音乐声学——科学与艺术结合的宁馨儿

科学与艺术的关系在近几年又被不少人重新提出来了。事实上它是一个一直被前人先哲们争议不休的古老课题。自古至今，多少科学家、艺术家、哲学家对此发表过他们的真知灼见。有人强调他们之间的差别，认为“科学探索大自然，而艺术则探索人的心灵”，“科学著作的生命很短，而艺术则永葆青春”。有人则强调它的共性，认为“艺术家的猜想与科学家的发现多么相似”。直到现在，人们仍在争论：未来属于科学还是属于艺术？

早在古希腊时代，科学与艺术就是相互沟通、相互渗透、并存发展的。在声学的发展过程中，音乐与物理、数学一直密切相关。许多科学家、哲学家认为，科学的谐和与艺术的谐和都是美的体现。

然而到了中世纪以后，科学与艺术在形式上分了家，并各自向着自己学科的深入方向发展，内容也越分越细，这当然是一种进步。但是，一道不可逾越的鸿沟在科学和艺术之间形成了，并且在人类发展的相当长的时间里，人们对它们的共性没有作更多的强调。

随着近代科学的发展，人类又重新认识了科学与艺术之间不可分割的内涵所在。正如 19 世纪法国文学家福楼拜所说：“艺术越来越科学化，科学越来越艺术化，两者在山麓分手，有朝一日，将在山顶重逢”。而今天这种重逢已并非是一种简单的握手，而是有着更深更广的内涵，更新的形式和表现。这也正说明了人类文明正在攀登一个新的高峰。

当前，科学与文化的发展，除了有各门学科各自的前沿以外，还有三个特点：一是各种门类学科，包括自然科学、社会科学、技术科学、哲学和艺术等学科的交叉与渗透；二是作为主体的人和客观世界的融汇和结合，人们越来越看到自身的价值；三是计算机的渗入。音乐就处在这三个特点的交汇处。以往以研究音乐的客观基础及乐器发声为对象的科学——音乐声学，现在已涉及到物理学、音乐艺术、电子学、计算机科学、生理学、心理学、美学等学科。因此，现代的音乐声学已经是一门与高科技结合的新的交叉学科。图(1-2)









音乐声学与各学科的关系科学与艺术有许多共同的规律。比如：

要素构成规律：即每个学科的各个层次，都是由一些要素构成的。乐的物理实质是振动的传播。振动由强弱、频率、时间等要素构成。反映到主观听感上，又有音调、响度、音色和时值等要素。而这些要素的汇合又形成了高一层次的旋律、节奏、和弦、曲式等。这些高一层次的要素又进一步形成了不同的音乐风格和体裁。又如物理学的各个分支也无不由一些基本物理量汇合而成。

形式规律：包括对称、节律、统一、对比、均衡、比例、变化、主
从、运动、装饰、符号规律学等。例如：构图要均衡，物体结构要均衡，心理要平衡；音乐有节律，天体有运动周期，经济发展也有节律；音乐有装饰，美术也有装饰等。

量的规律：自然科学是定量的，这不容置疑。社会科学，如国力评估、物价指数等，也是定量的。在艺术的范围里，如：音色的感觉、音乐的评价等等都是朝着定量的方向发展，电子计算机应用于艺术，更促进了量化的过程。

创造规律：音乐与物理及其他学科一样，需要创造性思维。如归纳，抽象、演绎，多元化的思维触角，信息反馈等，这些都是普遍的。形式方法、结构方法、移植方法、模拟方法等发明创造方法，不管在哪里都是行之有效的。

学科思想规律：各个学科的各个局部均有其具体的指导思想，如物理思想、建筑思想、发明思想、文学创作思想、音乐创作思想等。

美的规律：人间万物充满着美，有自然美、音乐美、技术美等。一切美好的事物总是人类所向往的。追求美是人的天性。

在这本小册子里，我们把音乐声学作为科学与艺术结合的产物来对待，把它放到当今时代的列车上，站在纵观当前科学、文化发展特点的高度，从科学与艺术结合的角度，自觉地应用科学与艺术的共同规律，以发展的眼光去叙述音乐与物理的关系。在以后的章节中，我们将选择一些问题来一一进行讨论。