“方儿,这音律之说确实讲透了,而你唱的这些奇怪的字音准也对,只是这奇怪的符画太难辨认。”沈括对这些奇奇怪怪的符号甚为不满。
“记号而已,以后也可以直接指着数字唱。”
“这个发和西,古琴谱中从未见过,但是在笛谱、琵琶谱里却有变徵、变宫两音,若是用方儿讲的数字来记录,这琴谱便极易流传。”
“正是如此,这种记谱的方法为简谱,确实应该多加提倡。毕氏不仅定了七音的频率,而且他还做了关于弦长与频率的试验。得出的结论是,音准只和弦长、弦的拉力有关。事实上,除了弦长和弦的拉力以外,弦的密度也对频率有影响。后来的科学家对波进行了大量的研究,已经有成熟的公式,不知道大伯和爹爹可有兴趣。”
“快快讲来!”沈披和沈括已觉收获颇多,没想到还有更加精细的分析,沈披便急切地说道。
“首先是波长公式,波长等于2倍的弦长除以正弦波经过横线的数量。数量取一时,波长就等于2倍的弦长。”
“其次是波速公式,波的速度等于波长乘以频率,能反应波传递的速度。”
“第三也是波速公式,能够体现波如何生成的公式,波速等于张力除以密度然后再开根号。也就是说,张力越大,能产生的波速越快,密度越大,能产生的波速越慢。”
“第二个公式和第三个公式里面都有波速,很容易得出来,频率等于张力除以密度然后再开根号,然后再除以二倍的弦长。这个公式很清楚地表明,在弦乐器中,弦越长,音越低;拉力越紧,音越高;弦的密度越大,音越低。”
“如果将相同质地不同长度的钢丝绷紧,然后用重锤击打,便可以根据钢丝的长度,调出七个八度的所有的标准音,这样的乐器叫做钢琴。”
“那岂不是将为七七四十九个音阶的乐音?”
“不只四十九个音阶,每一个八度有十二个乐音,一共八十四个音,然后再加上三个低音、一个高音,共八十八个标准音。”
“此十二音阶从何而来?难道也是从三分损益法中得来?”
“正是如此,因为3/2的五次方和2的三次方很接近,可毕竟是近似值,而不是完全相等。在一个八度之内,这么小的差距也许没什么,但是如果乐器的音域跨越了好几个八度,那么这个近似值带来的误差便很大。于是人们开始寻找更好的近似值。”
“通过计算,西汉学者京房发现,3/2的五十三次方和2的三十一次方也很接近,但人耳朵能接受的八度却在七个左右,所以3/2的十二次方129.7和2的七次方128这两个接近的数便成为较为精确的选择。于是古人们把“五度相生律”中“按3/2比例寻找最和谐音”的循环过程重复12次,便认为已经到达了主音的第7个八度。再加上原来的主音和4/3F,如今就有了12个音符。这种经过修改的“五度相生律”推出的12声音阶,其频率分别是:F、2187/2048F、9/8F、19683/16384F、81/64F、4/3F、729/512F、3/2F、6561/4096F、27/16F、59049/32768F、243/128F。”
“既然如此,七个八度,八十四个音阶正好够用,为什么还要再增加四个声音?”