書名：好音樂的科學Ⅰ（二版）：破解基礎樂理和美妙旋律的好聽秘密

作者簡介

約翰•包威爾（John Powell）
擁有倫敦大學帝國學院的物理學博士學位。在2003年，他獲得了英國謝菲爾德大學的音樂作曲碩士的學位。並於英國諾丁大學與瑞典盧里亞理工大學擔任物理科學客座教授。除了本書，包威爾並著有系列作品《好音樂的科學Ⅱ》（Why You Love Music，中文版由大寫出版）。

譯者簡介

全通翻譯社

書籍目錄

Chapter1：So, What is Music Anyway?
音樂究竟是什麼？
Chapter2：What is Perfect Pitch and Do I Have It?
什麼是絕對音高？我有嗎？
Chapter 3：Notes and Noises
樂音與噪音
Chapter 4：Xylophones and Saxophones: Same Notes but Different Sounds
木琴與薩克斯風：同音不同聲
Chapter 5：Instrumental Break
樂器獨奏時間到了
Chapter 6：How Loud is Loud?
音量多大才算大聲？
Chapter 7：Harmony and Cacophony
和聲與雜音
Chapter 8：Weighing up Scales
衡量音階
Chapter 9：The Self-Confident Major and the Emotional Minor
自信的大調和感性的小調
Chapter 10：I Got Rhythm
我抓到節奏了
Chapter 11：Making Music
創作音樂
Chapter 12：Listening to Music
聆賞音樂
Chapter13：Fiddly Details
一些繁瑣細節
a.Naming and identifying intervals
音程命名與辨識
b.Using the decibel system
分貝系統的使用
c.Tuning an instrument to a pentatonic scale
將樂器調成五聲音階
d.Calculating equal temperament
平均律的計算
e.The notes of the major keys
第五節 各大調的音組
參考書目
致謝

推薦序/導讀/自序

前言

在我進入伯明翰就讀的第一天晚上，我到當地的一家薯條店，點一了一份我最愛在小酌後享用的炸薯條、四季豆和肉汁。店裡的華裔女店員饒有興味地問我：「肉汁是什麼？」這下子可問倒我了。在老家的時候，點餐加肉汁是理所當然的事，從沒想過要怎麼形容它，「是……一種淡淡的棕色醬汁吧？！」幸好，事情最後解決了，當店員面帶微笑地吐出神奇的字眼：「要咖哩醬嗎？」，頓時一個嶄新的伯明翰世界在我面前展開……

這個小故事的重點不在於探討肉汁的優劣，而是點出了即使是再熟悉不過的美好事物，我們也不見得真正認識它們的本質。這亦正是大多數人與音樂之間的關係──享受其然，卻不知其所以然。慚愧的是，我自己其實始終弄不清楚肉汁究竟是什麼，但卻對音樂的某些元素有相當的認識，並誠摯希望自己對於音樂人如何僅利用弦、一些木盒和幾段管子就能操控人心的解說，能讓各位滿意。

本書內容並非只是一些看法或臆測，而是依據樂音的產生及組成樂曲原理的真憑實據來撰寫。許多人認為音樂純屬藝術創作，但其實不然。整個音樂的創作過程，自有其邏輯規範、工學和物理原理在背後支撐著。過去兩千年來的音樂和樂器發展，是一段不曾間斷的、音樂與科學的交響曲。然而在說起人類在悟性上的各項進步，讓我十分欣慰的是，現在英國各地的炸魚店，不管是咖哩醬還是肉汁「都」享用得到了。

雖然本書提供了大量音樂家和科學家原本不知道的事物，但各位應該會很高興得知，你不需要具備音樂或科學專業素養，就能理解本書所說的一切。你唯一需要具備的音樂技能，就是會哼唱這兩首歌──〈黑綿羊咩咩叫〉（Baa, Baa, Black Sheep）以及〈因為他是個老好人〉（For He’s a Jolly Good Fellow）。你的歌聲嘹不嘹亮、好不好聽不重要，反正我也聽不到。至於算數能力，若你懂得加、減、乘、除等基本運算會很有幫助，但不懂也沒什麼關係。同時，由於我會先假設你沒有受過音樂的專業訓練，因此舉凡書中提及的專有名詞，我都會一一加以解說。對音樂專業人士或科學家們來說，也許有些多餘，但我寧可囉唆一點，也不希望讓多數讀者感到困惑。

本書通篇不時會提供一些樂曲片段，以方便解說各類重點。這些樂曲大多數皆可在YouTube上找到，或是透過其它媒體聆聽，但卻並非本書不可或缺的部分。我將它們收錄進來的原因，是猜想各位可能會喜歡，還有就是我大概永遠不會有名到出現在廣播節目「荒島唱片」(#d)*(#/d)裡。若你覺得我哪?說明得不好，或需要更多資訊的話，請寄信到我的電子郵件信箱[email protected]，我會試著回覆。（各大財力雄厚的唱片公司若想以巨款賄賂我，好讓你們將某些音樂片段納入未來再版書中的話，亦可善用此一信箱。）
(#d) 〔譯注〕「荒島唱片（Desert Island Discs）」是英國BBC電台經典談話性廣播節目，受邀的名人需分享個人若漂流到荒島上會帶哪八張唱片的話題。

音樂主題無所不包，從偉大作曲家的愛情生活，到如何製作一把吉他或是吹奏小號都有。與音樂史相關的著作可說是將所有和「時間」相關的問題一網打盡，其餘多數音樂類的書籍則是在「方法」上著墨。而本書卻是為某些音樂「是什麼」和「為什麼」的問題解惑，像是空氣在樂器與你的雙耳間產生了什麼現象？以及這些現象為什麼會影響你的情緒？

繼續讀下去，你就會得到包括下列這些問題在內的解答：
• 樂音和噪音有什麼區別？
• 小調是什麼？為什麼聽起來較傷感？
• 為什麼十把小提琴發出的音量，只比一把提琴聲大一倍？
• 為什麼單簧管的聲音和長笛不同？
• 為什麼西洋樂器都調成一樣的音？又為何是這些音？
• 什麼是和聲？如何形成？

其中某些問題的答案，可在圖書館中物理類書目下的「聲學」主題中找到。唯一棘手的是，此一主題在技術層面上，採用了大量的數學運算與複雜的圖表來說明，而內含大量圖表與算式書籍的讀者通常較小眾。這也就是為何只有少數不修邊幅的學者，對音樂原理看似無所不知（我自己就是以一介不修邊幅的學者身份和此領域的權威人士交換意見）。

當我第一次開始研讀音樂物理學和心理學時，我以為很簡單，心想薩克斯風跟豎琴的聲音是怎麼產生的，或我們為何要使用音階等問題會有多難呢？原本以為有些東西自己早就懂了，例如響度（loudness），但開始研讀之後，卻發現意料之外地複雜，但也比想像中要來得有趣得多。為了幫助自己理解，我開始將資料濃縮成簡單扼要的說明。到後來，我發現大多數這方面的知識，其實是可以說得讓任何熱愛音樂卻毫無相關背景的人都清楚明白。因此我便著手將筆記整理集結成這本書。

即便是某些頂尖的樂手，也未必熟諳音樂背後的事實基礎；他們彈奏樂器、將正確的音符以正確的順序演奏出來，而毋需深究樂器是如何製造並將這些音發出來的。這些樂手就好似服務生一樣，只負責上菜，而菜餚則是由廚師（即作曲人）用一批食材所組合烹調出來的，但卻沒人知道這些食材最初是怎麼來的。

我認為，像音樂如此普及的東西卻暗藏這麼多謎團，是很可惜的事。撰寫此書時，我並未使用任何數學算式、圖表或樂譜，同時儘量寫得口語化。透過探討「樂音」是什麼、它們是如何誘導人們跟著手舞足蹈、擁吻或落淚等背後的基礎事實，你就會明白許多音樂世界中的謎團，其實是十分淺顯易懂的；而你也將很開心地發現，自己並不會因為獲得這些新知，就從此不再隨音樂起舞、擁吻或落淚。

我的初衷是要讓各位知道，不論你是音樂專業人士或非專業人士，都可以從非常基礎的層次來理解音樂。這種理解層次可讓我們更能享受音樂，就和影子如何形成、或一幅畫如何因透視法而更引人入勝的道理相同。有些人會擔心懂得愈多、得到的樂趣愈少，但其實正好相反。了解一道費工夫的菜餚是如何料理出來的，反而會讓人更懂得如何享用，同時絲毫不減其美味。

雖然這是一本海納音樂百川的書，但我會聚焦在西方音樂的所有類型上。從法蘭克辛納屈、U2合唱團、貝多芬到搖籃曲和電影配樂都包羅其中。而所有這些從龐克、搖滾到歌劇的音樂類型，都遵循同樣的聲學與情緒操縱原則。

這其中有著錯綜複雜的音樂欣賞與理解的層次，起初，你可能會以為台上演奏的樂手比台下不懂樂器的聽眾更瞭解音樂，但其實不盡然。一位熱愛某樂曲的非專業發燒友，可能要比首度演奏該曲目的專業樂手，更懂得樂曲應有的聆聽效果。身為聽眾，你其實已對音樂有相當程度的了解，只是許多知識都深埋在你的潛意識中罷了。本書將盡力說明剖析這些知識，並希望能帶給你一些「啊！原來如此！」的恍然頓悟的感受。

序曲部分已差不多奏完，且讓我們就此進入音樂的主旋律中優遊。

文章試閱

摘自第二章「什麼是絕對音高？我有嗎？」

試想有三個人在沐浴時高歌。別想歪，不是在同一個浴室裡，本書可不是那方面的書。這三個人是在某座社區中不同樓層各自的浴室裡開唱。
金正嫦在二樓唱，一手拿著琴酒，一邊用破鑼嗓高分貝地嘶吼阿巴合唱團（ABBA）的經典金曲〈Dancing Queen〉。要是我們把她的聲音錄下來，跟原聲帶做個比較的話，就會發現以下兩點：
雖然音調高低起伏的位置大致正確，但不免有時高了點、有時卻又低了些。而這是我們大多數人唱歌的水準（這也正是為何我們得乖乖上班的原因）
她的起音跟原唱阿巴合唱團的不同。事實上，她的起音在鋼琴上也找不到（為什麼非要找到不可呢？）。這個音不過是她從自己的音域中「隨便」抓的一個罷了，若你認真追究的話，就會發現這個音是介於琴鍵上兩個音的中間。再強調一次，我們大多數人都是這麼唱的。

而住在七樓的則是簡新歌先生，雖然他是一名受過訓練的社區唱詩班團員，但他也沒有絕對音高。幸好，為了參與這段討論，他唱的也是〈Dancing Queen〉。若我們將他的歌聲與原曲做個比較，就會發現上下起伏的旋律相當正確。不過，就如同樓下的那位鄰居般，他的起音跟原唱也不一樣，而是跟我們大多數人的選擇雷同――位於兩個音的中間。
在更上面十五樓的一間浴室裡，施完美小姐也正沉浸在七○年代的時光中，高歌著……沒錯，也是〈Dancing Queen〉。施小姐不但是專業歌手，且剛好擁有絕對音高。若我們拿她的演唱跟原曲比較一番後，就會發現她不但音調起伏很準確，連起音都在正確的位置上。這就表示她唱的每一個音都跟原唱一致。
施小姐的演唱不但出色還相當少見（唯有少數人擁有絕對音高），但這並非暗指她有任何獨特的音樂天分，反倒是簡先生有可能會是更好的歌手。若將一架鋼琴搬到簡先生的浴室並起個音給他，他就能像施小姐一樣，跟阿巴合唱團所唱的完全相同的第一個音開始唱。
施小姐所展現的，其實是她能「記住」鋼琴（或長笛等其它樂器）上所有的音，這不過證明她在六歲前就已掌握了這項驚人的記憶能力罷了。小朋友的記性比任何人都要好，這是因為他們必須學習說話或其它各項技能（前一分鐘他們還坐在花園裡抓蟲吃，發出「嘰嘰咕咕」的聲音，幾個月後就能到處跑，並毫不客氣地批評餅乾難吃）。
若你教小朋友唱一首歌，他們就會把歌調和歌詞學起來。所謂的「歌調」並非由特定音符所組成，而是在特定節奏下，一連串音高的上下起伏。〈黑綿羊咩咩叫〉不論從哪一個音開始唱都一樣好聽，而且別忘了，幾乎我們所有人的起音都是介於兩個鋼琴音之間。
只有用樂器彈奏出來的歌調，才能幫小朋友培養出絕對音高的能力。如果家長每次唱〈黑綿羊咩咩叫〉的同時，也在鋼琴上彈奏出一樣的音，那麼小朋友就會開始去記歌裡的每一個音，而不只是高高低低的旋律而已。到後來，小朋友就可能會在腦中為鋼琴上所有的音建立一整套記憶系統，甚至還會把這些音的名字學起來，像是「中央C上的F音」（中央C即是位於鋼琴琴鍵中央的C音）。
有趣的是，「絕對音高」的能力在歐美各國雖屬罕見，但在中國和越南等這些語言中包含有聲調的國家卻普遍得多。以這類聲調語言來發音的單字，同時擁有歌唱和說話的特性，以中文普通話來說，把一個字「唱」出來的各種音高，便成了溝通的關鍵──字音若聲調不同，意義也就不同。舉例來說，發音「ㄇㄚ」的字，若以既高且平的音高來唱或說的時候，即有「媽」的意思；但若從中等音高開始接著聲調上揚，就會變成「麻」；要是從較低的音高下降後再上揚，就會是「馬」；而當你從高音開始再往下直落，說出來的就成了「罵」了。因此，一句無辜的問話本來應是「媽！午飯好了嗎？」要是聲調錯了，就很可能會變成「馬，午飯好了嗎？」。由於這類無心之過很可能會讓你落入沒飯可吃的悲慘境地，因此這些國家的小朋友在學習聲調上，要比西方人更為謹慎，而重視音高學習的結果，也就比較可能養成絕對音高的能力。
很少有西方人培養這種音符記憶的能力，是因為這項能力對他們來說不太有用。事實上，擁有絕對音高反而會有點痛苦，因為這樣一來，使得他們吹起口哨或唱的歌，聽起來與多數人不同而成了走音。但當你是交響樂團的小提琴手，必須一邊坐計程車趕赴音樂會一邊為樂器調音時，擁有絕對音高就很有用了。同樣地，若妳是一位職業歌手，即使在荒郊野外練唱，也能確保每個音都唱對──但好處也僅止於此。缺乏實用性是我們的音樂教育從未嘗試教導絕對音高的原因，而另一個主要的因素，則是年紀一旦超過六歲後，就很難養成這種能力了。
即使如此，還是有不少的音樂人士（及某些一般民眾）擁有部分的絕對音高，這裡指的意思是他們只記得一兩個音。例如，多數交響樂團的團員必須在每場音樂會開始前，為他們的樂器調音（跟那些擁有絕對音高且自命不凡，能獨自在計程車裡調琴的小提琴家不同），他們利用「A音」來調音，由其中一項樂器（通常是雙簧管）奏出A音，而其他人跟進，這樣一來大家就能彈奏出同一個A音了（這就是你在交響樂演奏會前所聽到的那一陣恐怖的尖銳雜音）。如此這般重複地彈奏「A音」能幫助許多樂手記住它。
其它擁有部分絕對音高的例子，則跟持續地接觸特定音符或樂曲有關。有時，即使是不知道音符名稱的非專業樂手，也會有類似經驗並能記住一個或幾個音。你自己可以試試看，找出你最喜愛的幾首歌，憑記憶唱出這些歌中的第一個音，然後在一邊繼續哼唱的同時，一邊播放這些歌的CD。很難說，搞不好你也擁有部分絕對音高。
這類部分絕對音高不像一開始所以為的那般神奇，我們其實都能記住一個音幾秒鐘（可同時播放CD試試看），且短時間的記憶在經過不斷重複後，有時會變成長期記憶。
對了，如果你用手指將一隻耳朵塞住的話，唱歌或許就會準確得多，而這正是某些歌手在獨唱時會這麼做的原因。之所以產生這樣的效果，是因為我們原始的生理構造設計，會避免讓自己的聲音聽起來太大聲，以免蓋過了周遭應該注意的各種聲音──獅子、雪崩、關門時間等。而用一隻手指塞住耳朵就可加強嘴巴與腦部之間的回饋作用，同時有助你更仔細地監聽自己的音高。你可能注意到了，在鼻塞的時候，口耳回饋作用也會增強，這樣其實還滿討厭的。（有一次我不小心跟女友抱怨這件事，說「我的聲音真的好大啊，煩死了」，而她則挑起了一邊眉毛，說「你終於知道我們其他人的感受了……」）
我想回過頭來，想像一下前面那三位歌手唱歌時腦子裡在想什麼。但首先，你需要知道一首樂曲中各音符的高低起伏，叫做「音程」，而不同大小的音程則有不同的名稱。最小的音程即是鋼琴上相鄰(#d)*(/#d)兩個琴鍵的距離，叫做「半音」，而其兩倍距離的音程，則理所當然叫做「全音」。你不需要知道所有音程的名稱，但可以在書末最後一章〈一些繁瑣細節〉的第一小節中，找到它們的名字以及辨識它們的小訣竅。
(#d) 〔原注〕若你回去看第一章中鋼琴琴鍵的圖片，就會發現以鋼琴來說，「相鄰」這個字有點複雜。所有的白鍵看起來彼此相鄰，但那是因為黑鍵不夠長，無法將白鍵完全區隔開來。事實上黑鍵之所以較短，純粹是基於人體工學的考量。但就聲音來說，例如白鍵B和白鍵C彼此相鄰，但F跟G則不是，因為它們被黑鍵F#給區隔開來了。


所以，當這三位歌手在高歌時，下意識裡究竟在想什麼呢？
金正嫦的腦中正在傳送以下的信號：
隨便起一個音；
下個音唱低一些；
再下個音唱高一點……

簡新歌的腦中正在傳送以下的信號：
隨便起一個音；
下個音要降低一個全音；
再下個音要升高三個半音……

施完美的腦中正在傳送以下的信號：
唱升C音；
降到B音；
升到D音……

但是，就如我之前所說，即使施小姐唱的每個音都與一九三九年那個委員會所挑選出來的標準音相符，也不代表她就一定唱得比簡先生好。所謂的好歌手不只是把音唱對而已，還必須唱得清晰、有一定的力道，同時還得確保唱到最後一個音時不會沒氣。最重要的是，你聲音的質地會受你與生俱來的配備，亦即你的聲帶、嘴巴和喉嚨等的形狀和大小所影響。幾乎所有人在經過培訓後，都能成為一位不錯的歌手，但若真要唱得好，就必須接受訓練，「同時」擁有正確的配備。

怪現象和假學究

在第一章中，我提到由於德國長笛的長度跟英國的不一樣，因此德國交響樂團跟英國交響樂團所奏出的音是不同的。事實上，每個國家（甚至是不同城市）都各彈各的調。十九世紀時，在倫敦彈奏的「A」音其實比較接近米蘭的「降A」與德國威瑪的「降B」音。我們之所以知道這樣的差異，是因為歷史學家在這段混亂的時期，發現了各式各樣的音叉，同時，人們也對不同地區教堂的管風琴和長笛所發出的音進行了一番比較。更亂上加亂的是，連各地區自己所採用的標準音高都隨不同年代時高時低的。
不妨想像一下這樣的場景：時值一八○三年，著名的德國歌手Anton Schwarz在英國Bolton的一家酒館，遇見了著名的義大利歌手Luigi Streptococci：
「嘿！Luigi，你唱的每個音都是降調音，因為我有絕對音高，所以我知道。」
「不對吧！Anton，是你唱的每個音都是升調音才對吧？因為我才是真的有絕對音高，所以我知道。」
「不對，你錯了！」
「不，你才錯了！」
「降調、降調、降調！」
「升調、升調、升調！」

然後沒完沒了，直到老闆把他們兩個都轟出去為止，因為他們兩人沒有一個唱得跟他的鋼琴一致（該琴是依照一八○三年的Bolton標準音高來調音的）。難怪那個時期歐洲有這麼多戰爭。
這其實是很奇怪的現象，專業的音樂家過去曾（至今仍是）從非常年幼的時候就接受訓練，其中有些人養成了跟當地鋼琴調琴師或管風琴製造商所選擇的音高一致的「絕對」音高。但當他們開始四處遊歷後，就會發現其他受過嚴格訓練的專業人士，各自擁有不同的「絕對」音高。這有點類似每個人都宣稱自己最愛的粉紅色調才是完美的粉紅色一樣，因此所有的這些「絕對」音高也都同樣成立。想擁有絕對音高，就只要將一組音高深深烙印在你的長期記憶中即可，你甚至不需要知道這些音高的名稱。就像是你或許已將老媽那架鋼琴上的所有音符儲存在腦海中，但卻從沒人告訴你這個音是降B音而那個是D音等。
時至今日，擁有「絕對音高」的人所記憶的標準西式音高，是在一九三九年所制訂的，因為那是所有鋼琴、單簧管以及其它西方樂器的調音依據。也就是說，如果你有絕對音高，那麼就會跟其他人的絕對音高一樣。大多數擁有絕對音高的人，也都知道這些音的名稱，因為他們通常都是在很小的時候，經由某種音樂訓練而養成這種技能的。
上述種種史實讓我們之中的一些音樂學究日子很不好過。其中一個典型的學究觀點，認為我們應當完全按照莫札特「譜曲」的方式來演奏他的音樂；而另一種學究觀點，則認為我們應當完全按照莫札特譜曲時，腦海中所「聽到」的來演奏。這就面臨了一個問題，就是雖然莫札特擁有絕對音高，但他所記憶的音符跟一九三九年那個委員會所選擇的音不同。事實上，莫札特會把我們今日所知的「A」音，稱作「稍微走調的降B」（我們之所以知道這一點，是因為我們有莫札特用過的音叉）。因此當今日我們聆聽莫札特的音樂時，聽到的都是比他原譜高上半音的曲調──這個事實鐵定會讓某些音樂學究不開心。莫札特的某些難唱的超高音歌曲，若低個半音來演唱的話，就會容易多了，且這樣也比較接近莫札特當初創作的本意。但如此一來，所有的樂曲就都得以較低的音高來改寫，那麼又會惹得另一批學究不開心了。
因此，當你要討論「絕對音高」時，請將下列兩點銘記在心：
●若某些人擁有絕對音高，僅代表他們在六歲前，就已將某種樂器上的每個音都記住了。這些人通常具備較高程度的音樂技巧，但這跟他們的絕對音高（反而沒什麼用）的能力無關，而只是因為他們在六歲前就開始接受音樂訓練罷了。大部分的音樂技巧來自於訓練而非啟蒙，且愈早開始訓練，技巧就愈好。
●任何在一九三九年之前關於某人有「絕對音高」的說法，都沒提到是哪些音的音高，因為當時全世界對此沒有統一的標準。但話說回來，那些擁有當地「絕對音高」的人，可能是位非常優秀的樂手，因為他們顯然從很年幼的時候，就開始接受音樂訓練了。

至於你有沒有絕對音高的問題，只要依照我前面提供的方法來嘗試就知道了。你不妨從珍藏的CD中挑幾首最愛的歌，並在播放前，先試著唱出每首歌的第一個音。（請記得將一根手指放進一隻耳朵?，這樣就能夠將自己的聲音聽得更清楚，而且不要等到歌詞的第一個字播放出來後才唱，因為前奏會提醒你要出現的是哪個音。你只要把歌中的第一個音唱出來就可以了。）
●若你每首歌的起音都正確，你就擁有絕對音高；
●若你有些歌的起音是正確的，那麼你擁有的是部分絕對音高；
●若你認為你都唱對了，但沒有其他人同意你，那麼你應該去睡個覺，等到明天早上清醒後再試一次。