淺論音樂節律時格配置與計算機編碼的共享機制：二進制編碼機制

何丹++何燕

摘要：本文通過對音樂“節律柵”時格機制和計算機編碼機制的分析比較，揭示了兩者的共性——都采用“二進制”編碼原理。在此基礎上，對人工智能研究領域“仿機”和“仿真”之爭，進行了簡要總結。

關鍵詞：二進制 音樂節律柵 計算機編碼

中外音樂研究史中，都發現音樂與數學有著密切的關系。

然而，關于音樂節律柵時格機制與當代計算機二進制編碼機制之間的聯系，則從未有人提及。筆者則發現，兩者之間存在像似性關系。下面，筆者就此問題進行簡要探討。

一、人工智能領域的“仿機”和“仿真”之爭

在人工智能研究領域，素來有“仿機”和“仿真”之爭。所謂“仿機”，是指人類模仿機器的運行機制；所謂“仿真”，是指計算機模仿生物——尤其是人類的心智機制。一般人認為，“仿機”在先，“仿真”在后。這種認識，與人工智能的發展歷史有關。

1956 年在達特茅斯學院召開了一次會議，會上第一次使用了“人工智能”這一概念。也就在這次會上，紐厄爾和西蒙演示了第一個能從一組給定的前提出發進行邏輯推導的計算機程序，叫做“邏輯推論家”。這一事件至今被認為是機器能執行認知任務的第一個實例，1956 年也因此被視為人工智能的誕生之年。

人工智能專家一度充滿信心：他們認為，一旦找出某一知識領域的基本公理，就可以用計算機代替人腦來計算其所有的結論：“只要我們認為心理過程是計算過程（因此是由表征式定義的形式操作），那么除了將心靈看作別的之外，還自然會把它看作一種計算機。也就是說，我們會認為，假設的計算過程包含哪些符號操作，心靈也就從事哪些符號操作。因此，我們可以大致上認為，心理操作跟圖靈機的操作十分類似。”

然而，事實說明，早期的人工智能研究者，對計算機程序的能力估計過高。計算機程序設計遵循串聯原理，在信息加工過程中，所有的成分不能同時互動，只能按線性次序，由低層到高層單向進行處理。于是，在有限的硬盤空間里，計算機就既無法達成多項任務的“無簡耦合”，也無法在規定的時間內完成繁重的大規模計算任務。

后來，不少人工智能專家開始對傳統的模式加以反思，提出了一種全新的模式，即“聯結主義模式”，也叫“人工神經網絡”。聯結主義認為智能的基本單位是神經元，認知過程是由神經網絡構成的，表現為信息在神經網絡的單元（神經元）中的并行分布和特定的聯結方式，人工神經網絡在一定程度上克服了早期人工智能理論的缺陷，其特點更接近于人腦的構造和運作狀態。

這就是人們有認為、“仿機”在先，“仿真”在后的原因。

二、音樂節律柵內部的二進制編碼機制

計算機發明于20世紀，計算機所采用二進制編碼體系，即“位置計數法”被認為是20世紀第三次科技革命的重要標志之一，

然而，假如采用跨學科的眼光，就可以發現，計算機所采用二進制編碼體系，即“位置計數法”——以2為底的冪作為位權。其權的大小順序為22、21、20……的方法——其實是亙古以來就存在于音樂系統中的、以節拍為外顯形式的時值分配級差機制。也就是說，現代計算機“二進制”編碼機制，與“古老”的音樂節拍編碼機制（根據節律音系學，則還應該包括人類語言節律編碼機制），竟然共享同一個編碼機制——假如撇除計算機編碼中“1”和“0”這兩個處于計算需要而設置的數字，就編碼原理而言，兩者可以完全重合。從而，可以發現，所謂“20世紀最重要的發明之一——計算機”的二進制編碼系統，實際上應該是人類對自身的能力體系的“仿真”結果。

細察音樂系統中音符的時值分派規則，會發現一個秘密：音樂系統中音符的時值分派規則，竟然是建立在按照“二進制”原理而形成時值級差機制之上的。（1）以同級音符的“等時性”為基礎；（2）逢2進位。

一首樂曲中音符的時值機制，制訂程序如次：首先，確定“代表整拍的音符”作為“標準時值單位”；其次，以“標準時值單位”為基準，根據“二進制”原理，確定各層格位的時值。

以“普通拍子”——4/4拍子為例：首先，確定四分音符的時值為1個整拍；其次，以此為基準，根據“二進制”原理，確定其他音符的時值。具體而言，層次高于四分音符的音符，時值依層次的遞升而遞升：每升高一層，音符時值就在原層音符時值的基礎上依次乘以2。而層次低于四分音符的音符，則時值依層次的遞降而遞降：每降低一層，音符時值就在原層音符時值的基礎上依次二分。例如，層次高于四分音符的二分音符和全音符，其時值分別為四分音符的2倍和4倍，即分別為2拍和4拍。而層次低于四分音符的八分音符和十六分音符，其時值分別為四分音符的1/2和1/4，即分別為1/2拍和1/4拍。

音樂中的音符時值的級差系統的二進制原理，決定了樂曲中所有音符的時值，必然是以2為底的冪，既不會出現“3、5或1/3、1/5”等奇數，也不會出現“6、12、1/6、1/12”等不符合二進制原理的偶數。也就是說，音樂系統中以標準音符為基準的、以二進制為基本原理的音符時值級差機制的編碼原理，是與現代計算機完全一致的。

三、結語

自古至今，音樂旋律千變萬化，音樂作品汗牛充棟，然而，誰也沒有想到，假如按問世時間“論資排輩”，音樂節律機制竟然就是現代計算機二進制編碼體系的“老祖宗”。

至此，我們可以給人工智能研究領域的“仿機”和“仿真”之爭做一個結論了：就二進制編碼體系而言，應該是“仿真”在先，“仿機”在后。

參考文獻：

[1]沈家煊.人工智能中的聯結主義和語法理論[J].外國語，2004，（03）.

[2]Fodor，J.A.Representations[M].Cambridge，Mass：Massachusetts Institute of Technology Press，1981.

[3]李重光.音樂理論基礎（修訂版）[M].北京：人民音樂出版社，2004.

作者簡介：

[1]何丹：浙江大學傳媒與國際文化學院；

[2]何燕：浙江女子專修學院。endprint