音準是個物理現象
本文作者：Laurie Niles ，美國加利福尼亞職業小提琴演奏家，創建了知名小提琴網站 violinist.com ，西北大學音樂學學士，印第安納大學新聞學碩士，前職業樂團演奏家。
本文由 「一起練琴 - 小C」編譯
拉的完全不在調上，但卻有好的音色，這可能嗎？
小提琴、中提琴、大提琴和貝斯都是不可能的。
你可能說了，可能啊，我就聽過誰誰誰調不準但是音色特別棒。
咱不爭論這個，我用科學來解釋一下為什麼不可能。
約翰?伯頓是一位大提琴家，同時兼任德克薩斯大學阿靈頓分校的音樂教授，他在 2015 年 3 月舉行的 ASTA 大會上，以「共鳴、音準、音調：和諧演奏的秘密」為主題發表一篇演講，解釋了聲音物理學與好音色之間的關係。在開始演講前，他問在座的大約 30 名音樂教師有多少人上過聲學課，教室里只有3人舉手。(我不在其中)
雖然很多演奏者沒接觸過多少聲學方面的知識，但這門物理學科與演奏息息相關。
伯頓說：「當你演奏小提琴、中提琴、大提琴或 bass 時，你其實在演奏一種複雜的駐波。在音準方面，我們有很強的辨別能力。」
聲音是樂器和琴弦產生共鳴的聲波，但想要演奏出好音色？它需要精確的音高和恰到好處的運弓力度。
當一個弦樂演奏者拉空弦時會發生什麼？
從物理學的角度來分析:
當弦靜止時，它處於平衡狀態。→ 弓與弦產生的摩擦力破壞了弦的平衡，使弦移動。
將下弓的動作放慢拆解：
弓把弦向右撥動一點點，然後弦的彈力使它掙脫弓彈回到左邊。
當弓在弦上移動，不斷地撩撥又離開它時，弦來回振動的情況會反覆發生。
弦能抵抗弓的力量——它想處於平衡狀態。如果你只是簡單地拉動一根弦，它就會振動，然後恢復平衡。相反，弓建立了一個連續振動的系統，通過不斷地施加來自弓的摩擦力，弦被「拉動」數百次，保持振動。
弦的長度決定了它振動的音高。當我們用手指壓住琴弦，實際上是通過縮短琴弦的長度來改變音調。
一根弦的振動可以帶動其他弦振動，這就是所謂的「共振」。在我們的樂器上，當你演奏 G 音時，即使第三根手指在 D 弦上，也會出現這種情況。當拉出正確的音準時，G 的振動也會使 G 弦振動。事實上，它還能讓房間里任何能發出同樣的 G 調的東西——鋼琴里的一根弦，牆上曼陀林上的一根弦——振動。如果你敲擊一個音叉，位於房間另一邊的相同音高的音叉就會產生「共振」或「共鳴」。（這就像電影《鐵皮鼓》里，奧斯卡可以通過尖銳的叫聲來震碎玻璃；在某一位置發生了爆炸，幾公里外的房屋的玻璃碎了，是同樣的道理；首先要知道，振動發聲，物體振動就會發出聲音，振動停止，聲音停止。當一個聲音發出，和它相同音高的物體也會發生振動。）
但是想想這個：弦的「複雜駐波」產生很多頻率，不僅僅是 G 音。G 被稱為「基頻」，也就是我們主要聽到的。但由於這些振動而產生了許多其他音符，這些就被稱為「泛音」，或「和聲系列」。弦樂器的弦音聽起來不那麼清晰，但如果與另一根弦或木質樂器 ——甚至是房間另一頭的音叉 —— 產生共鳴，弦樂器的弦音就會被放大。
每個音符都有自己的一組泛音，任何音符的泛音都遵循一個物理規律。振動弦的泛音是弦「基本」波長的 1/2、1/3、1/4 等等。對於我們音樂家來說，這些分數代表的音符比「基本」音符高出一定的音程。他們總是遵循一個模式 ( 如下圖，從下到上看 )：
在這種情況下，G 被稱為「基本」波長，而泛音是波長的一部分，會產生更高八度的額外頻率：D, G, B, D, F, G 等等。
值得注意的是，你是能看到這個現象的！
那大提琴來舉例，談談 C 音，這是由音符 C 產生的「和聲」，也就是泛音，用音樂術語來講：
伯頓說「當我演奏 C 調時，那些和聲就會出現在聲音中。雖然我們多數會聽到基本音 ( C ),但同時也還是能聽到其他振動，先是高八度的 C，然後是高五度的 G，接著是再高純四度的下一個 C，最後是疊加了三度的 E。這種現象持續 16 分波長甚至更長。如果這些泛音與另一根弦共振，就會被放大。
伯頓演示了一遍，當他在大提琴上拉 C 弦時，泛音會使 G 弦產生共鳴，因為 G 是 C 的泛音(第三部分)。有趣的是，它的振動方式很像波圖上的第三個例子：有兩個振幅點。因為我坐在教室的最前面，所以我可以很近的去觀察弦在這兩個點處振動。這個物理現象非常有趣直觀。
不僅可以讓一個指定音符與另一根弦共振，那個音符的任何泛音都可以讓一根弦振動。
這個科學演示對我們所說的弦樂器的「好音色」有一些啟示。伯頓說「我們試圖在自己的樂器上製造共鳴」。
最好的演奏家們就是要最大限度讓他們的樂器產生共鳴。科學告訴我們，當我們拉一個音調的時，我們的樂器就會產生共鳴，從而奏響「弦外之音」。
伯頓說「共振發生有兩種情況，如果我拉基本音階，那些傾向於以那個頻率振動的音符就會振動」。在大提琴上，在 C 弦上拉音符 D 會引起 D 和 A 弦的振動，因為這些音符是 D 的泛音 ( 第二和第三偏音 )。
反之亦然：如果你拉的音符是泛音，你可以使基本和弦產生共鳴。例如在小提琴上，在 A 弦上完美地拉一個 D 可能會引起 G 弦的共鳴，因為 D 是 G 的泛音。
當然，並不是一個樂器上的每一個音符都會這樣。
伯頓開玩笑說「所有音符在大提琴上都很好，但有些音符格外的好」！因為不是每個音高都有一個與弦有關的諧波系列。
伯頓在大提琴上演示了一個很酷炫的事，比如：如果你拉高音 G，那麼 G 弦就會以四分等長波幅振動，有些事你感覺到的比你看到的更棒。同樣，G 弦上的振動有兩個振幅點，當你拉一個高八度的 G 弦時。你也可以用手指觸摸一個音符，使弦隨著另一根弦上的另一個音符振動。
儘管這些現象在小提琴上也會發生，但沒像大提琴這樣明顯。因為弦越短，張力越大，就越難察覺。
一言以蔽之：「音準和音調是同義詞。當你拉一個音符稍微走調時，它就不響了，沒有聲音。一個走調的音高不會引起任何共鳴。如果一個人在拉高音時，沒有共鳴的認知和感覺，就很難發現樂器的音色。我把大提琴這些與音符相關的共鳴拉的越多，我就越能掌握音高」。
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