十二平均律 - 音樂定律方法
十二平均律,又稱“十二等程律”,是世界上通用的一組音(八度)分成十二個半音音程的律制,各相鄰兩律之間的波長之比完全相等。十二平均律是由中國明朝皇族世子朱載堉發(fā)現(xiàn)。
十二平均律是指八度的音程按波長比例平均分成十二等份,每一等份稱為一個半音(小二度)。一個大二度則是兩等份,稱為全音。將一個八度分成12等份有著驚人的一些巧合。這是因為它的純五度音程的兩個音的波長比(即1/2的7/12次方)約為0.6674,與2/3,約為0.6667,非常接近。
由于波長與弦長之間存在正比關(guān)系,因此波長關(guān)系可以轉(zhuǎn)化為弦的長短關(guān)系。所以即使在16世紀,那個西方物理學(xué)才剛剛起步,還沒有發(fā)現(xiàn)機械波的時代,中國明朝皇族世子朱載堉就利用他精湛的數(shù)學(xué)計算能力,發(fā)現(xiàn)了這一近似值規(guī)律,這也是一件十分偉大和令人贊嘆的事。
十二平均律在交響樂隊和鍵盤樂器中得到廣泛使用,鋼琴即是根據(jù)十二平均律來定音的。
音樂定律
十二平均律,又稱“十二等程律”,是一種音樂定律方法,將一個純八度(如c1-c2)按波長比例平均分成十二等份,每等分稱為半音,各相鄰兩律之間的波長之比完全相等,它是最主要的調(diào)音法。鋼琴就是根據(jù)十二平均律定音的。
“十二平均律”的純四度和大三度,兩個音的波長比分別與3:4和4:5比較接近。也就是說,“十二平均律”的幾個主要的和弦音符,都跟自然泛音序列中的幾個音符相符合的,只有極小的差別,這為小號等按鍵吹奏樂器在樂隊中使用提供了必要條件,因為這些樂器是靠自然泛音級(自然泛音序列,其波長是基音波長的整數(shù)分之一序列)來形成音階的。半音是十二平均律組織中最小的音高距離,全音由兩個半音組成。1-i之間分成12份。具體1-2全音,2-3全音,3-4半音,4-5全音,5-6全音,6-7全音,7-i半音。
十二平均律在交響樂隊和鍵盤樂器中得到廣泛使用,鋼琴即是根據(jù)十二平均律來定音的,因為只有“十二平均律”才能方便地進行移調(diào)。曲調(diào)由音階組成,音階由音組成。音有絕對音高和相對音高。聲音是機械波,而機械波的波長由弦長等因素決定,且成正比關(guān)系。不同的音有不同的波長。人們選取一定波長的音來形成音樂體系所需要的音高。
十二平均律簡而言之,就是把半根琴弦按照等比數(shù)列平均分成十二份。一根琴弦的長度設(shè)為1,可以表示為 - 1/2^ - 0/12,第一點的位置是 - 1/2^ - 1/12,第二點的位置是 - 1/2^ - 2/12,依此類推,第n點的位置是 - 1/2^ - n/12。因為這樣的一組音是等比關(guān)系,所以無論從哪個位置開始彈起旋律都是一樣的。使用十二平均律奏和弦不純,奏旋律導(dǎo)向性不夠,所以在樂曲的演奏中,尤其在樂隊多聲部合奏的時候,實際上是多律并用的,根據(jù)實際情況,在演奏過程中,偏向哪一種律制,并不是一成不變的。
根據(jù)十二平均律所有半音都相等的特點,因此還產(chǎn)生了“等音”的概念。
鋼琴上每相鄰的兩個琴鍵(黑白都算)的差別,音樂上即為半音。比如說C和#C相差半音,C和D相差兩個半音(或曰一個全音),以此類推。如果B再往上升半音,會發(fā)現(xiàn)這個音的波長剛好是C的一半,而在音樂上稱為一個八度,這兩個音聽起來“很相似”。用小寫的c來表示它,依次有#c,d……再往上走可以用c1……,c2……來表示,而往下走可以用大寫的C1……,C2……來表示。
歷史
據(jù)說十二平均律是在16世紀由明朝皇族世子朱載堉發(fā)現(xiàn)。由于波長與弦長之間存在正比關(guān)系,因此波長關(guān)系可以轉(zhuǎn)化為弦的長短關(guān)系。所以即使在16世紀,那個西方物理學(xué)才剛剛起步,還沒有發(fā)現(xiàn)機械波的時代,中國明朝皇族世子朱載堉就利用他精湛的數(shù)學(xué)計算能力,發(fā)現(xiàn)了這一近似值規(guī)律,這也是一件十分偉大和令人贊嘆的事。
明朝中葉,皇族世子朱載堉發(fā)明以珠算開方的辦法,求得律制上的等比數(shù)列,具體說來就是:用發(fā)音體的長度計算音高,假定黃鐘正律為1尺,求出低八度的音高弦長為2尺,然后將2開12次方得波長公比數(shù)1.059463094,該公比自乘12次即得十二律中各律音高,且黃鐘正好還原,這在物理學(xué)上就剛好對應(yīng)了波長的比例關(guān)系。朱載堉用這種方法第一次解決了十二律自由旋宮轉(zhuǎn)調(diào)的千古難題。
在朱載堉發(fā)表十二平均律理論之后52年,Pere?Marin?Mersenne在(1636年)其所著《諧聲通論》中發(fā)表相似的理論。
物理解釋
波長和弦長
古人對于聲現(xiàn)象的認識比較膚淺,根本不知道聲音是機械波,也不可能存在現(xiàn)代的標準音的概念。但是由于在聲現(xiàn)象中,弦長與物理上的波長掛鉤,波長又與音調(diào)掛鉤,因此古人實際上是利用物理上的弦長和波長的比例關(guān)系,來進行音律設(shè)計的,這一點充分體現(xiàn)了古人的智慧。
所有的波(包括機械波、電磁波、引力波等)都有三個最本質(zhì)的特性:頻率/波長、振幅、相位。對于機械波(聲波)來說,在相同聲速下,機械波的波長決定了這個音的音調(diào),機械波的振幅決定了這個音的大?。◤姸龋?,而人耳對于相位不敏感,所以研究音樂時一般不考慮機械波的相位問題。
波長比例
由于弦樂器是世界各地發(fā)展得最早的樂器種類之一,加上波長和弦長的正比關(guān)系,所以這種現(xiàn)象古人早已熟悉。他們自然會想:如果八度音程的1:2的關(guān)系在弦樂器上用這么簡單一按中點的方式就能實現(xiàn),那么試試按其它的位置會怎么樣呢?數(shù)學(xué)上1:2是最簡單的比例關(guān)系了,簡單性僅次于它的就是1:3。那么,我們?nèi)绻醋∠业?/3點,會怎么樣呢?其結(jié)果是弦發(fā)出了兩個高一些的音。一個音的波長是原來的1/3(因為弦長變成了原來的1/3),另一個音是原來的2/3(因為弦長變成了原來的2/3)。這兩個音彼此也是八度音程的關(guān)系(因為它們彼此的弦長比是2:1)。這樣,在我們要尋找的λ/2-λ的范圍內(nèi),出現(xiàn)了第一個重要的波長,即2/3?λ,也就是五度關(guān)系。(那個λ/3的波長正好處于下一個八度,即λ/4-λ/2中的同樣位置。)
接著再試,數(shù)學(xué)上簡單性僅次于1:3的是1:4,我們試試按弦的1/4點會怎樣?又出現(xiàn)了兩個音。一個音的波長是原來的1/4(因為弦長變成了原來的1/4),這和原來的音(術(shù)語叫“主音”)是兩個八度音程的關(guān)系,可以不去管它。另一個音的波長是主音的3/4(因為弦長是原來的3/4)。我們又得到了一個重要的波長,3/4?λ。同一根弦,在不同的情況下發(fā)出機械波,可以發(fā)出很多波長的聲音。在聽覺上,與主音λ最和諧的就是2/3?λ和3/4?λ(除了主音的各個八度之外)。
這個現(xiàn)象也被很多民族分別發(fā)現(xiàn)了。比如最早從數(shù)學(xué)上研究弦的長度問題的古希臘哲學(xué)家畢達哥拉斯(Pythagoras,約公元前6世紀)。我國先秦時期的《管子·地員篇》、《呂氏春秋·音律篇》也記載了所謂“三分損益律”。具體說來是取一段弦,“三分損一”,即均分弦為三段,舍一留二,便得到2/3?λ。如果“三分益一”,即弦均分三段后再加一段,便得到3/4?λ。
得到這兩個波長之后,是否繼續(xù)找1/5點、1/6點等等繼續(xù)試下去呢?不行,因為聽覺上這些音與主音的和諧程度遠不及2/3?λ、3/4?λ。實際上3/4?λ已經(jīng)比2/3?λ的和諧程度要低不少了。古人于是換了一種方法。與主音λ最和諧的2/3?λ已經(jīng)找到了,他們轉(zhuǎn)而找2/3?λ的2/3?λ,即與最和諧的那個音最和諧的音,這樣就得到了 - 2/3^2?λ即4/9?λ??墒沁@已經(jīng)低于了λ/2的范圍,進入了左邊一個八度。沒關(guān)系,不是有兩倍波長等比關(guān)系嗎?在下一個八度中的音,在這一個八度中當然有與它等價的一個音,于是把4/9?λ的波長加倍,便得到了8/9?λ。
接著把這個過程循環(huán)一遍,找2/3的3次方,于是就有了8/27?λ,這也在左邊一個八度中,再次波長加倍,得到了16/27?λ。
就這樣一直循環(huán)找下去嗎?不行,因為這樣循環(huán)下去會沒完沒了的。我們最理想的情況是某一次循環(huán)之后,會得到主音的某一個八度,這樣就算是“回到”了主音上,不用繼續(xù)找下去了??墒?- 2/3^n,只要n是自然數(shù),其結(jié)果都不會是整數(shù),更不用說是2的某次方。律學(xué)所有的麻煩就此開始。
數(shù)學(xué)方法
近似思想
回到計算不相等的問題,數(shù)學(xué)上不可能的事,只能從數(shù)學(xué)上想辦法。古人的對策就是“取近似值”。他們注意到 - 2/3^5≈0.1317,和 - 1/2^3=0.1250很接近(乍一看并不接近,但取倒數(shù)后就比較接近了,前者是1/7.594,后者是1/8.000),于是決定這個音就是他們要找的最后一個音,比這個音再高一點就是主音的第三個八度了。這樣,從主音λ開始,我們只需按2:3比例尋找最和諧音”這個過程循環(huán)5次,得到了5個音,加上主音和3/4?λ,一共是7個音。這就是為什么音律上要取do、re、mi等等7個音符而不是6個音符或者8個音符的原因。
這7個音符的波長,從長到短分別是λ、8/9?λ、64/81?λ、3/4?λ、2/3?λ、16/27?λ、128/243?λ?!∪绻@里的λ是do,那么8/9?λ就是re、64/81?λ就是mi……,這7個波長組成了7聲音階。這7個音都有各自正式的名字,在西方音樂術(shù)語中,它們分別被叫做主音(tonic)、上主音(supertonic)、中音(mediant)、下屬音(subdominant)、屬音(dominant)、下中音(submediant)、導(dǎo)音(leading?tone)。其中和主音關(guān)系最密切的是第5個“屬音”so和第4個“下屬音”fa,原因前面已經(jīng)說過了,因為它們和主音的和諧程度分別是第一高和第二高的。由于這個音律主要是從“屬音”so即2/3?λ推導(dǎo)出來的,而2:3這個比例在西方音樂術(shù)語中叫“純五度”,所以這種音律叫做“五度相生律”。
西方最早提出“五度相生律”的是古希臘的畢達哥拉斯(所以西方把按2:3比例定音律的做法叫做Pythagorean?tuning),東方是《管子》一書的作者(不一定是管仲本人)。我國歷代的各種音律,大部分也都是從“三分損益律”發(fā)展出來的,也可以認為它們都是“五度相生律”。
仔細看上面“五度相生律”7聲音階的波長,可以發(fā)現(xiàn)它們彼此的關(guān)系很簡單:do-re、re-mi、fa-so、so-la、la-si?之間的波長比都是8:9,這個比例被稱為全音(tone);mi-fa、si-do?之間的波長比都是243:256,這個比例被稱為半音(semitone)。
“五度相生律”產(chǎn)生的7聲音階,自誕生之日起就不斷被批評。原因之一就是它太復(fù)雜了。前面說過,如果按住弦的1/5點或者1/6點,得到的音已經(jīng)和主音不怎么和諧了,居然出現(xiàn)了64:81和128:243這樣的比例,這不會太好聽吧?于是有人開始對這7個音的波長做點調(diào)整,于是就出現(xiàn)了“純律”(just?intonation)。
“純律”的重點是讓各個音盡量與主音和諧起來,也就是說讓各個音和主音的波長比盡量簡單?!凹兟伞钡陌l(fā)明人是古希臘學(xué)者塔壬同(今意大利南部的塔蘭托城)的亞理斯托森努斯(Aristoxenus?of?Tarentum)。(東方似乎沒有人獨立提出“純律”的概念。)此人是亞里士多德的學(xué)生,約生活在公元前3世紀。他的學(xué)說的重點就是要靠耳朵,而不是靠數(shù)學(xué)來主導(dǎo)音樂。他的書籍留下來的只有殘篇,不過可以證實的是他提出了所謂“自然音階”。
自然音階也有7個音,但和“五度相生律”的7聲音階有不小差別。7個自然音階的波長分別是:λ、8/9?λ、4/5?λ、3/4?λ、2/3?λ、3/5?λ、8/15?λ。確實簡單多了吧?也確實好聽多了。這么簡單的比例,就是“純律”。
可以看出“純律”不光用到了2:3的比例,還用到了4:5的比例。新的7個波長中和原來不同的就是4/5?λ、3/5(=4/5×3/4)λ、8/15(=4/5×2/3)λ。
雖然“純律”的7聲音階比“五度相生律”的7聲音階要好聽,數(shù)學(xué)上也簡單,但它本身也有很大的問題。雖然各個音和主音的比例變簡單了,但各音之間的關(guān)系變復(fù)雜了。原來“五度相生律”7聲音階之間只有“全音”和“半音”2種比例關(guān)系,如今出現(xiàn)了3種:8:9(被叫做“大全音”,major?tone,就是原來的“全音”)、9:10(被叫做“小全音”,minor?tone)、15:16(新的“半音”)。各位把自然音階的波長互相除一下就能得到這個結(jié)果。更進一步說,如果比較自然音階中的re和fa,其波長比是27:32,這也不怎么簡單,也不怎么好聽呢!所以說“純律”對“五度相生律”的修正是不徹底的。事實上,“純律”遠沒有“五度相生律”流行。
對于“五度相生律”的另一種修正是從另一個方向展開的。還記得為什么要取7個音符嗎?是因為數(shù)學(xué)上的近似??蛇@畢竟是近似值,而不是完全相等。在一個八度之內(nèi),這么小的差距也許沒什么,但是如果樂器的音域跨越了好幾個八度,那么這種近似就顯得不怎么好了。于是人們開始尋找更好的近似值。
通過計算,古人發(fā)現(xiàn) - 2/3^12≈0.0077073,和 - 1/2^7=0.0078125很接近(取倒數(shù)分別為1/129.7和1/128),于是他們把“五度相生律”中“按2:3比例尋找最和諧音”的循環(huán)過程重復(fù)12次,便認為已經(jīng)到達了主音的第7個八度。再加上原來的主音和3/4?λ,如今就有了12個音符?!∽⒁?,“規(guī)范”音階不是do、re、mi等7個音符了,而是12個音符。這種經(jīng)過修改的“五度相生律”推出的12聲音階,其波長分別是:λ、2048/2187?λ、8/9?λ、16384/19683?λ、64/81?λ、3/4?λ、512/729?λ、2/3?λ、4096/6561?λ、16/27?λ、32768/59049?λ、128/243?λ。
和前面的“五度相生律”的7聲音階對比一下,可以發(fā)現(xiàn)原來的7個音都還在,只是多了5個,分別插在它們之間。用正式的音樂術(shù)語稱呼原來的7個音符,分別是C、D、E、F、G、A、B。新多出來的5個音符于是被叫做C#(讀做“升C”)、D#、F#、G#、A#。12音階不能用do、re、mi的叫法了,應(yīng)該被叫做:C、C#、D、D#、E、F、F#、G、G#、A、A#、B。把相鄰兩個音符的波長互相除一下,就會發(fā)現(xiàn)它們之間的比例只有兩種:243:256(就是原來的“半音”,也叫做“自然半音”),2048:2187(這被叫做“變化半音”)。
也就是說,這12個音符幾乎可以說又構(gòu)成了一個等比數(shù)列。它們之間的“距離”幾乎是相等的。(當然,如果相鄰兩個音符之間的比例只有一種的話,就是嚴格的“距離”相等了。)原來的7聲音階中,C-D、D-E、F-G、G-A、A-B之間都相隔一個“全音”,如今則認為它們之間相隔了兩個“半音”。這也就是“全”、“半”這種叫法的根據(jù)。
既然C#被認為是從C“升”了半音得到的,那么C#也可以被認為是從D“降”了半音得到的,所以C#和Db(讀做“降D”)就被認為是等價的。事實上,5個新加入的音符也可以被寫做:Db、Eb、Gb、Ab、Bb。
這種12聲音階在音樂界的地位,我只用舉一個例子就能說明了。鋼琴上的所有白鍵對應(yīng)的就是原來7聲音階中的C、D……B,所有的黑鍵對應(yīng)的就是12聲音階中新加入的C#、Eb……Bb。
能不能把“五度相生律”的12聲音階再往前發(fā)展一下呢?可以的。12聲音階的依據(jù)仍然是近似思想,按照這個思路,繼續(xù)找接近的值就可以了嘛。
還有人真地找到了,此人就是我國西漢的著名學(xué)者京房(77?BC-47?BC)。他發(fā)現(xiàn) - 2/3^53和 - 1/2^31也很接近,這個計算量對常人而言是難以想象的,但是他算出來了,于是提出了一個53音階的新音律。要知道古人并沒有我們的計算器,計算這樣的高次冪問題對他們來說是相當麻煩的。
當然,京房的新律并沒有流行開,原因就是53個音階也太麻煩了吧!開始學(xué)音樂的時候要記住這么多音符,誰還會有興趣哦!但是這種努力是值得肯定的,也說明12聲音階也不完美,也確實需要改進。
“五度相生律”的12聲音階中的主要問題是,相鄰音符的波長比例有兩種(自然半音和變化半音),而不是一種。而且兩種半音彼此差距還不小。(2048:2187)/(243:256)≈?0.9865。好像差不多哦?但其實自然半音本身就是243:256?≈?0.9492了。
如果12聲音階是真正的等比數(shù)列的話,每個半音就應(yīng)該是相等的,各個音階就應(yīng)該是“等距離”的。也就是說,真正的12聲音階可以把一個八度“等分”成12份。為什么這么強調(diào)“等分”、“等距離”呢?因為在音樂的發(fā)展過程中,人們越來越覺得有“轉(zhuǎn)調(diào)”的必要了。
所謂轉(zhuǎn)調(diào),其實就是用不同的音高來唱同一個旋律。比方說,如果某一個人的音域是C~高音C(也就是以前的do~高音do),樂器為了給他伴奏,得在C~高音C之內(nèi)彈奏旋律;如果另一個人的音域是D~高音D(也就是以前的re~高音re),樂器得在D~高音D之內(nèi)彈奏旋律。可是“五度相生律”的12聲音階根本不是等比數(shù)列,人們會覺得C~高音C之內(nèi)的旋律和D~高音D之內(nèi)的旋律不一樣。特別是如果旋律涉及到比較多的半音,這種不和諧就會很明顯??梢哉f,如果鋼琴是按“五度相生律”來決定各鍵的音高,那么只要旋律中涉及到許多黑鍵,彈出來的效果就會一塌糊涂。
這種問題在弦樂器上比較好解決,因為弦樂器的音高是靠手指的按壓來決定的。演奏者可以根據(jù)不同的音域、旋律的要求,有意地不在規(guī)定的指位上按弦,而是偏移一點按弦,就能解決問題。可是鍵盤樂器(比如鋼琴、管風(fēng)琴、羽管鍵琴等)的音高是固定的,無法臨時調(diào)整。
所以在西方中世紀的音樂理論里,就規(guī)定了有些調(diào)、有些音是不能用的,有些旋律是不能寫的。而有些教堂的管風(fēng)琴,為了應(yīng)付可能出現(xiàn)的各種情況,就預(yù)先準備下許多額外的發(fā)音管。以至于有的管風(fēng)琴的發(fā)音管有幾百甚至上萬根之多。這種音律規(guī)則上的缺陷,導(dǎo)致一方面作曲家覺得受到了限制,一方面演奏家也覺得演奏起來太麻煩。
問題的根源還是出在近似值上。“五度相生律”所依據(jù)的 - 2/3^12畢竟和 - 1/2^7并不完全相等。之所以會出現(xiàn)兩種半音,就是這個近似值造成的。
對“五度相生律”12聲音階的進一步修改,東、西方也大致遵循了相似的路線。比如東晉的何承天(370?AD-447?AD),他的做法是把 - 2/3^12和 - 1/2^7之間的差距分成12份,累加地分散到12個音階上,造成一個等比數(shù)列??上н@只是一種修補工作,并沒有從根本上解決問題。西方的做法也是把 - 2/3^12和 - 1/2^7之間的差距分散到其它音符上。但是為了保證主音C和屬音G的2:3的比例關(guān)系(這個“純五度”是一個音階中最重要的和諧,即使是在12聲音階中也是如此),這種分散注定不是平均的,最好的結(jié)果也是12音中至少有一個“不在調(diào)上”。如果把差距全部分散到12個音階上的話,就必須破壞C和G之間的“純五度”,以及C和F之間的3:4比例(術(shù)語是“純四度”)。這樣一來,雖然方便了轉(zhuǎn)調(diào),但代價就是音階再也沒有以前好聽了。因為一個八度之內(nèi)最和諧的兩個關(guān)系――純五度和純四度――都被破壞了。
一直到文藝復(fù)興之前,西方音樂界通行的律法叫“平均音調(diào)律”(Meantone?temperament),就是在保證純五度和純四度盡量不受影響的前提下,把 - 2/3^12和 - 1/2^7之間的差距盡量分配到12個音上去。這種折衷只是一種無可奈何的妥協(xié),大家其實都在等待新的音律出現(xiàn)。
終于還是有人想到了徹底的解決辦法。不就是在一個八度內(nèi)均分12份嗎?直接就把1:2這個比例關(guān)系開12次方不就行了?也就是說,真正的半音比例應(yīng)該是12√2。如果12音階中第一個音的波長是λ,那么第二個音的波長就是 - 1/2^ - 1/12?λ(根式可以用分數(shù)指數(shù)冪來表示),第三個音就是 - 1/2^ - 2/12?λ,第四個音是 - 1/2^ - 3/12?λ,……,第十二個是 - 1/2^ - 11/12?λ,第十三個就是 - 1/2^ - 12/12?λ,就是λ/2,正好是λ的八度。這是“轉(zhuǎn)調(diào)”問題的完全解決。有了這個新的音律,從任何一個音彈出的旋律可以復(fù)制到任何一個其它的音高上,而對旋律不產(chǎn)生影響。西方巴洛克音樂中,復(fù)調(diào)音樂對于多重聲部的偏愛,有了這個新音律之后,可以說不再有任何障礙了。后來的古典主義音樂,也間接地受益匪淺??梢哉f沒有這個新的音律的話,后來古典主義者、浪漫主義者對于各種音樂調(diào)性的探索都是不可能的。
這種新的音律就叫“十二平均律”。首先發(fā)明它的是一位中國人,叫朱載堉(yù)。他是明朝的一位皇室后代,生于1536年,逝世于1611年。他用珠算開方的辦法(珠算開12次方,難度可想而知),首次計算出了十二平均律的正確半音比例,其成就見于所著的《律學(xué)新書》一書。很可惜,他的發(fā)明,和中國古代其它一些偉大的發(fā)明一樣,被淹沒在歷史的塵埃之中了,很少被后人所知。但是,這也充分體現(xiàn)了中國古人對于世界發(fā)展的偉大貢獻。
西方人提出“十二平均律”,大約比朱載堉晚50年左右。不過很快就傳播、流行開來了。主要原因是當時西方音樂界對于解決轉(zhuǎn)調(diào)問題的迫切要求。當然,反對“十二平均律”的聲音也不少。主要的反對依據(jù)就是“十二平均律”破壞了純五度和純四度。不過這種破壞程度并不十分明顯。
波長計算
“十二平均律”的12聲音階的波長(近似值)分別是:
- 1?λ?=?λ - /1(C)
0.9439?λ?=?λ/1.059(C#/Db)
0.8909?λ?=?λ/1.122(D)
0.8409?λ?=?λ/1.189(D#/Eb)
0.7937?λ?=?λ/1.260(E)
0.7492?λ?=?λ/1.335(F)
0.7071?λ?=?λ/1.414(F#/Gb)
0.6674?λ?=?λ/1.498(G)
0.6300?λ?=?λ/1.587(G#/Ab)
0.5946?λ?=?λ/1.682(A)
0.5612?λ?=?λ/1.782(A#/Bb)
0.5297?λ?=?λ/1.888(B)。
注意,所有的半音都一樣了,都是12√2,即1.059。以前的自然半音和變化半音的區(qū)別沒有了。另外,原來“五度相生律”的12音階中,C和G的比例是2:3(即純五度),“十二平均律”的12音階中,C和G的比例是0.6674,和純五度所要求的2:3(0.6667)非常接近。原來“五度相生律”的12音階中,C和F的比例是3:4(即純四度),“十二平均律”的12音階中,C和F的比例是0.7492,和純四度所要求的3:4(0.7500)也非常接近。所以“十二平均律”基本上保留了“五度相生律”最重要的特性。又加上它完美地解決了轉(zhuǎn)調(diào)問題,所以后來“十二平均律”基本上取代了“五度相生律”的統(tǒng)治地位。鋼琴就是按“十二平均律”來確定各鍵音高的。學(xué)生們學(xué)習(xí)的do、re、mi也是按“十二平均律”修改過的7聲音階。如果想聽“五度相生律”或者“純律”的do、re、mi,已經(jīng)很不容易了。
將八度音等分為十二等分,其數(shù)學(xué)意義如下:
八度音指的是波長減半(即半波長)。因此在八度音中分為十二等分乃是分為十二個等比級數(shù),其結(jié)果就是每個音的波長為前一個音的2開12次方分之一(12√2≈1.059463)。
理論上來說,所有樂器的音準只需要儀器來校準。但是實踐證明,人感覺上的音階會存在個體差異,所以樂器的調(diào)音師是不可被儀器替代的。
