在律学中,有一个选择绕不开,这就是:波长比 和 频率比哪个是基本内核?
对这个问题,家父 趙宋光先生选择的是——波长是核心,并用“相对波长”的概念,这就是古人的“弦长”概念。
现在主流的音律学界都用【频率比】,认为,波长比不易对接现在的频率计算。
我倒是觉得频率比的主要好处是:和弦的数学表达式 比波长比更好看! 至于频率、音分计算计算,用波长比也是一样的方便,见下文。
有一个问题必须澄清—— c: 1、g:2/3、e:64/81、e:4/5... 这些其实就是弦长比,因为它们都是:约掉具体的物理量纲 而剩下的抽象的数,已经是比值的概念了。而g:3/2、e:5/4,应该按国际通行的称呼:frequency ratio【频率比】,不能称为〖弦长比〗。从数学上讲,频率比与 波长比/弦长 互为倒数——
既然两个互为倒数,是不是就有一个是多余的? 欧洲人是这种看法,所以他们的资讯里不用波长比,只用 频率比 frequency ratio
那坚持用波长比有什么好处呢?—— 与人类原初发现 音高的数学关系有“风月同天”的感觉!比如——
一根钢管截取一半後,其音高是高八度的。
截取2/3後,其音高是五度的:Do-So。
延长1/3後,其音高是下方四度:So-Do。
这就是古人发现音律的过程 (当然,古人是在吹管中发现的,敲击则便于现代人理解。)
我们看看〖三和弦〗的纯律弦长比例式,大三和弦——
c : e : g = 1 : 4/5 : 2/3 = 15/15 : 12/15 : 10/15 = 15 : 12 : 10
纯律的小三和弦比例式——
c : #d : g = 1 : 5/6 : 2/3 = 6/6 : 5/6 : 4/6 = 6: 5 : 4
显然,大三和弦的波长比例式不如小三和弦的简练,这有点问题。 我们再看看它们的频率比的比例例式,大三和弦——
c : e : g = 1 : 5/4 : 3/2 = 4/4 : 5/4 : 6/4 = 4 : 5 : 6
小三和弦——
c : #d : g = 1 : 6/5 : 3/2 = 10/10 : 12/10 : 15/10 = 10 : 12 : 15
看!大三和弦频率比的比例式简练,这与我们的听觉是一致的—— 稳健的应当与数学表达简洁对应。
这大概就是欧洲人更愿意用频率比的原因了。而用两者都可以方便地计算赫兹数——
用波长比 计算纯律的c音的赫兹数,由于: 波长比= 1/频率比,所以:
c a
频率比 1 5/3
Hz. 未知 440
未知 = 440 ÷ 5/3 =264 Hz.
这就是说,当标准音高是440Hz时,纯律的 c= 264Hz
再看看纯律: c(Do) - a(La) 间的音分数——
用频率: 1200×log₂(440/264)≈884
用频率比:1200×log₂(1/(5/3))≈884
用弦长: 1200×log₂( 1/(3/5))≈884
所以,这些的结果是一样的(用Excel 最方便)。
注: 平均律c(Do) - a(La) 间的音分数是900
至此,关于频率比、波长比,何去何从的问题可以清楚了—— 频率比是个现代的概念,它适用于所有振波形式,声波、电磁波(光波)。波长比/弦长很直观,适用于音律,但不适用于电磁波,频率比用于表达和声的比例式 最好。弦长对于初学音律 易懂。音程计算上,两者均可。
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