淺談音樂音色與物理音色

閆開宇 鄭建設

【摘要】自從我國出現鋼琴熱以來，“音色” 這一概念愈來愈頻繁地出現在相關刊物、論文、以及教師的授課中。我們經常看到，在應用音色這一概念時，把音樂音色和物理音色區別開來；更有甚者，把音高、音強、音色、節拍一股腦地混為音樂音色來詮釋音樂。這些年來，雖然用法紛亂，但對我國鋼琴教育的發展還是起到了一定地推動作用。然而，不能忽視的是其中弊端也影響深遠，一些錯誤的、或者是含混不清的觀念至今深入人心，誤人不淺。本文從不同角度論證音樂音色（包括音樂色彩、音品、音質）與物理音色沒有區別，它們是同一個概念，具有完全相同的物理屬性。用以糾正錯誤、不適宜的觀念，推進鋼琴音樂教學的科學化進程。

【關鍵詞】音色；色彩 ；音樂音色；物理音色

一、音色的含義

音色是人耳能感知的聲音四要素之一，其概念比較復雜。心理聲學的解譯是：“音色系人對聲音音質的感覺”。 它是一種聽覺暫留現象，由客觀量——音的頻譜（聲音的基音和各泛音振幅依頻率次序排列的圖形），與主觀量——人的通感結合。

在鋼琴中，整個一根弦振動所發出的音就是基音。基音所發出來的聲音最響亮、最清楚。但這根弦出了整條弦振動以外，還會發生自身長度二分之一、三分之一等部分弦的振動，就會發出不太清晰的泛音。即泛音的產生是因為弦的部分振動所引起的。如假定一根弦整體振動為do，那么它的二分之一弦動就是高八度的do，三分之一弦振動就是sol，等等。我們聽到的一個音，不僅僅是一個音，而是由基音和各泛音集合共同發出的聲音。基音相同的樂音，若諧波的多寡（即泛音的數目）不同，或泛音間的相對強度（即各諧波振幅的大小）不同，音色也就各異。因此，音色是聲音不同特征諧波的產物；其成因與變化，均與該音的音頻總量及其分量的各別特征與變化相對應。不同人或樂器唱（奏）同一樂音時的音色不同，即緣于此。

二、影響音色的物理因素

美國國家標準協會將音色定義為 “一種感官屬性，使聽者可以根據它判斷出兩個具有相同的響度和音高的音是不相似的”。1960年，將音色的定義更具體化為“音色主要決定于聲音頻譜對人的刺激，但也決定于波形、泛音的相對強度、頻譜的頻率位置和頻譜對人的時間性刺激”。有一點須注意：確定的波形具有確定的音色。反過來則不同，同一種音色可能有多種波形，即兩個截然不同的波形，但頻譜卻是一樣的，這是相位差使然。功率頻譜不記錄諧波的相位。人的聽覺也是如此，對相位沒有感覺，所以頻譜相同波形不同的聲音聽上去音色是一樣的。

在人類聲學發展史上，從16世紀到17世紀人們就認識了聲音的一些基本特征，諸如聲波的反射、折射、干涉、衍射等現象，并測出了聲音在空氣中的傳播速度。人們在掌握了聲音頻率、強度、音值這些基本要素基礎上，對人耳聽覺的頻率范圍、特別是對頻率反應的靈敏度進行了深入研究。發現著名電學“歐姆定律”的德國物理學家G.S歐姆，于1843年利用傅立葉變換首次提出了人耳能把復雜的聲音分解成諧波分量，并按分量的多少、強弱判斷聲音品質的理論。即后來被廣泛認可的音的極其重要的要素——音色。因此，得出音色這一概念的內涵核心是：人耳聽到的聲音，是同時感受到的組成某個復合音的所有分音的頻率和強弱，大腦反射音色的感知是復合波形圖像中的包絡。

至于為什么將音的這一要素命名為音色（Timbre）即音的色彩（Tone color）而不是別個什么名詞，這還得從歷史的環境說起。歐姆所處的時期，另一位德國科學家赫爾姆·霍茲（1858～1870年）任海德堡大學生理學教授期間同時研究生理聲學和生理光學。赫爾姆·霍茲進一步證實，復合音中自然泛音的成分與強度比例對音色起決定作用。與此同時，他還接受和發展了托馬斯·揚的色覺說并在他的著作《生理光學綱要》一書中對它進行了深入的論述。他認為自然界中存在三種原色——紅、綠、藍，它們的不同比例的混合就會產生各種各樣的顏色。人們越來越認識到聲和光雖然是起源完全不同的兩類波，但它們有相同的物理特性。譬如它們都具有波的周期性、反射、折射、衍射、干涉等特性。用現代科技手段可以發現極超聲波在波長愈來愈短時，也開始顯現出粒子的特性，它們能量的最小單元都可用 h v表示等。從生理聲學和生理光學的角度上看，人感覺器官對聲波和光波的反應也是驚人地雷同。譬如人耳能感知的聲音只是聲譜中的部分頻段，人眼睛能感知的光亦是光譜中的部分頻段；用不同的兩種顏色按一定比例調和在一起，就可以得到你需要的第三種色彩；把不同音程關系的幾個音組合在一起可以得到你需要的和聲或和弦。繪畫給人以視覺色彩，歌唱給人以聽覺色彩；我們在看到一幅藍色大海的畫面時，能感覺到海濤拍擊的聲音色彩；當你在室內聽到幾聲巨大的雷聲時，你的腦海里會展現一幅烏云滾滾的畫面。再從各自的定義上看，光的色彩是眼睛對可見光譜頻率的反應，聲音的色彩是耳朵對可聽聲音復合頻譜的反應。既然它們有如此多的共同之處，那么選擇相同意義上的詞匯“色彩”來命名音的這一要素就順理成舟了。音色——鮮明而直接地表現出色彩與樂音在人耳感知上的密切聯系。

三、音色在音樂中應用的一些誤區

（一）關于音品和音質

有些書刊中把音品、音質視為音色的別稱 ，它們屬同一概念，無疑是正確的。但很多書刊卻把音品、音質視為“不同于音色的評估聲音品質的寬泛概念。它包括音高、音強、音色等”。換言之，音高是音品，音強、音色都是音品。顯然，這是把聲音四要素混為一談。事實上，評估發音體聲音好壞并不是用音質這一混沌概念，而是具體問題具體分析。如一臺鋼琴的頻率響應，那就是88個鍵的頻率范圍（用音高）。一部音響的輸出功率，用的是聲強（W、kW）；它的保真度（諧波失真、相位失真等），則用音色。再如，用人耳大體評估一架鋼琴的好壞，基本上要聽聽最高音和最低音部分的音色，高音部分聲音是否清脆明亮（因泛音很少）；加大觸鍵力度時，是否明顯出現木質雜波（泛音頻率雜亂）。最低音部分基音頻率是否穩定，由于低音的泛音很多且很強，在持續發音的衰減過程中，如果頻譜中諸音均能按同一比例衰減，則基音穩定，音色好；若衰減比例不一，可以明顯地感覺到基音向高頻音漂移的現象，音色差。

對音色概念的認識含糊不清，直接影響著我們的鋼琴教學。譬如學生甲經常觸錯鍵，教師則斥之音色不好，令其再彈一遍。甲再彈一遍還是如此。學生乙的彈奏，有時跟不上節拍，或沒有節奏感；教師同樣斥之音色不美而令其反復。教師是以其昏昏，使人昭昭；學生是丈二和尚，摸不著頭腦。甲學生是音高（頻率）、音準的問題，乙學生是音的時值和音強問題。具體問題解決好了，正常音色也就有了。

（二）“音樂中的音色（色彩）不是物理音色”

這是當下音樂界相當部分人的看法。其理由的核心是：“音樂音色是抽象色彩，寓意深廣，不是物理意義上的音色"。

音樂音色與物理音色毫不相干嗎？當然不是，迄今為止，沒見有人給音樂音色做一個具體的、與物理音色不相干的定義。反之，就是相干了。相干到什么程度，讓我們舉個例子來說明：譬如，在自然界中，當我們突然聽到警笛和槍聲就會產生“緊張、懼怕情緒”；當聽到枝頭鳥兒的鳴叫聲時，就會產生“愉悅的心情”。這與音樂中的大調主三和弦和大調音階能夠產生“莊重、輝煌的調式色彩”，以及小調主三和弦和小調音階能夠產生“悲痛、安慰的調式色彩一樣”，它們的機理都源自于物理音色對人耳的刺激，別無其他。如果說有什么區別的話，則為，前者是自然界中的聲音，后者是人為選定的具有特定音程關系的音。人為選擇音程關系的根據，是聲音的音高要素，不是音色，不可以混淆為音樂色彩。

聲音的四個要素對人耳的刺激是相互依存、共生共滅的，也不能將它們分割。音樂家利用樂音的不同要素功能把它們按著某些形式結合起來，形成節奏、音程、和弦、調式等，進而構成和聲、織體、曲式。作品完成了，作品的音樂色彩自然地就隨之確定了。無疑，作品的音樂色彩就是物理音色。聲音的四個要素除不可分割外，頻率、聲強、音值是相對獨立的，音色卻與上述三個要素相關聯。例如，某個頻率音的音色多一個泛音，就多一個頻率、多一個聲強、多一個音值。作曲家利用音程關系、節奏型、和弦、和聲等形式構建音樂作品時，往往用頻率、聲強、音值構造自己需要的音色，最終塑造出整體目標的音樂色彩。顯然，這里提及的音色、音樂色彩都是物理上的音色。因此，把用音程、節奏、和弦、和聲關系形成的音色稱之為具有寬泛意義的、有別于物理的音色是完全錯誤的。

在音色概念被發現、命名的過程中，我們詳細地描述了聽覺的音色與視覺的色彩有著天然地聯系。法國作曲家德彪西，在音色上為尋求對傳統的突破，就象畫家一樣，不拘一格地構建音程關系 、和弦、旋律、和聲，精心調制物理音色這一要素，突出音樂的色彩效果，使作品構成一幅完美的圖畫。這更具體地說明了音樂色彩就是物理音色。

另外，音樂作品總是要通過演奏（歌唱）家的演奏（歌唱）傳輸給聽眾的，我們還可以從欣賞音樂的角度來談談這一話題。譬如，鋼琴協奏曲《黃河》第一樂章展示了一幅波濤滾滾、洶涌澎湃、波濤萬丈、雄偉壯觀而又怒不可遏的黃河畫面。船夫號子展現了船夫們萬眾一心與狂風巨浪殊死拼搏的斗爭精神，直至見到勝利的曙光。我們即使蒙上眼睛坐在大廳里欣賞該樂曲，也能很容易地分辨出樂曲是由交響樂與鋼琴協奏的還是用兩架鋼琴協奏的；細心的聽眾還可以辨別出交響樂中的各種樂器。其原因就是因為每種樂器都有自己的泛音頻譜，泛音頻譜的不同，音樂音色就不同，反映出塑造音樂形象的效果也不同。法國作曲家柏遼茲精準地指出：“配器法是應用各種音響要素為旋律、節奏、和聲著色的方法”。作曲家一語道破了音樂色彩的物理屬性。

音樂是人文藝術，可以夸張，可以想象，但是這里不可以牽強地加于音色。音色的中、外定義都強調： 音色是具體的物質能量（不斷變化著的符合音頻譜、聲壓、相位、延續時間）對人耳的刺激。這是人們感知音樂色彩的唯一的、也是全部的原因。

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