音樂時間與節拍器剪影

馬慧元

一

今年我在多倫多的博物館里，第一次聽到著名的加拿大原住民因紐特人的“喉音”演唱，可惜我努力聽了好幾段，連音高都感覺不到，也記不住。不過仍然有一樣東西感染了我，這就是明快動人的節奏。對完全陌生的音樂風格和文化摸不著頭腦的時候，我又一次猜測，人腦對節奏的預知、分析和相關的快感，是不是各種音樂所共有？和聲、音階這些東西極難在人類音樂中尋得共性，但我“冒死”下了一個結論：音樂之中，唯節奏不可缺少。

而人腦和節奏的天然聯系，我一直有很多想法。拿今日能覆蓋大半個世界的歐洲古典音樂來說，它確實精深、復雜，能容納豐富的個體心靈，也就是說，一個人無須他人帶動、起哄，可以靜靜地欣賞，這是古典音樂讓人獨立和強大的一面；然而音樂仍有社會性的一面，古典音樂也不例外，只要節奏的感染力還存在，人們就會有“一起動”的需求。

而節拍（meter）和節奏（rhythm）的秘密讓人常想常新：保持均一節奏的神經機制在哪里？科學家的結論是，節奏和節拍不可分，沒有節拍重音或者說沒有組織結構的話，人腦很難感知到運動性的節奏。科學家也知道，人在聽音樂的時候，尤其是在聽到有節拍（重音）的音樂的時候，運動輔助區（Supplementary Motor Area）及其周圍會被激活（但哪怕是職業音樂家，僅僅讀譜并不激發運動中樞），所以音樂家也可以被稱為“聽覺運動員”。此外，無關文化，人腦中的基底神經核（basal ganglia）的功能就包括把重復信息組織成小塊，這類重復信息可以是走路、有節奏地揮旗子、敲鼓，也可以是音樂的節拍。這種聽覺回路和運動區的結合，有可能激勵人腦的獎賞回路（以至于上癮），也就是產生多巴胺。所以一群語言不通的人可以一起唱、一起拍手，甚至一起預測、填補一個拍子，音樂天然地可以連結彼此，甚至有語言隔閡的詩歌也可因音節的律動，稍稍跨越文化。雖然，現代西方古典音樂的演奏現場發展成了一個怪胎：觀眾被牢牢釘在座位上不許參與（掌聲而且是特定時候的掌聲是唯一被允許的參與），但在這樣一個壓抑的場合，聽者仍然有“想象中的運動”，即跟隨音樂默默打拍子或哼唱。也就是說，哪怕是“被動傾聽”，聽覺回路也能在預測、期待音樂的過程中分泌多巴胺。

關于拍子，學者馬古勒斯在《極簡音樂心理學》中說，大部分人按照要求打拍子，都能很精確，但畢竟不可能達到數學的完美—一般會提前二十至六十毫秒左右，因為人腦在不斷預測，就難免“搶”一點點。也因為預測的本能，有上下文的音樂比孤立的一小節更讓人跟隨得舒服。

人腦自帶節奏裝置，但肉身終有限度，而藝術瞄準的正是普通人腦的捉襟見肘。這樣一來，各種文化都有自己的訓練辦法來解決問題。而在科技文化興盛較早、復雜多聲部音樂也更常見的歐洲，就逐漸有了節拍器這個獨特的存在。

二

“我按節拍器來訓練大腦，并且時時都在測試自己。我可以按每分120拍或者105拍的速度走路，如果我愿意。如果拍子錯了，我的整個身體都會感覺到。管弦樂團呢，一個獨奏進來快或者慢了，我立刻知曉，因為立刻感覺不舒服。”這是卡拉揚大師的話。

從琴童到演奏家，練習的時候都有這么個物件“嗒嗒”地響不說，竟然連卡拉揚大師也未免俗。節拍器這東西，看上去似乎供初學者用，實際上悄悄塑造了歐洲音樂傳統的方方面面。美國大提琴家莫斯科維奇（Marc D. Moskovitz）在演奏之余，辛苦地鉤沉史料，摸索出這樣一本“節拍器小史”：《測量：對音樂時間的追尋》（Measure： In Pursuit of Musical Time）。今人寫一物之史，從現有的成品回溯，總能找出很多人和線索。畢竟，沒有什么復雜之物不是經過多人合力，加上時代不斷選擇形成的。

以鐘擺為出發點的節拍器，其原理可以追溯到十七世紀的伽利略。他發現鐘擺的周期和振幅是互相獨立的，當鐘擺振幅越來越小的時候，周期仍然不變。不過他留下的文字中，并未提到鐘擺的這個性質有朝一日可用來測量音樂的節律。之后另一個重要的學者數學家梅森（Marin Mersenne，1588-1648；他可以說是十七世紀音樂家里最拼命格物致知的了），他很清楚伽利略的發現（甚至修正了一些錯誤），并且算出了一些鐘擺擺長和振動周期的對應，也設想過可以用它來標準化音樂計時，這樣“可以把音樂傳播到所有角落”。而計時并不僅僅是梅森這樣思想者的需求，當時的音樂作品已經讓學生對穩定節拍十分頭疼。比如當時意大利作曲家弗萊克斯巴爾迪不斷“抽筋”般的節奏，用嘴可真不容易數清楚。聽上去松松緊緊，事實上節拍嚴謹，可以說作品的要義就在于音符忽多忽少之際，保證節拍框架的穩定。

到了路易十四的年代，作曲家紅人呂利（Jean-Baptiste Lully，1632-1687）已經上演了很多復雜的歌劇、舞劇，有一場馬拉松般的芭蕾舞劇，據說持續了十三個小時。國王不會接受聲音和動作不整齊的演出，那么排演中保持拍子的艱難可想而知，目擊者都記錄了最后演出時的掙扎—音樂家盡了全力，仍難避免歌舞者的亂象。當時所謂的指揮也就只能靠敲桌子、蹾拐杖的辦法來打拍子。有趣的是，因為呂利是御用音樂家，擁有最多的資源，生產最復雜的歌舞劇，就在數拍子、變化節奏的艱難掙扎中，他的作品在當時激發了不止一種“音樂計時器”。那個年代，越來越多的人已經知道鐘擺的長度一旦設定，擺動頻率就恒定了，但時間和擺長的精確關系，因為非線性而是平方，所以不夠直觀，兩者的換算還沒有人用表格清晰標出來。

此時有個名叫傅葉（Raoul Feuillet， 1660-1770）的編舞大師根據鐘擺原理設計出了一個計時裝置，而且標識清晰，可以在歌劇的不同段落開啟不同節奏。一六八三年，呂利的歌劇就真的用了它。整個裝置一米五左右，鐘擺長度可調，而且擺動的一端能裝上一個小鏡子，當鏡子反射光芒的時候，舞者們就看到一個黑點忽現忽滅，所以就省得受振幅干擾，跟著黑點的亮滅即可。

一六九六年，法國音樂家魯利埃（?tienne Loulié）第一次設計成功了一個可調節的鐘擺式計時裝置。魯利埃是演奏者、教師，也做過“市場”—幫人賣呂利的樂譜。因為跟呂利的音樂圈子有近距離接觸，他知道在當時的歌劇、芭蕾舞劇中，多聲部的演出多么需要整齊的拍子。

他的成就是用上了伽利略的“秒擺”，也就是半周期為一秒的鐘擺（需要鐘擺1米左右），并且按照周期與擺長平方成正比的規律，清晰計算出了音樂速度對應的擺長。相比之前指揮們砸桌子，它倒是沒有聲音，音樂家只能像看指揮那樣看它，這對舞蹈來說頗有用。不僅如此，它需要用到六碼多長的鐘擺，諷刺的是，“碼”在法國就比較混亂，所以，統一音樂節拍之前，統一長度單位就夠難了。因為是呂利的粉絲，他的節拍速度是根據呂利的音樂節拍定制的，而且并不靈活，這樣別人也只能勉強換算才能用上。此外，他的儀器是用鐘擺長度而不是音樂家所習慣的音樂速度（每分鐘多少拍）來標注的，極不方便，又因為受擺長之限，不能實現較慢的速度（每分鐘40-60拍），而在當時的歐洲音樂中，偏偏這類慢速度占主體。即便如此，魯利埃的發明在當時還是劃時代的，呈獻給了法國科學院，在當時被稱為“本世紀最美的發明”。而且，這個思路引領了后來的發明者。

其實魯利埃有個重要的合作者—不懂音樂但熱衷音樂發明的數學家索維亞（Joseph Sauveur，1653-1716）。魯利埃在跟他的合作中，成了巴黎“最懂理論的音樂家”，也差不多是最有科學思維的音樂家。索維亞反復試驗“音樂計時器”，也嘗試別的“音樂規范化”，比如調律。他想出了近三十種調律的方式。至于計時的鐘擺，“秒擺”根本不能滿足他的想象，他要的是比秒小得多的單位，并且真的用一個更小單位并用了對數計算，標注了呂利的一場歌劇的速度。結果有點諷刺，甚至可以說是科學和感性的一次典型對話—索維亞以為更能體現微妙速度的標注，音樂效果反而更差。

最后連魯利埃也受不了索維亞的極端追求了。這種人耳不能感知的精度，有什么用？把音樂切成如此小的碎片，太過分了。兩人漸漸貌合神離，而魯利埃不久就與世長辭，這段意味深長的“音樂和科學的合作”到此為止。

之后，從標注鐘擺長度到時間的換算，終于實現了。十七、十八世紀的法國，用現在的話說，是人們充滿信心，認為可以掌握一切宇宙秘密的年代，也是狄德羅編寫《大百科全書》的年代。狄德羅跟著名音樂家如拉莫、巴赫的兒子等人學過作曲，他本人對音樂計時也有無窮的興趣，認為當下的意大利表情術語講不清時間，造成太多混淆，而如能利用計時的工具，準確記錄呂利歌劇節拍和速度，才可把大師的杰作傳下去。不過，另一啟蒙思想者盧梭表達了相反意見：太死板的節拍記錄，會損害音樂靈魂的表達；就算把意大利人的音樂速度準確記下來，法國人也未必喜歡，所以，速度并無固定的必要。也有音樂家認為，用心跳來判斷節奏就足夠了。所以，真正的節拍器還沒誕生，反對聲已經不絕于耳。當然，這并沒阻止音樂計時的腳步。雖然十八世紀的音樂計時仍停留在鐘擺的思路上，但越來越多的作曲家開始在作品上標了速度，盡管還不是每分鐘多少拍，而是某些表情記號下，一小節延續幾秒鐘。

各種反對批評很多，但對音樂計時的瘋狂贊美也很多，尤其在美國。擁躉之中，包括一個名叫托馬斯·杰斐遜的音樂迷兼業余小提琴家（此人參與起草《獨立宣言》，后來當上總統）。因為這段時間（1784年左右）美利堅和法國簽署貿易協議，往來很多，他正巧發現了這個鐘擺式節拍器，如獲至寶，還自己動手改造，最后鼓搗出一個思路清奇的簡化版計時器：按Largo、Adagio、Allegro、Presto等由慢到快的表情術語來算擺長。

總之，早期的節拍器和鐘表類似，都需要至少五六碼長的空間。如今還有一首名叫《爺爺的鐘》的英語歌曲就唱到“爺爺去世了，埋葬在鐘表里”。

三

節拍器和鐘表并不等同，節拍器需要更精確并且可以調控，但鐘表只需長期穩定，精度不需超過秒，所以兩者的思路其實是可以分開的。一八一四年，在阿姆斯特丹，一個來自德意志鄉下的鐘表匠溫克爾（Nikolaus Winkel，1777-1826）帶來了真正的改變。他做出這樣一個計時裝置：鐘擺是倒過來的，雙配重，有棘輪控制方向，能發聲。這樣一來，擺動的性質就跟鐘擺不同，擺長不再是關鍵因素，配重之間的長度比才是，故無須再用真刀真槍的鐘擺。短小的黃銅柄加上兩個配重，擺動周期的公式用的是另一個，調節起來容易得多，過于笨重的問題，一下子解決了。這個聰明的辦法，恐怕讓魯利埃等人深恨自己為何沒想到。而在諸位對節拍器做過重要貢獻的發明家里，溫克爾留下的故事最少，人們只知他是一個移民潮中來大城市求生存的鐘表匠，并在這里攢錢買了房子。他發明過不少物件，包括一個能自動演奏的小型管風琴，至今收藏在荷蘭的音樂鐘博物館（Museum Speelklok）里。

一八一三年左右，出生于巴伐利亞的發明家、商人和鋼琴教師梅爾策爾（Johann Maelzel，1772-1838）也在鉆研“音樂計時器”，也搞出了一個改進的模型。雖然這些計時器包括梅爾策爾的都不好用，但越來越多的音樂家渴望正確記錄大師作品的速度，所以還是盡量用當時較好的梅爾策爾計時器來標，薩里埃利就是其中之一，他已經試著記錄了海頓《創世紀》的速度。

當時處于“前沿”的發明家，大概有一定的交流。有史證表明，溫克爾曾經寫信向梅爾策爾介紹他的發明，梅爾策爾也看過它的樣子，立即意識到這是件大事情，遂向溫克爾要一個模型，被拒絕。但他沒有放棄，著手按溫克爾的記述造出了一個雙配重的節拍器，立刻去巴黎申請了專利。梅爾策爾的模型至少有兩個版本，一種是以配重為動力，另一種是以彈簧為動力（后者當時更貴，也是現在大家用的），還有“無聲版”和“有聲版”。他在改進中把銅柄的比例用得更合理，體積更小，讓之前的音樂計時器立刻進了垃圾堆。更驚人的是，此模型使用到今，后來梅爾策爾和別人都繼續開發出一些新模型，反倒不如這一款有生命力；再往后就是電子產品了。

溫克爾后來的反應可想而知，想挽回自己的發明署名，為時已晚。后來，梅爾策爾來到荷蘭，在一個公開場合里口頭承認見過溫克爾的發明，也是因此受了啟發。但他不肯留下書面的證據。

梅爾策爾這個人，后代可能會總結出雞賊、投機等結論，比如他曾經弄出一種“會下棋的土耳其士兵”，最后證明是造假。又因為他的工作坊曾經在維也納，聽力越來越糟的熟人貝多芬來找過他，問他有什么助聽的辦法。梅爾策爾給了他一種“耳號”（能戴在頭上的小號）試試，或可讓他聽得更清楚，其實也沒什么用，無非就是把雙手解放出來而已。梅爾策爾還鼓搗出好幾種新樂器，其中一種叫“Panharmonicon”（能充當機械樂隊的樂器），他為此鼓動貝多芬寫了個應景的作品，導致貝多芬寫出了一輩子賺錢最多但聲譽最差的《惠靈頓的勝利》。又因為梅爾策爾偷偷把這個曲子改寫了一部分并且私自演出，貝多芬跟他鬧到對簿公堂。

梅爾策爾的節拍器，雖然是“山寨”了溫克爾的主要想法，不過他確實自己做了出來，并且首創了“節拍器”這個名字，若干年里持續改進。此外，音樂界的人氣絕對在梅爾策爾這一頭，因為他本來就認識很多作曲家，其中特別需要節拍器的就包括薩里埃利和貝多芬。諷刺的是，梅爾策爾早先的音樂計時器已經被一些作曲家所用，因為不夠標準化，作曲家往往在速度旁標上“梅爾策爾系統”，而真正好用的節拍器出來，大家索性只標數字，懶得再提梅爾策爾的名字了。

貝多芬跟梅爾策爾雖有嫌隙，但貝多芬畢竟把準確演奏他的作品看得比命還重，新節拍器讓他徹底心悅誠服，把自己之前八個交響曲都標注了節拍器速度，還宣布有了這個寶貝，“快板”“慢板”等表情術語可以進垃圾堆了。著名的鋼琴奏鳴曲Op. 106則留下標注速度過于瘋狂的公案，貝多芬本想嚴格控制速度，結果造成了大烏龍，苦了后代鋼琴家。雖然貝多芬留下的一切都被經典化了，大家還是不得不放棄這個速度。寫《第九交響曲》的時候，貝多芬是把節拍器一直放在手邊的，標記的節拍也讓后人十分迷惑。其實，他的這個寶貝，有時壞了需要修，有時則是自己耳聾的問題而誤標。讀了這段歷史，音樂家不應再迷信他的速度標注了。

作曲家們對節拍器反應不一。門德爾松說過“傻瓜才不能第一眼就從音樂看出作品速度”，不過幾年之間，他還是標注了一部分作品。柏遼茲衷心擁護節拍器，并且一直在排練現場用，但對自己標注的速度百般焦慮，有時連續的幾個小節就標了不同速度。

晚生了幾年的舒曼，已經是作曲家中的“節拍器一代”，從一開始就標速度，除了藝術歌曲。他是這樣一個充滿夢幻和自由的人，卻也有擁抱技術、贊美各種進步的一面。可惜他自己的節拍器也有問題，導致許多標注都不合理，克拉拉后來修正了一些，仍然留下很多爭端。批評家馮·彪羅甚至說“舒曼整個最有成就的時期，都建立在一個有毛病的節拍器之上”。

一八八七年，電磁驅動節拍器誕生，之后也經歷了一輪輪被需求強烈驅動的進化。如今，免費的節拍器軟件都滿坑滿谷了。當然機械節拍器仍有大批粉絲，據我所知就有日本Nikko、德國Wittner等，不過基本思路跟梅爾策爾相差無幾。

四

今年我在柏林的科學博物館中，就看到了一個高聳出屋頂的壯觀長擺，地上放了一圈小木樁，估計一個小時內敲倒一個，這樣一天左右的時間（周期由所處地理位置而定），一圈小棍都躺平了。這就是大名鼎鼎的十九世紀的傅科擺！因為擺繩是柔性的并且很長（至少十幾米，越長越好），擺繩上拴著銅球，它相對獨立于地球的慣性系，所以地球的轉動讓小棍不斷送到它跟前被撞倒。別的博物館還有更刺激的版本：一圈小玻璃球擺得更密集，五分鐘就被大銅球彈射出一個。在聰明的設計面前，地球講出了自己的秘密，而時間的冷靜，本身是另一種講述，打開種種可能—節拍器和鐘擺天然地跟時間、引力以及人腦內在的節奏相聯系。而且，別忘了“擺”無所不在，連我們的腿骨加膝蓋都是。從穩定行走到數拍子，就有這樣一種共同的源頭。

僅就歐洲音樂歷史來看，科學對音樂有幾次較大的推動和改變，我認為節拍器應該算其中之一。電子時代以前，某些科學對音樂的影響比如調律、樂器制造等，反倒是音樂家和工匠無須借助理論也能摸索出來的。而節拍器稍微特殊，并不是人類要依靠它才有節拍和韻律感，但它幫助人精確記載音樂速度，并且給作曲家創造了一個框架，可以依賴它擴展更復雜多變的速度和節奏，尤其幫人訓練多聲部的大型音樂。所謂君子善假于物，不如說人類終究是工具的動物，這一點在歐洲文化中無處不在。

然而人腦，尤其是人群的大腦，有它自己的“遠古遺跡”。“真”可以激發美，但“真”不等同于美；理性和精確給人腦帶來快感，但這個“適配空間”有限度、有范圍。作曲家可以追求無限精確，但未必能化為聽眾大腦中的美感。音樂學家布諾斯（Alexander Bonus）發表了一篇題為《節拍器》的長文，“其實，節拍器的歷史比音樂家跟節拍器的關系的歷史好講得多”。他的研究表明，節拍器的推廣，不僅僅是技術原因，更重要的是社會變遷—節拍器的制造技術，當時還比不上最好的鐘表，但在歐洲，這正好是一個“自動化”“機器”開始盛行的時代，節拍器是這個拼圖中的一部分。

一方面工程師們千辛萬苦改進節拍器，另一方面很多音樂家并不領情。歷史總是這個樣子的，如果文化都能輕易向科技臣服， “越精確越美”“越復雜越美”，大約也就不會有今天的世界。歷史上倒有不少這樣的例子：喜歡音樂的科學家受音樂啟發，或者以音樂為出發點在科學、數學上有所突破，但最后抵達的精確度、復雜度遠遠超過了音樂的需要，索性自成新分支。科學從音樂出發，又回歸科學；而每當新技術出來，貌似將變革音樂的時候，音樂家又發現技術并非包治百病，它必須跟人的判斷結合起來才管用。科學跟音樂狂熱相擁，但又各自回落到更新的邊界以內。

從音樂的學習規律來說，大部分音樂教師都會告訴學生，節拍器是為檢查和矯正而用，不宜形成依賴。等節拍自如地植入身體，擺脫節拍器也將是必須，因為音樂有時就需要嚴整節拍對照下的自由。此外，人和情形都是變化的，“精確記錄”的反面，是音樂對變化的需求。斯特拉文斯基的《春之祭》雖然離不開節拍器，但作曲家本人后來的感覺大不同，意識到記錄下來的速度僅僅適合一時一景。這樣說來，“時間”是一回事，“聽到的時間”是另一回事。而當音樂上真正需要極小時間單位變化的時刻（比如rubato），精細入微的拉寬（可以相差在毫秒級），往往都不是靠節拍器，而是音樂家在練習中摸索出來的，跟生活經驗相關的產物。有時候，節奏偶有適當游離，音樂之“態”全出，正是神來之筆。

所以，音樂、藝術，終究是人對人之物，生產音樂的人自己能用身體感應到的東西，才能傳遞給聽者。這也能解釋為什么歐洲音樂有著較細致準確的記譜系統，包括神奇的節拍器，被樂譜丟失的信息仍然很多：音樂太“身體”了，太多原始的律動感了，也太多巴胺了，這都是人腦聽覺回路和運動中樞互送信息所決定。所以它跟語言不太相容，甚至跟樂譜也不太相容。

如果問聽覺相比視覺、嗅覺、味覺、觸覺等特殊在哪里，我認為至少有一個“動”字。關系到時間和節律的書寫，我們還遠未能總結。當年伽利略要估算球體滾落斜坡的時間，據說是靠唱歌打拍子，也就是人腦自帶的節奏功能。音樂就這樣曾經幫助了計時，計時反過來又幫了音樂。人腦與時間，有太多故事可講，而細分時間的需求和快樂，則無處不在。

參考文獻：

1. https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9753592/The basal ganglia and chunking of action repertoires;

2. Measure： In Pursuit of Musical Time，by Marc D. Moskovitz， Boydell Press 2022;

3. The Psychology of Music： A Very Short Introduction， by Elizabeth Margulis，Oxford University Press 2018;

4. https：//academic.oup.com/edited-volume/42059/chapter/355873649 ：Metronome， by Alexander E. Bonus;

5. 魯利埃的計時器，圖片來源：https：//fr.wikipedia.org/wiki/Chronom%C3%A8tre_de_Louli%C3%A9#/media/Fichier：Chronometre_assembled.jpg;

6. 梅爾策爾的節拍器構造專利申請圖， 圖片來源：https：//leadingtone.tumblr.com/post/14805973329/diagram-from-maelzels-patent-for-the-metronome-a;

7.巴黎帕提農紀念館內的傅科擺，圖片來源：https：//en.wikipedia.org/wiki/Foucault_pendulum#/media/File：Panth%C3%A9on_Pendule_de_Foucault2.JPG。