音乐声及其特性

约翰凯奇的戏剧“4'33”是4分33秒的沉默。 除此作品外，其他作品均使用声音。

声音之于音乐就像油漆之于绘画，文字之于作家，砖头之于建造者。 声音是音乐的素材。 音乐家应该知道声音是如何工作的吗？ 严格来说，没有。 毕竟，建造者可能不知道他建造材料的特性。 楼倒塌不是他的问题，而是住在这栋楼里的人的问题。

音符 C 以什么频率发声？

我们知道音乐声音的哪些特性？

我们以字符串为例。

体积。 它对应于幅度。 我们越用力地敲击琴弦，它的振动幅度就越大，声音就会越大。

持续时间。 有人造的电脑音可以发出任意长的时间，但通常声音会在某个时候出现并在某个时候停止。 借助声音的持续时间，将音乐中所有有节奏的数字排成一列。

高度。 我们习惯说有些音符听起来更高，而另一些则更低。 声音的音高对应于弦的振动频率。 它以赫兹 (Hz) 为单位：一赫兹是每秒一次。 因此，例如，如果声音的频率是 100 Hz，这意味着琴弦每秒振动 100 次。

如果我们打开音乐系统的任何描述，我们很容易发现频率 最多小八度 是 130,81 赫兹，所以在一秒钟内发出的弦 至, 产生 130,81 次振荡。

但是这是错误的。

完美的字符串

因此，让我们描绘一下我们刚刚在图片中描述的内容（图 1）。 暂时，我们放弃声音的持续时间，只表示音高和响度。

这里的红色条以图形方式代表我们的声音。 此条越高，声音越大。 此列越靠右，声音越高。 例如，图 2 中的两个声音的音量相同，但第二个（蓝色）听起来比第一个（红色）高。

这样的科学图表称为幅频响应（AFC）。 人们习惯于研究声音的所有特征。

现在回到字符串。

如果琴弦作为一个整体振动（图 3），那么它真的会发出一个声音，如图 1 所示。这个声音会有一定的音量，这取决于打击的强度，以及明确定义的频率由于弦的张力和长度而产生的振动。

我们可以听到这种琴弦振动所产生的声音。

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听起来很可怜​​，不是吗？

这是因为，根据物理定律，弦不会像这样振动。

所有的弦乐演奏者都知道，如果你正好在中间碰一根弦，甚至不用将它压在指板上，就可以敲击它，你会得到一种叫做 小旗。 在这种情况下，弦的振动形式看起来像这样（图 4）。

在这里，弦似乎被分成了两半，每一半的声音都是分开的。

从物理学可知：弦越短，振动越快。 在图 4 中，每一半都比整根弦短两倍。 因此，我们以这种方式接收到的声音的频率将是原来的两倍。

诀窍是，在我们开始演奏泛音的那一刻，弦的这种振动并没有出现，它也出现在“开放”弦中。 只是当琴弦打开时，这样的振动更难察觉，通过将手指放在中间，我们将其显露出来。

图 5 将有助于回答弦如何同时作为一个整体和两个半部分振动的问题。

琴弦整体弯曲，两个半波在其上震荡，犹如八字。 八字形在秋千上摆动就是添加了两种这样的振动。

当琴弦以这种方式振动时，声音会发生什么变化？

很简单：当一根弦整体振动时，发出一定音高的声音，通常称为基音。 当两半（八）振动时，我们会听到两倍高的声音。 这些声音同时播放。 在频率响应上，它看起来像这样（图 6）。

较暗的柱子是由“全”弦振动产生的主音，较轻的柱子是暗柱的两倍，它是从“八”的振动中获得的。 这种图表上的每个条形都称为谐波。 通常，高次谐波听起来更安静，因此第二列略低于第一列。

但谐波不限于前两个。 事实上，除了已经很复杂的八字形和摆动之外，琴弦同时弯曲像三个半波，像四，像五，等等。 （图 7）。

因此，声音被添加到前两个谐波上，比主音高三、四、五等倍。 在频率响应上，这将给出这样的画面（图 8）。

当只有一根弦发声时，就会得到这样一个复杂的集合体。 它由从第一个谐波（称为基波）到最高的所有谐波组成。 除了第一个泛音之外的所有泛音也称为泛音，即翻译成俄语 - “高音”。

我们再次强调，这是最基本的发声理念，这就是世界上所有琴弦的发声方式。 此外，只要稍作改动，所有管乐器都会发出相同的声音结构。

当我们谈论声音时，我们指的是这种结构：

声音 = 地音 + 所有多重谐波

正是在这种结构的基础上，它的所有和声特征都建立在音乐中。 如果您了解声音的结构，就可以很容易地解释音程、和弦、调音等的属性。

但是，如果所有的弦乐和所有的小号听起来都是这样，为什么我们能区分钢琴和小提琴，吉他和长笛呢？

音色

上面提出的问题可能更难，因为专业人士甚至可以区分一把吉他和另一把吉他。 两种形状相同的乐器，同样的弦，发出的声音，给人的感觉是不同的。 同意，奇怪？

在我们解决这个奇怪的问题之前，让我们听听上一段中描述的理想字符串的声音。 让我们来听听图 8 中的图表。

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它似乎与真实乐器的声音相似，但缺少一些东西。

不够“不理想”。

事实是，世界上没有两个完全相同的字符串。 每根弦都有自己的特点，虽然微观，但影响着它的发声。 瑕疵可能是多种多样的：沿琴弦长度变化的粗细、不同的材料密度、小的编织缺陷、振动过程中的张力变化等。此外，声音的变化取决于我们敲击琴弦的位置、乐器的材料特性（例如对湿气的敏感性），乐器相对于听众的位置，以及更多，直到房间的几何形状。

这些功能有什么作用？ 他们稍微修改了图 8 中的图表。它上面的谐波可能不是很重，稍微向右或向左移动，不同谐波的音量可能会发生很大变化，可能会出现位于谐波之间的泛音（图 9 .)。

通常，声音的所有细微差别都归因于模糊的音色概念。

音色似乎是一个非常方便的术语，用于描述乐器声音的特性。 但是，我想指出这个术语有两个问题。

第一个问题是，如果我们像上面那样定义音色，那么我们主要通过耳朵来区分乐器，而不是通过它来区分乐器。 通常，我们会在声音的前几分之一中捕捉到差异。 这个时期通常被称为攻击，声音刚刚出现。 其余时间，所有的 sruns 听起来都非常相似。 为了验证这一点，让我们听一下钢琴上的一个音符，但有一个“切断”的起音周期。

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同意，很难在这种声音中识别出著名的钢琴。

第二个问题是，通常在谈声音时，只挑出主音，其他的都归于音色，好像它无关紧要，在音乐结构中不起任何作用。 然而，事实并非如此。 有必要从声音的基本结构中区分个别特征，例如泛音和谐波偏差。 个人特征对音乐结构的影响确实很小。 但是基本结构——多重谐波，如图 8 所示。——是决定音乐中所有和谐的因素，无论时代、趋势和风格如何。

下次我们将讨论这种结构如何解释音乐结构。

作者——罗曼·奥莱尼科夫 录音 – 伊万·索辛斯基