從骨笛到人工智能音樂(lè)

【摘 要】 從事音樂(lè)科學(xué)研究，必須知道該學(xué)科的基本屬性，是藝術(shù)科學(xué)？是社會(huì)科學(xué)？還是自然科學(xué)？中西方文藝?yán)碚摱荚婕叭伺c自然、主觀與客觀的和諧統(tǒng)一，這些觀點(diǎn)對(duì)認(rèn)識(shí)音樂(lè)科學(xué)的基本屬性有很大的啟發(fā)。19世紀(jì)歐洲工業(yè)革命的興起，為“心物”關(guān)系研究提供了實(shí)證條件，費(fèi)希納通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)找到了主、客觀之間的量化關(guān)系；亥姆霍茲則用實(shí)驗(yàn)方法探明了音樂(lè)的內(nèi)在規(guī)律。最早的音樂(lè)技術(shù)皆與樂(lè)器制作有關(guān)，從石制樂(lè)器、骨笛到編鐘，再到管弦樂(lè)隊(duì)的發(fā)展，人類(lèi)從不吝惜用最好的技術(shù)來(lái)滿足聽(tīng)覺(jué)審美需求。隨著科技急速發(fā)展，音樂(lè)科學(xué)與音樂(lè)技術(shù)的邊界已變得模糊不清。當(dāng)前的人工智能音樂(lè)追求所謂“端到端”技術(shù)風(fēng)格，很容易千篇一律；作曲家的創(chuàng)作過(guò)程本質(zhì)上是主、客觀不斷交互的過(guò)程，其中蘊(yùn)含著多年積累的經(jīng)驗(yàn)和技巧，以及驟然迸發(fā)的創(chuàng)作靈感，人工智能很難學(xué)到。而音樂(lè)永遠(yuǎn)是主觀的藝術(shù)，無(wú)論技術(shù)發(fā)展到何種程度，音樂(lè)科技研究都應(yīng)以人的聽(tīng)覺(jué)感受為本，傳統(tǒng)音樂(lè)、電子音樂(lè)、未來(lái)的人工智能音樂(lè)乃至機(jī)器人音樂(lè)都應(yīng)如此。

【關(guān)鍵詞】 音樂(lè)科技；音樂(lè)科學(xué)；音樂(lè)技術(shù)；骨笛；人工智能音樂(lè)

引言

從中文字面上理解，“音樂(lè)科技”完整的意思應(yīng)為“音樂(lè)科學(xué)與技術(shù)”，對(duì)應(yīng)的英文應(yīng)該是music science and technology，但英文文獻(xiàn)中常見(jiàn)的詞匯卻是music technology，并不包含science，一些國(guó)外大學(xué)的專(zhuān)業(yè)目錄經(jīng)常使用的也是Music and Technology（音樂(lè)與科技）。筆者曾問(wèn)過(guò)國(guó)外同行music science與music technology的區(qū)別，他們說(shuō)music science一般指用科學(xué)原理分析、解釋音樂(lè)現(xiàn)象的學(xué)科，等同于系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)（System Musicology）；music technology則多指技術(shù)性、實(shí)踐性較強(qiáng)的音樂(lè)專(zhuān)業(yè)。筆者分析認(rèn)為，系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)發(fā)源于歐洲，主要包括基本樂(lè)理、樂(lè)律學(xué)、音樂(lè)聲學(xué)、音樂(lè)心理學(xué)、樂(lè)器學(xué)以及作曲技術(shù)理論（不含創(chuàng)作）等，其特點(diǎn)是用科學(xué)實(shí)證方法研究音樂(lè)的基本屬性和規(guī)律，這意味著系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)本身就具有較強(qiáng)的藝術(shù)與科學(xué)的雙重屬性。德語(yǔ)中的“音樂(lè)學(xué)”（Musikwissenschaft）一詞就是音樂(lè)（musik）與科學(xué)（wissenschaft）兩個(gè)單詞的合成體。

我國(guó)的教學(xué)體制將系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)學(xué)科一分為二，作曲技術(shù)理論部分被劃歸作曲系，其余皆被劃歸音樂(lè)學(xué)系。音樂(lè)學(xué)系因主要承襲音樂(lè)史學(xué)、民族民間音樂(lè)和音樂(lè)評(píng)論的研究傳統(tǒng)，社會(huì)科學(xué)色彩比較濃厚；而作曲系一般以音樂(lè)創(chuàng)作為中心，通常不太重視研究技術(shù)理論的科學(xué)內(nèi)涵，這些都導(dǎo)致系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)原有的科學(xué)屬性被整體弱化。近年來(lái)，為趕上國(guó)外音樂(lè)科技的發(fā)展速度，國(guó)內(nèi)很多音樂(lè)院校組建與音樂(lè)科技相關(guān)的院、系和專(zhuān)業(yè)，此舉對(duì)解決我國(guó)音樂(lè)科學(xué)研究長(zhǎng)期“貧血”的問(wèn)題有一定幫助，然而新專(zhuān)業(yè)往往偏重技術(shù)和制作，忽視了音樂(lè)科學(xué)層面的理論建設(shè)，因此中國(guó)音樂(lè)理論體系的科學(xué)短板依然存在，在技術(shù)層面也很難拿出具有自主版權(quán)的成果。

受邀撰寫(xiě)此文，筆者主要依據(jù)的是多年從事律學(xué)、音樂(lè)聲學(xué)和樂(lè)器學(xué)研究與教學(xué)的工作經(jīng)驗(yàn)，包括2011至2017年在中國(guó)音樂(lè)學(xué)院組建、管理音樂(lè)科技系過(guò)程中積累的一些心得，希望能對(duì)剛進(jìn)入或準(zhǔn)備進(jìn)入音樂(lè)科技領(lǐng)域的同學(xué)、同行有所幫助。另外需要說(shuō)明的是，鑒于我國(guó)較少使用“系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)”一詞，為表述清晰，筆者用“音樂(lè)科學(xué)”指代那些屬于系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)的學(xué)科，用“音樂(lè)技術(shù)”指代技術(shù)性和實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科（如音樂(lè)制作、錄音、樂(lè)器工程等），二者重疊時(shí)使用“音樂(lè)科技”。

一、音樂(lè)科學(xué)發(fā)端于對(duì)心物關(guān)系的探索

從事音樂(lè)科學(xué)研究，必須要知道這個(gè)學(xué)科的基本屬性，是藝術(shù)科學(xué)？是社會(huì)科學(xué)？還是自然科學(xué)？在沒(méi)有出現(xiàn)音樂(lè)科技專(zhuān)業(yè)之前，從事音樂(lè)科學(xué)研究的人通常來(lái)自?xún)蓚€(gè)領(lǐng)域：音樂(lè)領(lǐng)域或科技領(lǐng)域。不同的知識(shí)背景肯定會(huì)影響人看問(wèn)題的角度：有音樂(lè)背景的人習(xí)慣以主觀感受為中心，強(qiáng)調(diào)音樂(lè)的主觀性；有科技背景的人更相信儀器，一切以客觀數(shù)據(jù)為依據(jù)。筆者認(rèn)為，在這個(gè)問(wèn)題上要特別重視漢代《禮記·樂(lè)記》中的一段話：“音之起，由人心生也。人心之動(dòng)，物使之然也。感于物而動(dòng)，故形于聲。聲相應(yīng)，故生變；變成方謂之音。”[1]此言明確告知我們音樂(lè)具有主觀和客觀雙重屬性，主、客觀之間有規(guī)律的互動(dòng)和變化才形成音樂(lè)。這一觀點(diǎn)雖產(chǎn)生于漢代[2]，但在今天仍可作為認(rèn)識(shí)音樂(lè)科學(xué)屬性的座右銘。它與老莊所崇尚的“天人合一”觀點(diǎn)也有某種契合之處：“天”可類(lèi)比為《樂(lè)記》中的“物”，“人”即《樂(lè)記》中的“心”，當(dāng)“心物合一”的時(shí)候，才能產(chǎn)生美妙的音樂(lè)。

西方音樂(lè)科學(xué)理論的原點(diǎn)在古希臘，作為哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家的畢達(dá)哥拉斯經(jīng)常思索音樂(lè)與數(shù)學(xué)的關(guān)系，其理論的獨(dú)特之處在于，他把宇宙、人和音樂(lè)三者的關(guān)系都用整數(shù)比來(lái)表達(dá)，并推測(cè)所有行星軌道間存在協(xié)和的“天體和音”，只因人類(lèi)缺乏聽(tīng)到這些“天體音樂(lè)”的能力而無(wú)法欣賞。畢達(dá)哥拉斯對(duì)音樂(lè)的具體貢獻(xiàn)是提出了建立在簡(jiǎn)單整數(shù)比基礎(chǔ)上的五度相生律理論，該理論至今仍被音樂(lè)界廣泛使用。

從《樂(lè)記》的“心物論”、老莊的“天人合一”到畢達(dá)哥拉斯的“天體音樂(lè)”，這些觀點(diǎn)都涉及人與自然、主觀與客觀的和諧統(tǒng)一，對(duì)認(rèn)識(shí)音樂(lè)科學(xué)的基本屬性幫助極大，啟發(fā)性更強(qiáng)。只是限于古代的生產(chǎn)力和科技水平低下，這些宏大想象和理論假說(shuō)只能留待后人給予驗(yàn)證。

19世紀(jì)歐洲工業(yè)革命的興起，不僅促進(jìn)了人類(lèi)生產(chǎn)力的發(fā)展，也給“心物”關(guān)系研究提供了實(shí)證條件。在此背景下，醫(yī)學(xué)出身的德國(guó)哲學(xué)家兼物理學(xué)家古斯塔夫·西奧多·費(fèi)希納（Gustav Theodor Fechner，1801—1887）首先通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)找到了主、客觀之間的量化關(guān)系。他在1860年出版的《心理物理學(xué)綱要》（Elemente der Psychophysik）中，用一個(gè)簡(jiǎn)明的公式將多年辛勤實(shí)驗(yàn)的成果展現(xiàn)給世人，即S=KlgR（S是主觀感覺(jué)強(qiáng)度，R是客觀量強(qiáng)度，K是常數(shù)，lg是常用對(duì)數(shù)符號(hào)）[3]。該公式表明：主觀感覺(jué)量與客觀物理量之間是一種對(duì)數(shù)關(guān)系，當(dāng)主觀感覺(jué)量按算數(shù)級(jí)增長(zhǎng)時(shí)，相應(yīng)的客觀物理量以指數(shù)級(jí)增加。以音高感知為例，當(dāng)我們主觀感覺(jué)上聽(tīng)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)音高A時(shí)，其對(duì)應(yīng)的客觀物理量是頻率為440Hz的振動(dòng)（Hz代表每秒鐘的振動(dòng)次數(shù)）。高1個(gè)八度時(shí)，其對(duì)應(yīng)的頻率要乘以2（440×2=880），高2個(gè)八度要乘以4（440×4=1760），高3個(gè)八度要乘以8（440×8=3520），依此類(lèi)推[4]。

人耳對(duì)音量的感知也符合費(fèi)希納定律，譬如目前我們常用的衡量音量大小的“分貝”（dB，用來(lái)表示聲壓級(jí)的單位）與所對(duì)應(yīng)的物理量聲壓也是對(duì)數(shù)關(guān)系：分貝=20log10（p/p0）（公式中，p代表被測(cè)發(fā)音體的聲壓，p0代表介質(zhì)的基準(zhǔn)聲壓，空氣的基準(zhǔn)聲壓為20微帕）。根據(jù)公式可知，若空氣中發(fā)音體（客觀量）增加1倍，聲壓級(jí)（主觀量）只增加6分貝。具體以小提琴為例，假設(shè)1把小提琴的平均音量為40分貝，2把小提琴的演奏音量則約為46分貝，4把小提琴約為52分貝。假設(shè)大型管弦樂(lè)隊(duì)擁有32把小提琴，其全奏時(shí)的總音量理論值約為70分貝。

費(fèi)希納定律不僅適用于聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)，還適用于嗅覺(jué)、溫感和壓感等感知系統(tǒng)，在哲學(xué)、心理學(xué)、美術(shù)學(xué)和音樂(lè)學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了巨大影響。費(fèi)希納在研究過(guò)程中甚至付出了健康的代價(jià)，為獲得視覺(jué)實(shí)驗(yàn)的第一手資料，他的眼睛受到太陽(yáng)光的灼傷，但他依舊對(duì)自己的理論創(chuàng)建感到自豪，他說(shuō)：“巴別塔因工人們語(yǔ)言混亂而無(wú)法建成，而我的心理物理學(xué)之塔則因無(wú)懈可擊而永存于世?！盵5]

然而費(fèi)希納定律后來(lái)還是被一些實(shí)驗(yàn)證明存在局限性，即當(dāng)客觀刺激量超出一定強(qiáng)度范圍時(shí)，相應(yīng)的主觀感受會(huì)出現(xiàn)偏差。以音高感知為例，當(dāng)振動(dòng)頻率超過(guò)中、高音區(qū)時(shí)（約在大字組至小字三組之間），人的感知就會(huì)出現(xiàn)異常；音量感知的情況也與之類(lèi)似。這種情況屬于音樂(lè)中大量存在的非線性現(xiàn)象，即客觀量輸入與主觀量輸出的不對(duì)等性，主要由主觀聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)生理結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性所導(dǎo)致，而這也是音樂(lè)科學(xué)研究中特別值得注意的問(wèn)題。

二、音樂(lè)科學(xué)的成熟

來(lái)自對(duì)樂(lè)音結(jié)構(gòu)的探索

費(fèi)希納的研究雖然沒(méi)有在音樂(lè)領(lǐng)域產(chǎn)生直接影響，但引發(fā)了另一位德國(guó)科學(xué)巨匠投身于音樂(lè)聲學(xué)感知研究，并由此對(duì)近代音樂(lè)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，他就是著名生理學(xué)兼物理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz，1821—1894）。亥姆霍茲較為突出的貢獻(xiàn)包括：用自制的共鳴器驗(yàn)證了復(fù)合音中泛音的分布以及泛音與音色之間的量化關(guān)系；通過(guò)對(duì)耳蝸的生理解剖，創(chuàng)立了音高識(shí)別的“豎琴說(shuō)”；通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明拍音對(duì)主觀協(xié)和感的影響并提出相關(guān)量化理論。

對(duì)音樂(lè)研究者而言，亥姆霍茲最傲人之處是展示了如何用巧妙的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)探明音樂(lè)的內(nèi)在規(guī)律。常言道“耳聽(tīng)為虛，眼見(jiàn)為實(shí)”，音樂(lè)就屬于看不見(jiàn)摸不著的“虛體”，亥姆霍茲所處的時(shí)代，并沒(méi)有今日常見(jiàn)的電子測(cè)量手段，甚至沒(méi)有電力供應(yīng)，那么他是如何打開(kāi)音樂(lè)“黑匣子”的呢？通過(guò)閱讀他的《論音的感覺(jué)—音樂(lè)理論的生理學(xué)基礎(chǔ)》（On the Sensations of Tone： As a Physiological Basis For the Theory of Music）可知，他主要采用了費(fèi)希納的心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑赐ㄟ^(guò)精確控制物理變量來(lái)觀察、記錄主觀感知量，由此獲取聲波中的所有信息。亥姆霍茲超越費(fèi)希納之處在于，他用自己設(shè)計(jì)的工具—亥姆霍茲共鳴器（圖1），探測(cè)到了不可見(jiàn)的聲音。這種研究模式不僅極大地推進(jìn)了音樂(lè)聲學(xué)、音樂(lè)生理學(xué)和音樂(lè)心理學(xué)的研究，還為歐洲的系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)發(fā)展奠定了更為堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。享譽(yù)世界的音樂(lè)學(xué)家施通普夫（Stumpf，1848—1936）、里曼（Riemann，1849—1919）和霍恩博斯特爾（Hoenbostel，1877—1935）等人都曾受到亥姆霍茲的影響，他們將亥姆霍茲的研究模式完整地繼承下來(lái)并應(yīng)用于和聲學(xué)、比較音樂(lè)學(xué)和民族音樂(lè)學(xué)研究中。

如果說(shuō)費(fèi)希納率先以實(shí)證方式打開(kāi)了連通主、客觀世界的大門(mén)，那么亥姆霍茲則讓音樂(lè)科學(xué)走向成熟。有意思的是，音樂(lè)研究只是亥姆霍茲的“副業(yè)”，他主要是因在“能量守恒定律”（他是重要貢獻(xiàn)人之一）、“亥姆霍茲速度分解定理”、“亥姆霍茲自由能”和“亥姆霍茲方程”等方面的貢獻(xiàn)而贏得了國(guó)際科學(xué)界的尊重。當(dāng)然，亥姆霍茲的某些音樂(lè)理論在今天看來(lái)也存在一定缺陷，如音高辨識(shí)方面的“豎琴說(shuō)”、協(xié)和感知方面的“拍音說(shuō)”以及音色感知方面的“泛音列說(shuō)”等[6]。這或許從另外一個(gè)角度說(shuō)明，較之純粹的數(shù)理科學(xué)，音樂(lè)科學(xué)研究由于有主觀因素的參與，其復(fù)雜度和困難度更高，研究結(jié)果被質(zhì)疑、補(bǔ)充和進(jìn)一步完善的概率也更高。

三、歐洲音樂(lè)科學(xué)

對(duì)中國(guó)音樂(lè)理論的影響

研究音樂(lè)科學(xué)有何意義？它對(duì)中國(guó)音樂(lè)能產(chǎn)生哪些影響？對(duì)此，可用前面提及的兩位人物的經(jīng)歷，以及他們的研究對(duì)中國(guó)音樂(lè)所產(chǎn)生的影響，來(lái)加以說(shuō)明。

作為亥姆霍茲科學(xué)思想的崇拜者，施通普夫堅(jiān)持以實(shí)證主義的觀念全身心地投入對(duì)樂(lè)音和音樂(lè)感知的深入研究：他與霍恩博斯特爾等人合作建立了著名的柏林音響資料館，專(zhuān)門(mén)搜集整理東南亞、太平洋沿岸各國(guó)（包括中國(guó)）[7]和美洲印第安人的音樂(lè)；他還與霍恩博斯特爾和英國(guó)工程師兼音樂(lè)學(xué)家埃利斯（Ellis，1814—1890）等人共同創(chuàng)立了比較音樂(lè)學(xué)（Comparative Musicology），從音響比較的角度對(duì)不同民族的音樂(lè)進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究；隨后，又在比較音樂(lè)學(xué)基礎(chǔ)上加入文化背景元素研究，將其發(fā)展為當(dāng)今擁有廣泛影響力的民族音樂(lè)學(xué)（Ethnomusicology），這一學(xué)科對(duì)中國(guó)民族音樂(lè)研究的影響有目共睹。

同樣作為亥姆霍茲研究模式的繼承者，里曼則專(zhuān)注于將樂(lè)音、音程聽(tīng)感研究與歐洲古典音樂(lè)聯(lián)系在一起[8]。他歸納總結(jié)的“功能和聲體系”對(duì)音樂(lè)教學(xué)和創(chuàng)作都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。中國(guó)學(xué)界最為熟悉的斯波索賓和聲學(xué)體系的內(nèi)核基本上都源自里曼的研究。基于對(duì)自然泛音列和音級(jí)理論的認(rèn)同，加之斯波索賓和聲學(xué)教材的普及，功能和聲理論對(duì)中國(guó)音樂(lè)創(chuàng)作和分析理論的發(fā)展所起到的作用既廣泛又深遠(yuǎn)。然而隨著比較音樂(lè)學(xué)和民族音樂(lè)學(xué)的興起，里曼體系在中國(guó)、印度、印度尼西亞爪哇島以及阿拉伯國(guó)家和地區(qū)的民族音樂(lè)面前，包括面對(duì)歐洲晚期浪漫派的音樂(lè)時(shí)，往往出現(xiàn)理論“失靈”的情況。

中國(guó)音樂(lè)家很早便從聽(tīng)感角度意識(shí)到，用功能和聲體系配出的民族音樂(lè)與東方音樂(lè)風(fēng)格不符。很多作曲者也曾嘗試通過(guò)各種變通方法解決這一問(wèn)題，譬如構(gòu)造非三度疊置和弦結(jié)構(gòu)、增加附加音、根據(jù)民族調(diào)式調(diào)整和聲功能序進(jìn)等。以“民族調(diào)式和聲體系”命名的專(zhuān)著出版了很多，但總體上看，都無(wú)法取代功能和聲體系的霸主地位，各類(lèi)音樂(lè)入學(xué)考試的內(nèi)容中居于主導(dǎo)地位的依然是舊有的歐洲體系。

其實(shí)，歐洲系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)體系“失靈”的情況不僅存在于基本樂(lè)理和功能和聲體系，也存在于曲式分析、復(fù)調(diào)、配器法等學(xué)科中。仔細(xì)分析理論“失靈”的原因，筆者認(rèn)為大致可歸為兩類(lèi)：第一，使用者沒(méi)有從基本原理角度完整地掌握理論精髓，而僅僅機(jī)械照搬其中的實(shí)例來(lái)解決本民族的音樂(lè)問(wèn)題，自然無(wú)法獲得滿意的結(jié)果。比較典型的情況是照搬西洋配器法為民族管弦樂(lè)隊(duì)配器，盡管同類(lèi)樂(lè)器的發(fā)聲原理一樣，但東方與西方樂(lè)器在音域、泛音列、響度范圍、起始瞬態(tài)等方面依然存在較大差異，若原樣移植，其音響效果肯定大相徑庭。第二，限于歷史條件，有些東方的音樂(lè)知識(shí)和規(guī)則在歐洲音樂(lè)學(xué)體系中根本就不存在，譬如中國(guó)古代常用的金石樂(lè)器（即編鐘、編磬）在西方配器法教科書(shū)中根本找不到相對(duì)應(yīng)的樂(lè)器，而這些板振動(dòng)樂(lè)器又與管弦樂(lè)器的發(fā)聲原理截然不同，其配器規(guī)律只能由我們的配器法教師在科學(xué)原理基礎(chǔ)上自行加以歸納總結(jié)。

總體而言，引進(jìn)歐洲系統(tǒng)的音樂(lè)學(xué)理論，還是對(duì)推動(dòng)我國(guó)音樂(lè)理論建設(shè)產(chǎn)生了不可抹殺的積極作用，對(duì)于其中不適用于中國(guó)音樂(lè)的部分，則應(yīng)依據(jù)科學(xué)原理分析個(gè)中原因，對(duì)癥施藥，不斷進(jìn)行優(yōu)化總結(jié)，唯有如此，才能最終建立起適用于中國(guó)民族音樂(lè)的理論體系。

四、音樂(lè)技術(shù)與音樂(lè)科學(xué)的關(guān)系

盡管音樂(lè)技術(shù)專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)在大學(xué)招生目錄中的時(shí)間并不長(zhǎng)，但音樂(lè)技術(shù)實(shí)際存在的歷史應(yīng)遠(yuǎn)長(zhǎng)于音樂(lè)科學(xué)（系統(tǒng)音樂(lè)學(xué)）的歷史，這符合所有科技發(fā)展的規(guī)律—發(fā)現(xiàn)、實(shí)踐在先，理論歸納在后。

最早的音樂(lè)技術(shù)皆與樂(lè)器制作有關(guān)?？脊虐l(fā)現(xiàn)表明，早在舊石器時(shí)代晚期，人類(lèi)就開(kāi)始用石頭制作樂(lè)器。在德國(guó)烏爾姆以西的巖洞中發(fā)現(xiàn)了多種骨笛，距今約43000年的骨笛是用長(zhǎng)毛猛犸象的象牙制成（圖2），距今約35000年的骨笛是用禿鷲的尺骨制成（圖3）。

20世紀(jì)80年代，在河南賈湖發(fā)現(xiàn)的骨笛制作更精良、音樂(lè)性能更優(yōu)異（圖4）。從笛身的刻痕和打磨得圓滑規(guī)整的音孔來(lái)看，早在9000年前，華夏先民的樂(lè)器制作技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)高的水平（圖5）。賈湖骨笛是用丹頂鶴的尺骨或腿骨制成。早期人類(lèi)常用鳥(niǎo)類(lèi)骨頭制笛是因?yàn)轼B(niǎo)骨有個(gè)共同特點(diǎn)，就是鳥(niǎo)骨中空（為獲得更多氧氣），很適合用來(lái)制作吹奏樂(lè)器；但鳥(niǎo)骨質(zhì)地較硬，制作樂(lè)器時(shí)首先碰到的困難，便是必須找到比它還堅(jiān)硬的鉆孔材料?？脊湃藛T發(fā)現(xiàn)，賈湖人用于鉆孔的材料為石英石（在賈湖地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了石英石礦脈），其硬度恰好比鳥(niǎo)骨高一級(jí)。制笛的鉆頭有多種，較大的用于鉆通骨管，較小的用于鉆音孔，鉆頭最尖銳處僅約2毫米（圖6）[9]。

研究音樂(lè)技術(shù)的發(fā)展歷史，會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：人類(lèi)從不吝惜用最好的技術(shù)來(lái)滿足聽(tīng)覺(jué)審美需求，石器時(shí)代如此，青銅時(shí)代更為顯著。曾侯乙編鐘可謂達(dá)到當(dāng)時(shí)世界樂(lè)器制造技術(shù)的巔峰（圖7），從制模澆鑄到銼磨調(diào)音（圖8），即使在科技水平已遠(yuǎn)超2000多年前的當(dāng)今時(shí)代，仔細(xì)觀察編鐘的各種制作細(xì)節(jié)，仍會(huì)被當(dāng)時(shí)工匠的高超技術(shù)所折服。

18世紀(jì)中葉后，歐洲借助領(lǐng)先的工業(yè)技術(shù)，以及通過(guò)亥姆霍茲、里曼等人在音樂(lè)科學(xué)理論方面的深入研究，其樂(lè)器科技水平得到大幅提升，良好的音準(zhǔn)、音量控制，合理、科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅促進(jìn)了管弦樂(lè)隊(duì)的發(fā)展，也為音樂(lè)表演和音樂(lè)教育普及等提供了很好的基礎(chǔ)條件，同時(shí)間接推動(dòng)了西洋音樂(lè)在全球范圍的推廣。這一史實(shí)提示我們，弘揚(yáng)本民族音樂(lè)，應(yīng)重視自己樂(lè)器的精良程度，而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的前提就是重視音樂(lè)技術(shù)研究。

如果說(shuō)在亥姆霍茲的時(shí)代，尚能區(qū)分出音樂(lè)科學(xué)與音樂(lè)技術(shù)的不同；那么隨著當(dāng)今科技的急速發(fā)展，以及信息的無(wú)延遲傳播，音樂(lè)科學(xué)與音樂(lè)技術(shù)的邊界已變得模糊不清。從事音樂(lè)科學(xué)理論研究的人必須了解前沿技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，從事音樂(lè)技術(shù)的工程師也要關(guān)注最新音樂(lè)科技理論的研究進(jìn)展。在中國(guó)音樂(lè)學(xué)院音樂(lè)科技系成立之初，為達(dá)到讓學(xué)生在科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同發(fā)展的目標(biāo)，學(xué)院在專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)上有意識(shí)地設(shè)立了1個(gè)偏基礎(chǔ)理論的專(zhuān)業(yè)—“音樂(lè)聲學(xué)”，1個(gè)兼顧理論與技術(shù)的專(zhuān)業(yè)—“樂(lè)器學(xué)”，2個(gè)偏重音樂(lè)應(yīng)用技術(shù)的專(zhuān)業(yè)—“電子音樂(lè)”和“錄音與擴(kuò)聲”。事實(shí)證明，這種培養(yǎng)音樂(lè)科技人才的模式更有利于培養(yǎng)出被社會(huì)認(rèn)可的復(fù)合型音樂(lè)科技人才[10]。

五、音樂(lè)科技研究者應(yīng)重視藝術(shù)判斷力和主、客觀交互能力的培養(yǎng)

當(dāng)今，用人工智能生成的音樂(lè)已應(yīng)用于很多商業(yè)公司的視頻配樂(lè)中，這既可以節(jié)約制作成本，還避免了知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。但由此也引出一些新問(wèn)題，比如人們最關(guān)心的是人工智能是否會(huì)代替作曲家？在筆者看來(lái)，要回答這個(gè)問(wèn)題必須有一個(gè)前提條件：那就是要代替哪種類(lèi)型的作曲家？如果要代替低水平的作曲家（或應(yīng)稱(chēng)作曲人），答案是有可能。實(shí)際上，在人工智能出現(xiàn)之前，類(lèi)似技術(shù)就已經(jīng)存在，譬如一些軟件將常用的作曲規(guī)則編入程序，只要隨便寫(xiě)條旋律，軟件就能自動(dòng)配好和聲和其他樂(lè)器聲部，包括打擊樂(lè)。若前提條件是要代替高水平作曲家，筆者認(rèn)為從邏輯上講根本不可能，因?yàn)橐魳?lè)作品的水平高低是由人而不是人工智能來(lái)判斷的，而人作出判斷的前提是具有藝術(shù)判斷力，目前再?gòu)?qiáng)大的人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也不具備藝術(shù)判斷力。

通常衡量作曲家水平高低的標(biāo)準(zhǔn)之一，就是看其作品的體裁和風(fēng)格是否多樣化，絕對(duì)不能是千篇一律的。即便為影視作品作曲，也要按照劇情要求在情緒和節(jié)奏變化上做精心設(shè)計(jì)。但當(dāng)前的人工智能追求所謂“端到端”的技術(shù)風(fēng)格，即在音樂(lè)生成過(guò)程中不用人工參與，很容易產(chǎn)生千篇一律的感覺(jué)，這樣的音樂(lè)即便免費(fèi)、高產(chǎn)，也難以成為人們聽(tīng)賞的對(duì)象。人工智能無(wú)法取代高水平作曲家的另一個(gè)原因是，作曲家的創(chuàng)作過(guò)程本質(zhì)上是主、客觀不斷交互的過(guò)程，主觀想象的音樂(lè)要通過(guò)客觀（樂(lè)器）進(jìn)行表達(dá)，接著主觀根據(jù)接收到的客觀音響對(duì)作品及時(shí)進(jìn)行分析、判斷和修改，這個(gè)交互過(guò)程中蘊(yùn)含著作曲家多年積累的作曲經(jīng)驗(yàn)和技巧，更包含腦海中驟然迸發(fā)的創(chuàng)作靈感，而人工智能若想掌握這個(gè)交互過(guò)程，不啻讓工程師放棄編程改學(xué)作曲。

筆者曾就德國(guó)用人工智能技術(shù)續(xù)寫(xiě)貝多芬《第十交響曲》一事寫(xiě)過(guò)文章，研究了這個(gè)國(guó)際化的人工智能團(tuán)隊(duì)續(xù)寫(xiě)《第十交響曲》的創(chuàng)作過(guò)程[11]。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)團(tuán)隊(duì)中，人工智能只負(fù)責(zé)生成大量貝多芬風(fēng)格的音樂(lè)片段，接下來(lái)的所有工作都由音樂(lè)家接手：由研究貝多芬音樂(lè)的專(zhuān)家負(fù)責(zé)將片段拼接成完整的旋律并補(bǔ)充和聲、對(duì)位，最后由作曲家完成配器。換言之，人工智能在整個(gè)續(xù)寫(xiě)過(guò)程中只提供了大量可能性，最終完成作品還要靠人的藝術(shù)判斷以及把控主、客觀交互的能力。

這里再用筆者制作高音質(zhì)半導(dǎo)體收音機(jī)的例子，來(lái)說(shuō)明主、客觀交互能力培養(yǎng)對(duì)音樂(lè)科技研究的重要性。20世紀(jì)六七十年代，少年的我忙于給別人攢半導(dǎo)體收音機(jī)，慕名而來(lái)者皆因我的收音機(jī)音質(zhì)好—在當(dāng)年的單聲道時(shí)代，這就達(dá)到聽(tīng)覺(jué)審美的極高境界了。而這“音質(zhì)好”背后有多種因素的支撐：我會(huì)在電源電路中增加一個(gè)去耦電容以濾掉交流噪聲，在輸出電路中增加旁路電容以消減過(guò)多的高頻信號(hào)，最重要的是有主觀聽(tīng)覺(jué)參與其中。因?yàn)楫?dāng)時(shí)我除了攢收音機(jī)還喜歡拉小提琴，因此對(duì)收音機(jī)音質(zhì)有較高的判斷力，能夠通過(guò)調(diào)整每個(gè)元器件的數(shù)值來(lái)保證每臺(tái)機(jī)器的音質(zhì)。如果把組裝半導(dǎo)體收音機(jī)視為音樂(lè)技術(shù)的一個(gè)縮影，可以從中看清這樣一個(gè)道理：音樂(lè)永遠(yuǎn)是主觀的藝術(shù)，無(wú)論技術(shù)發(fā)展到何種程度，音樂(lè)科技研究都應(yīng)以人的聽(tīng)覺(jué)感受為本，傳統(tǒng)音樂(lè)如此，電子音樂(lè)如此，未來(lái)的人工智能音樂(lè)、機(jī)器人音樂(lè)也必然如此。

結(jié)語(yǔ)

從43000年前舊石器時(shí)代的骨笛，到今天遍布世界每個(gè)角落的網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)，可以清晰地看出，音樂(lè)科技正在以指數(shù)級(jí)的加速度向前發(fā)展。展望音樂(lè)科技的未來(lái)走向，筆者只能說(shuō)出一個(gè)想法，就是會(huì)有更多的可能和更多的交叉，然而再多的可能與交叉，也改變不了荀子當(dāng)年在《樂(lè)論篇》中對(duì)音樂(lè)本質(zhì)的界定—“夫樂(lè)者，樂(lè)也，人情之所必不免也”。

責(zé)任編輯：趙軼峰

[1] 鄭玄注，孔穎達(dá)疏：《禮記正義》卷三十七《禮記》，阮元?？獭妒?jīng)注疏》，中華書(shū)局1980年版，下冊(cè)，第1527頁(yè)。

[2] 關(guān)于《禮記·樂(lè)記》的作者和成書(shū)年代，學(xué)界主要有兩種觀點(diǎn)：其一，認(rèn)為作者是戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的公孫尼子；其二，認(rèn)為作者是西漢河間獻(xiàn)王劉德、毛生等人。參見(jiàn)薛永武：《〈禮記·樂(lè)記〉研究》，光明日?qǐng)?bào)出版社2010年版，第2頁(yè)。本文采用出自西漢河間獻(xiàn)王劉德及毛生的觀點(diǎn)。

[3] 參見(jiàn)Gustav Theodor Fechner， Elemente der Psychophysik （Leipzig： Breitkopf and Hartel， 1907）. 心理物理學(xué)的主要研究模式是在精確控制客觀刺激變量的同時(shí)，記錄人的主觀感受，通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并以量化的形式表達(dá)，該學(xué)科由費(fèi)希納首創(chuàng)。

[4] 費(fèi)希納本人并未從事音樂(lè)感知方面的研究，本文所述旨在解釋定律的普適性。

[5] 轉(zhuǎn)引自Thomas D. Rossing， The Science of Sound （Addison-Wesley Publishing Company， 1990）， 70.

[6] 參見(jiàn)韓寶強(qiáng)：《音的歷程：現(xiàn)代音樂(lè)聲學(xué)導(dǎo)論》，人民音樂(lè)出版社2016年版，第22—33、45—72頁(yè)。

[7] 中國(guó)藝術(shù)研究院音樂(lè)研究所的金經(jīng)言曾在音樂(lè)研究所保存的資料中，搜集到楊蔭瀏先生本人于20世紀(jì)20年代演唱的昆曲《琵琶記》錄音，錄音策劃人正是霍恩博斯特爾。參見(jiàn)金經(jīng)言：《關(guān)于楊蔭瀏先生演唱的一段昆曲錄音》，《人民音樂(lè)》1999年第11期。

[8] 參見(jiàn)[德]貝塞勒：《近代音樂(lè)聽(tīng)賞問(wèn)題》，[德]克奈夫等著《西方音樂(lè)社會(huì)學(xué)現(xiàn)狀—近代音樂(lè)的聽(tīng)賞和當(dāng)代社會(huì)的音樂(lè)問(wèn)題》，金經(jīng)言譯，人民音樂(lè)出版社2002年版，第1—4頁(yè)。

[9] 參見(jiàn)河南省文物考古研究所編著：《舞陽(yáng)賈湖》上卷，科學(xué)出版社1999年版，第358頁(yè)。

[10] 這一點(diǎn)可以從畢業(yè)生的就業(yè)情況得到證明，大部分學(xué)生畢業(yè)后都能找到與音樂(lè)科技相關(guān)的工作，其中不乏在高校從事音樂(lè)科技教學(xué)工作或在知名信息公司從事音樂(lè)科技研究工作。

[11] 韓寶強(qiáng)：《人工智能續(xù)創(chuàng)貝多芬第十交響曲帶給我們的啟示》，《南京藝術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)（音樂(lè)與表演）》2022年第1期。