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知识:音乐
音乐是一种美妙的艺术形式,古今中外都有流传。有些人会说,音乐是一种感性的东西,没有什么科学可言。但是,事实上,音乐里蕴含了很多科学的元素,今天就来说说这些冷知识。
其实,音乐中最基本的,就是频率和振幅了。频率是指音调的高低,而振幅则是指声音的大小。既然音乐是由这两个元素构成的,那么我们就可以通过科学的方法去研究它。
首先,我们来说说频率。在音乐中,不同的乐器和歌唱的人所产生的声音都有不同的频率。这些频率之间有一定的关系,而这种关系就称之为和谐关系。我们常听到的和声,实际上就是不同频率的声音所产生的和谐关系。那么,在音乐中的和声有哪些规律呢?
最基础的和声规律是简谐振动规律。简谐振动指的是一种周期性的振动,例如弦乐器的弦就是在不断地简谐振动。在简谐振动中,频率越高,基频就越高。当基频频率加倍时,音高会上移一个八度。这就是为什么,在钢琴上,相同的键位可以播出相同或不同的音程。若是加上一个低频音,频率与基频近似整数倍时,我们就得到了和声。这种和声就是谐波的和声,其和声中的每个音都是频率为基频的整数倍。简言之:钢琴上的单个键对应的频率是线性递增的,但同一个键位的乐符可以升高一个音阶,这个原因也是基于频率整数倍关系的。
接下来,我们来说说振幅。在音乐中,振幅指的是声音的大小,也就是音量。我们经常用分贝来描述声音大小,但实际上,分贝只是一个相对的单位。如果我们要真正地量化声音大小,就需要使用压力单位帕斯卡(Pa)。通常来说,人类耳朵可以听到的最小声音是20微帕,而能造成损伤的声音则要达到140微帕以上。
除了频率和振幅外,音色也是音乐中一个重要的概念。音色指的是不同乐器或人声所表现出的音调特点,这些特点由频率和振幅等构成。例如,小提琴和大提琴的音色不同,就是因为它们的频率和振幅等不同之故。由于人耳的灵敏度非常高,因此人们可以通过音乐传达很多情感和信息,这其中就有很大的科学含义。
最后,我们来说说音乐的启发。虽然音乐通常被视为一种文化和艺术形式,但其实,它也可以给许多科学学科提供启示。例如,在数学中,音乐理论有时可以演化为纯粹的数学理论,而在计算机科学中,音乐可以成为人工智能的一种教育和训练方式。此外,还有很多其他的领域,都可以通过音乐来获得启示。
总之,音乐虽然是一种感性的艺术形式,但它也蕴藏了很多的科学元素,包括频率、振幅和音色等。进一步地,音乐也可以激发人们去思考科学学科之间的共通之处,为其提供启示。因此,我们需要重新审视音乐,以更深的科学眼光来欣赏它。