关联，以C大调来说，当你从钢琴白键的C音，一路沿着白键往上弹
到下一个Ｃ音时，就完成了一个Ｃ大调的音阶。而当我们说一首曲子是Ｃ大调时，指的就
是这首曲子的音高组成，都在这些音阶里面。
https://imgur.com/F4HGEDP
从第一个C弹到下一个C就完成了一个C大调音阶（拍摄by MaxJames）
西方音乐世界将将八度分成十二个等分的音程。通常一次只会使用七个音来组成我们熟悉
的“调”。大家常听到的C大调或是A小调就是这些组合之一。
人类并不是突然被雷打到，灵光一闪把八度分成十二个音级，并决定一个调，要用哪七个
音。这是乐手们长期尝试声音怎么摆会好听，所发展出来的成果。而许多早期的音乐，使
用的是更简单的“五声音阶”系统。
如果你手边有钢琴，你可以随手乱弹钢琴的黑键，通常都会很好听。自己小时候还满喜欢
这样乱弹的，会瞬间觉得自己很厉害，懂作曲！这些黑键组成的就是五声音阶。但人们仍
想使用更多的音来创作。于是乎，诞生了将八度分成十二的音级的这套系统，就是所谓的
的“平均律”。
关于十二平均律的数学系统，有兴趣的可以参阅书中〈若干繁琐细节〉的章节讲解。总之
，数学家们计算出一套系统，其中每个音级都“均等”，让我们拿从任意音开始弹奏，还
能同时得到很多悦耳的音组。音阶上每两相邻的音，音程称作“半音”。一个八度总共就
会有十二个半音。
【听听音乐】
不知道说到这边，大家是否已经昏了。好在这些东西不影响我们听音乐。这里便来谈谈一
些有趣的音乐小知识。
〔绝对音感〕
同一首歌，如果你让两个人一起唱，可能会发现他们唱的音高并不一样。如果再拿去跟原
唱对比，很可能会发现他们唱的音与原版也不同。而有些人，能完美唱出跟原曲一模一样
的音高，这样的能力就称之为绝对音感。也就是说，他们能掌握绝对的音高。
书中提到，在声调语言国家像是中国或越南，有绝对音感的人会比较多。而什么时候开始
接受音乐训练也与这项能力息息相关，通常超过六岁就很难培养所谓绝对音感了。
有趣的是，因为现在这套音高系统是在一九三九年才统一的。在此之前，一个德国的钢琴
手与一个在法国的长笛手，彼此的“绝对音感”可能是不相同的。事实上，莫札特时代所
使用的音高系统就比现在低半音。因此莫扎特如果到现代，可能会疑惑我们干嘛帮他的曲
升key？
那有绝对音感就尊爵不凡吗？的确是，因为我就没有……如果对训练音感有兴趣可以参考
下方好和弦的影片。自己玩了一段时间，虽然仍没有绝对音感，但音感的确是有很大的进
步，大家有兴趣不妨试试看。
https://www.youtube.com/watch?v=exdgIOcmHG0
〔大小调〕
相信大家都听过大调音乐比较快乐，小调音乐比较哀伤这样的说法。关于什么是大小调，
这里就不继续为难各位了。有兴趣可以参阅书中精辟的解说，或是参考好和弦的这只大小
调影片。简言之，大调会将五声音阶再加上两个关联性强的音，而小调则会用十二音中较
不调和的音来取代大调中的一两个音。因此小调的音乐通常较含糊，明确乐段较少。
那小调真的就比较悲伤吗？这其实是因为我们已经相当习惯把小调与悲伤做连结，许多小
调歌曲的歌词也都较为哀伤，从小耳濡目染的结果就让大家把小调跟悲伤连结在一快。
这样的连结并非一定，我们仍然可以找到用大调弹奏的悲伤歌曲，或用小调弹奏的快乐的
歌曲。像书中提到的〈Round O〉，就是相当轻快的小调歌曲。
〔黑胶 VS. CD〕
黑胶与CD的差异，其实就是类比与数位的差异，书中用影像的复制和重制来说明。让我们
把音乐想成一条波浪线，比较黑胶与CD如何制造出这条线。
所谓类比指的就是复制，因此会像手绘般，把波浪线完整复制出来。而数位则是使用重制
的方式。电脑会将图形页面拆解成很多的小方格，并开始检视每个小方格是否有黑线。有
就会“是”的指令，没有则会得到“否”的指令。这些指令可以轻松将这条波浪线制造出
来。缺点是，制造出的曲线就不会像原本那样圆滑，因为它的线是由小方格所构成的。
而黑胶使用的就是类比技术，也就是将音乐复制到黑胶唱片上。CD使用的则是数位技术，
将音乐重制到CD上头。所以理论上来说，的确是黑胶比较能表现出音乐的原汁原味。
但其实能分辨两者差异的人其实非常少。作者举了一个1993年做的盲测实验，找了160位
听众测试，结果发现只有4位能分辨出黑胶与CD的差别。或许更多时候黑胶代表的其实是
种情怀，但我觉得也挺浪漫就是了。
【后记】
说来惭愧，自己其实学过九年的钢琴。但小时候对于乐理和音乐背后的科学一直兴趣缺缺
。对于音乐检定的乐理部分更是感到不耐，甚至在小三通过八级检定后就跟妈妈说我以后
不想考了。现在看来根本屁孩来着，难道不知道检定考试通过长大可以拿来炫耀嘛（误）！
长大后才发现乐理好像满好玩的，因此阅读本书的过程可说是兴味十足，稍稍弥补了小时
候白目不懂事的缺憾。如果你是对音乐有兴趣想更进一步学习的人，此书绝对值得买来好
好品味。
最后推一下去年上的线上乐理课程，老师是安妮朵拉的吉他手。对于音乐理论有兴趣但不
知道怎么入门的人来说，我挺受用的，虽然后面我觉得有点难就是……
https://hahow.in/courses/58af266c5c4e6507007c492a/discussions
很喜欢作者说的，就如同知道一道菜肴是怎么料理，可以更知道如何享用一般；懂更多音
乐理论并不会因此失去听音乐的乐趣，反而可以更沉浸在音乐的细节中。希望借由这篇文
章，让大家都能更了解并享受音乐囉！