吉他大師公開課（33）

（接上期）

音樂中的物理性

我們在2018年，講述了很多藝術共通以及吉他理論上的關系。在上一期，我們系統地闡述了生活中的音樂性這一命題，并拋出了我個人的觀點——藝術應是來源于生活而回歸于生活的！音樂家與科學家其實沒有任何分別，他們努力一生奮進的，不過是揭開音樂與生活的真相。故此，我們今天就來探討一下，在吉他樂手的世界中，一個非常嚴肅的科普論題。

大家都想知道，大神級的吉他手是如何彈奏出美妙樂曲的呢？不僅僅是“琴弦振動”和“琴箱共鳴”那么簡單吧！私以為，這現象已不難理解，經過方式方法和近乎瘋狂的刻苦鍛煉，相信你也能成為和他們一樣的一位大神；但是，這其中的物理原理，你也應該了解一下。這也就是佐證我們上一期所提到的“超弦理論”！

我們還是先來簡述一下有關這套新意理論的宏觀世界吧。在超弦理論還沒被提出之前，物理學界誕生了兩大重要的理論，一是愛因斯坦提出的相對論，二是量子力學的建立，雖然兩者當時并未被證實，但兩者的理論在各自領域對說明很多物理問題都取得了成效，看似雙方都正確的情況下卻出現了一點小問題。量子力學描述的是微觀世界（例如原子量級大小的物質）的現象和規律，在量子力學中的萬有引力小到完全可以忽略，而廣義相對論涉及到宏觀大尺度的物體運動包括空間的扭曲產生了“引力”這種現象。

當科學家討論到宇宙大爆炸的時候，這一現象既屬于微觀尺度又屬于宏觀尺度，量子力學和廣義相對論的矛盾就出現了，兩者把物理定律搞的一團糟，開始有點自相矛盾。這個時候超弦理論就登場了，試圖統一量子力學和廣義相對論的矛盾，也試圖將世間萬物的存在都統一到“弦”上，當然這根弦不是我們能夠觀察到的，超弦理論認為組成我們世界的物質包括原子、電子、夸克等都不是由實體物質構成的，而是由萬物的基本單位“弦”的振動所構成，弦的不同振動方式會形成不同的粒子。

假設弦以A方式振動那么會出現頂夸克，以B方式振動會出現底夸克，以C方式振動會出現光子等。弦的振動產生了微觀粒子，微觀粒子又構成了世界，并且弦的振動是一種能量到實體物質的轉化，我們無法捕捉到弦，就像我們無法實際捕捉到“能量”。在超弦理論中，萬物的本質只是振動的能量而已。雖然超弦理論目前也是尚未被證實的理論，但它所構建出來的框架可以將矛盾點所融合，或許將來有一天科學家可以將超弦理論的版圖拼湊整齊，為物理學翻開一頁新的篇章。

我們再把目光轉向微觀的琴體上。當你撥動吉他的琴弦時，琴弦上會產生一種叫做駐波的振動，通過振動琴弦和琴橋傳到琴身，隨后富有彈性的木質琴身承接了振動。從而活躍了周圍的空氣分子，使它們或聚集、或分散，這一系列分散聚集會擠壓分子，產生聲波。琴身內部的聲波大部分會從音孔逃出，最終傳達到人的耳朵，人耳再將其轉化為能被大腦識別為聲音的電脈沖。聲音的音調取決于擠壓的頻率，快速振動的琴弦對空氣產生連續又密集的擠壓，發出高音，低速的振動則產生低音。

一根琴弦振動的頻率主要看四個因素：弦的長度、張力、密度和粗細。粗弦振動慢，所以能發低音。當一個音和另一個頻率恰好是它兩倍的音一起彈奏時，這個音也被稱作它的第一個泛音，它們聽起來非常悅耳！

因此我們將它們之間的音叉定為一個八度，剩下的音階就插在它們之間分成12個半音，每一個半音的頻率都比之前的一個高2開12次方倍。品格間距由此確定，每一個品格都位于琴弦剩余長度除以2開12次方處。

這樣就保證了每升一品，音高也恰好升高一個半音。像小提琴這類不帶品格的樂器，更容易彈出任意兩個音符之間無限的頻率，但同時也更難彈到調上。無疑，沒有“品格”的小提琴、中提琴、大提琴等樂器都“中槍”了。而吉他的形狀材質也多種多樣，二者都影響著振動的性質和聲音。通過同時彈撥兩根或以上的的弦，你可以創造出新的波形，如和弦等效果。

比如你一次性彈兩個頻率很接近的音時，它們會疊加起來形成一條聲波，振幅會忽上忽下，產生脈搏般的效果，這種效果被吉他手稱為The beats。電吉他則有更多花樣可玩，同樣是撥弦產生振動，但振動隨即被拾音器翻譯成電信號，再傳入揚聲器轉化成聲波，聲波會得到不同方式的處理，從而產生失真、延遲等各種效果。

是不是萬萬沒想到？幾根吉他琴弦，竟然能扯到宇宙定律與物理學術上來了？！其實，你大可不必為之感到驚訝，因為在我們所存在的這個世界中，一切事物都是共通和制衡的。超弦理論正是一些物理學家認為的，宇宙中的一切物體都是非常細小而緊繃的弦的諧波序列構成的。這聽起來很繞，但其實可以細致分析理解。我們認為的真實世界中，可能不過是宇宙中某位叫做吉米·亨德里克斯或范·海倫的一段加長版吉他獨奏，而震撼到你的那些音符，本身就是你與宇宙波形的一種同頻共鳴！顯然，琴弦遠遠不止表面上“聽”起來的那么簡單吧！音樂更不是某一個學科，而是融入宇宙和自然生活世界中的真相！

（待 續）