中國古代律制在生成式AI中的現代化呈示

一、中國古代律制的發展與特征

（一）中國古代律制的發展

中國古代律制是中國傳統音樂理論的核心之一，其內涵不僅涉及音高、音程等音樂技術層面，更蘊含了豐富的哲學思想和文化內涵。在中國古代，律制與社會政治、文化儀式和宗教活動密切相關。音樂被視為社會和諧的重要工具，儒家學說強調音樂與道德的關系，認為通過音樂的教育和實踐，可以達到教化民眾、維持社會秩序的目的[1]。同時，音樂也是祭祀、慶典等儀式活動中的重要組成部分，音律的精確和規范成為人們表達對自然和神明尊崇的方式。音律不僅是技術性的音高刻度，更承載著對天命、社會秩序和道德規范的深刻理解。

中國古代的律制經歷了漫長的發展過程。最早的音律概念出現在黃帝時代，隨著時間的推移，律制逐漸完善。周朝時期，音律的體系開始成型，五音、律呂等概念逐步確立。先秦時期，秦相呂不韋的門客們撰寫了《呂氏春秋》，這是中國古代第一個就十二律生律法作出說明的傳世文獻[2]。漢代及唐代，音律理論達到成熟，十二律等更為精細的音程劃分出現，并成為當時音樂創作和演奏的重要標準。

（二）中國古代律制的特征

從音樂美學的角度來看，中國古代的律制的五音（宮、商、角、徵、羽）具有獨特的象征意義與特殊的情感表達。每個音符代表著不同的自然元素。這種五音的布局不僅賦予了音樂形式上的和諧，還讓音律成為哲學和宇宙運行的象征。在聲學特征上，中國古代律制不同于西方的十二平均律，其精妙之處在于音程的劃分和聲音的表現力。中國的十二律是基于自然的音程比例關系與物理規律進行音程劃分，例如，五音之間的音程往往呈現出五度、四度等關系，這與中國古代對“和諧”與“平衡”的思想追求息息相關。中國古代的律制強調音程之間的流動性和變化性，其不能用一個統一的數學公式。例如，西方十二平均律“fn=f0X（2lt;12/1gt;）nⁿ”表述其音高之間的固定關系，通過音符的變化和跳躍來體現一種有節制的自由的特性。音程之間的關系可以在不同的調性與不同的律制中變化，反映了中國哲學中“無?！迸c“變化”的觀念。

中國古代律制的特征，不僅僅體現在音樂的音高和音程上，更通過音律和宇宙、自然、社會的關系，表達了對和諧、秩序、平衡與內在規律的深刻理解。律制所表現的美學特征，反映了中國古代文化的整體性與哲學的深度，強調通過音樂來調和人心、塑造社會秩序，并通過與自然界的和諧互動，達到身心的平衡與安寧。這種與自然緊密相連的音樂美學，使得中國古代律制不僅具有技術性，更擁有獨特的精神性和哲學性，成為中國傳統文化中的重要組成部分[3]。

二、生成式AI的現狀

隨著深度學習、神經網絡和自然語言處理技術的持續成熟，人工智能在音樂創作領域的應用日益廣泛，尤其在旋律生成、和聲構建及風格模仿方面，已取得顯著進展。這不僅推動了音樂創作技術的革新，也為音樂產業的未來發展開辟了新的可能性。如今，AI能夠自動生成從簡潔旋律到復雜音樂作品的各類內容，且能夠在多種風格之間進行無縫切換，涵蓋流行、古典、電子、爵士等多樣化音樂類型。例如，OpenAI的MuseNet與Google的Magenta等先進模型，已能夠生成多樣化且高質量的音樂作品，涉及多種樂器組合與復雜的和聲結構，這為音樂創作提供了全新的工具與視角[4]。這種技術的普及，毫無疑問將在未來重塑音樂創作的生態，并極大提升創作效率和靈活性。

生成式AI在音樂創作中對聲學特征的運用，主要集中在音高、音色、音量、節奏、和聲以及空間感等方面。傳統的聲音合成技術與現有的深度學習模型、循環神經網絡和變換器已開始對這些聲學特征進行高效的模擬和生成。在音高生成方面，現階段的AI技術雖然具備生成準確音高的能力，但其生成邏輯仍以西方十二平均律所構建的音階體系為主流，還未將中國傳統的律制體系運用至其中。從樂學的角度出發，生成式AI在學習和模仿音樂創作的結構性和藝術性方面，已經具備了一定的能力，可以按照古典主義、浪漫主義等風格特征進行創作，但仍難以完全掌握，如中國傳統樂學中的“韻”與“律”等深層次特征，并將其融入生成創作中。

因此，生成式AI在音樂創作中的應用雖然取得了長足的進展，但要將中國傳統的十二律體系有效融入其中，依然面臨著技術與文化的雙重挑戰——尤其是傳統音律中的微妙差異、音階的復雜性以及與西方音律體系之間的根本差異，使得AI在模仿中國音樂的細膩表達時顯得力不從心。然而，隨著深度學習和神經網絡技術的不斷發展，AI在音高、節奏、和聲等方面的模擬能力日益增強，為探索跨文化音律的融合提供了可能。

三、構建中國律制生成式AI的難點

在生成式音樂軟件的制作中，基于中國十二律的音樂生成是一個相對新穎和復雜的課題。這涉及對中國傳統音律的數字化表達，以及如何將其應用于現代計算機音樂創作的過程。與西方的十二平均律相比，中國的十二律在音高、調式、音程等方面具有獨特的特點，因此制作出適應這一體系的生成式音樂軟件，需要在多個方面進行創新和技術適配。

（一）數字化中國十二律的挑戰

西方的十二平均律將一個八度音程均分為12個相等的半音，每個半音的頻率比是相同的。十二平均律中的每個音程的頻率比是2的1/12次方（約為1.05946）。這種均等分割的音程為所有音符提供了等距的音高分布。而中國十二律體系與十二平均律體系的根本區別之一在于中國音律強調微分音，即更為細致的音高差異，這些差異無法簡單地通過十二平均律的等比關系來表示。在中國的十二律體系中，每個律符的頻率并不等距，而是根據五度、三度和自然和聲的原理進行劃分。因此，如何在生成式音樂軟件的數字信號處理中準確表示這些不等距的音程是一大挑戰。

（二）音階的建模

中國的五音體系（宮、商、角、徵、羽）與西方的十二平均律有本質區別，主要體現在音程結構和律制上。中國音律基于自然音程和五音音階，音符間的音程（如純五度、純四度）不是等距的。因此，生成式音樂軟件在音階建模時，需要精確模擬這些非均等音程，確保音符的頻率符合中國傳統音律。軟件需根據中國傳統音律生成特定音階，如宮調音階，每個音符的音高必須遵循自然音程，而非西方的等分八度。同時，調式選擇和調式之間的音程轉換也是重要特性。中國音樂中的調式如宮調、商調等，每個調式的音程關系是非均等的，軟件必須支持根據這些自然音程生成旋律以及和聲，并處理不同調式之間的音程調整，確保平滑過渡。

（三）音樂生成中的調式與律制

中國傳統音樂的和聲結構與西方的復雜和弦體系不同，更多依賴音程關系，尤其是五度關系。西方音樂的和聲通常依賴三和弦、七和弦等復雜的和弦堆疊，而中國音樂則側重于音程的簡潔和線性，強調純五度、純四度等音程的應用。在生成式音樂軟件中，調式的選擇至關重要。軟件應支持選擇基于五音體系的調式（如宮調、商調、角調等），并通過算法自動生成旋律與和聲。與西方的和弦結構不同，軟件在生成和聲時應關注音程關系的應用，尤其是五度關系。和聲應通過音程遞進，而非和弦堆疊。例如，宮調和商調之間的五度關系需要準確表現。

中國音樂的調式轉換依賴自然音程的調整，而不是簡單的等距音程。因此，調式之間的過渡也需要特別處理。程序必須能夠根據調式之間的音程差異，自動調整音高，確保過渡流暢且符合傳統音律。在創建生成式音樂軟件時，需精確模擬中國傳統音律的音程結構、韻律特征等，生成簡潔、線性的和聲，并在不同調式間自然過渡，以實現符合中國音樂特色的旋律以及和聲。

四、中國十二律生成式AI的實現路徑

中國十二律生成式AI旨在通過深度學習和生成模型，創作符合中國十二律音高、調式和文化韻味的音樂。這不僅是對傳統音樂的數字化再現，也是對其藝術形式的現代詮釋。借助AI，音樂創作不再單純依賴人類靈感，而能在音高、節奏、以及和聲的復雜關系中自如探索，帶來全新的創作視角。

下文將結合中國傳統音樂理論與深度學習技術，構建一個生成符合十二律體系的AI模型。具體內容包括：數字化中國十二律音程，探索如何將西方和聲理論與中國十二律音高體系融合；通過遞歸與隨機生成相結合的方式，創作旋律片段。研究還將分析不同律制之間的差異，以推動中國風音樂的創作與傳承，賦予傳統音律新的表達方式。

（一）十二律的數字化

在中國傳統的十二律體系中，音符的頻率是通過自然音程比例推算出來的，而非基于等音程關系。這些自然音程主要包括純五度（3：2）和純四度（4：3），這些比例關系不僅決定了音符之間的音高差異，也確保了音律的和諧。與西方的十二平均律不同，十二律體系中的每個調式通過不同的起始音（基準音）推算出其他音符的頻率，呈現出獨特的音高結構。最常使用的是通過純五度“f=f0X（3/2）nⁿ”與純四度“f=f0X（4/3）nⁿ”的計算過程推算中國十二律中所有音符的頻率，并得出綜合計算公式：“f=f0X（3/2）n¹X（4/3）n²”。其中“f 0”為基準音頻率；“n1”與“n2”分別表示基準音與目標音符之間的五度數和四度數。

通過這三個公式可以根據各律制不同基準音的頻率計算出各律中不同音實際的赫茲，并將其數字化。通過不同版本的計算公式，可以靈活應對各種音律推算要求。從基礎的純五度和純四度公式，到綜合音程推算和對數計算方法，每種方法都有其獨特的優勢和適用場景。在數字化實現時，利用函數化的方式，不僅提高了計算的效率，還能夠確保頻率推算的準確性和靈活性。

（二）西方和聲理論與中國十二律音高體系融合

在結合西方和聲體系與中國十二律時，對音程誤差的處理是關鍵。中國十二律音程不均等，基于五音音階（宮、商、角、徵、羽），且與西方十二平均律（基于等差音程）存在差異。例如，宮音（C）與羽音（G）之間的五度，在中國律中為3：2的比例，而西方十二平均律的五度為701.96cents[5]，誤差約為24 cents。同樣，宮音與角音（E）之間的大三度，西方標準為4：5，但在中國律中誤差約為13 cents。因此，在生成式AI搭建時，如何有效處理這些誤差，尤其是在不同度數之間的音程誤差，是實現音律融合的關鍵。

為了處理這些誤差，AI可以進行音程微調。首先，通過設定音程容差，為和弦中的音程誤差設置合理的范圍，如五度允許5—20 cents的誤差，三度則為5—15 cents。其次，AI通過“頻率微調”來調整音符，使它們既符合西方的和弦構建規則，又保留中國音律的色彩。在和弦進程中，AI還需通過“動態修正”，確保和弦轉換平滑。例如，在生成從I到V的和弦時，雖然存在誤差，但AI可以微調和弦音，避免和聲不和諧。對于七和弦等復雜和弦，AI需要更精細的調整，以確保整體和諧。最后，AI通過“動態音高調整”，實時優化音程誤差，確保和弦的自然流動和和諧感，避免誤差積累導致不和諧。通過這些方法，AI能夠在西方和聲框架下，保留中國十二律的音程特色，創造出和諧的音高關系和流暢的和聲進程。

（三）遞歸與隨機生成的律制創新

遞歸算法和隨機生成算法是創作中國十二律音樂的強有力工具，它們能夠有效平衡傳統音律的穩定性與創新的多樣性。遞歸生成確保旋律與和聲在中國音律體系內的合理性與連貫性，而隨機生成則注入不確定性與靈活性，推動音樂向豐富的方向發展。

在生成過程中，首先選取合適的音律作為基準，如宮調（C調）。遞歸算法從基音（宮音C）出發，按照中國傳統音程關系（如純五度、大三度、小三度）生成旋律，每一步遵循特定規律，保持音高和諧性與律制色彩。隨機生成則通過引入不可預測元素，增加旋律的變化性，同時不會破壞音程的和諧，反而通過音高、節奏和和弦的隨機分布，創造富有層次感和變化的音樂結構。遞歸和隨機生成的結合應用中，關鍵在于保持中國律制中的“韻律”和獨特音色。中國十二律音程之間的微妙差異需要精確處理，確保生成的音符既符合西方和聲理論，又保留中國音律的特性。

最終，通過遞歸與隨機生成的結合，能夠創造出既穩定又富有變化的音樂結構，保留中國音律的音程色彩與韻律感，同時引入現代算法的靈活性與創新性，為中國傳統音樂的創新提供了新的創作路徑。

結語

在現代技術下，中國古代律制以其獨特的音程結構和哲學內涵，深刻影響了傳統音樂，通過AI的音律數字化和音階建模，能夠精準模擬和表達中國傳統音律的復雜性，尤其是對于精細的音高控制和微小音程的再現。隨著生成式AI技術的不斷發展，它在音樂創作和文化傳承中的應用潛力日益凸顯。AI在算法設計、深度學習和調式轉換方面的進步，將使得生成式音樂不僅能保留中國古代律制的獨特美學，還能推動更加多樣化和創新性的音樂創作。這一過程中，AI的優勢在于其強大的數據處理能力和自適應優化功能，它能夠對中國律制的音律進行深度學習，從而突破傳統表達方式的限制，并為全球音樂創作提供具有文化深度的創新聲音。最終，生成式AI不僅有望精確再現中國古代音樂的美學精髓，也為傳統文化的數字化傳承提供了新的可能性和廣闊空間。

注釋：

[1]楊惠如：《試論儒家思想與音樂教育的關系》，《藝術科技》2016 年第6期，第402頁。

[2]陳克秀：《〈呂氏春秋〉的“十二律”與“十二紀”》，《中國音樂學》2013年第2期，第5—18頁。

[3]梁葆莉、張軍：《〈左傳〉中的古代音樂美學思想淺探》，《常州工學院學報（社科版）》2006 年第1期。

[4]程丹蕊：《關于AI算法在音樂生成中的新視角》，《藝術大觀》2023年第33期，第130—132頁。

[5]“Cents”是衡量音高差異的單位，1個cents等于" " 1/100個半音，用于精確描述音程的微小變化。

王子健 內蒙古師范大學在讀研究生

趙 燕 博士，內蒙古師范大學副教授

（責任編輯 楊嘉錫）