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为什么关于音色的形容词有明亮与暗淡?其中的声学原理是什么?

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发布日期:2019-12-18 00:00 来源: 点击:

   首先,声音给人的某种视觉感受或触觉感受与声学没有关系

 声音是物体振动在介质中传播形成的物理现象,研究这种物理现象的学科叫做声学。声音所产生的振动属于机械振动,这种振动在空气中传播的过程在声学的眼中属于绝热运动(adiabatic)。况且不能产生热,又怎么能产生光呢?所以,所谓明亮与暗淡等这种形容“视觉感受”的词所指代的特性,和声音没有任何关系,与声学也扯不上亲戚。同样地,所谓干和湿,这些属于触觉感受,与声学也没有关系。

 这个再明显不过了——声音不产生光,所以我们不可能从声音中直接接收到光学信号;声音虽然是一种振动,但我们浑身上下除了耳膜之外就没有任何一个其他地方可以有效地接受声音信号。所以声音并不能产生触觉感受,更别说干湿了。

  


 那么,声音为什么能给人类似视觉和触觉的感受?

 上面说了,声音是空气的振动。这种振动在经过耳道整理后,成为一个一维的振动,因为我们的耳膜只有一个自由度。耳膜的往复振动被三根小听骨的杠杆作用放大之后传递到耳蜗,耳蜗将这种脉冲转化为电信号,电信号被传递到听觉系统后,神经元网络将其解读为有用的信息,而忽略无用的信息。

 而关于神经元网络如何解读这些时间域上海量的一维脉冲信号,人和人之间是有横向差异的。我们把这个过程称为听觉认知,听觉认知大体上可以分为三个层面:

 底层low-level:这是基础的层面。从耳朵到听觉中枢,声音信号的基本的物理特性——振幅和频率被首先感知。这里的振幅不仅仅是声音的大小,同时还有对“波形”的感知;而这里的频率也不仅仅是音高,更有音色的感知。关于较底层的认知,人和人之间的差异相对比较小。

 中层mid-level:有了底层认知收集的基本的材料,我们可以对声音进行进一步的解读和理解。在中层认知的范围里,我们可以将不同的振幅和频率解读为语音、乐器、节奏等符号化的内容。我们常说的“视唱练耳”,练的其实就是中层认知能力。所以,在中层的认知,人和人之间的差异就大起来了,因为这通常和训练以及经验有关。

 高层high-level:中层认知提供了声音内容的解读。那么接下来这些内容就要触发一些应激反应了。典型的应激反应就是情绪。比如听到了舒缓的音乐,你也会感觉到血压降低;听到了领导的夸奖,你会开心得热泪盈眶。关于高层的认知,人和人之间的差异进一步拉大。

 声音让一个人听起来感觉到明亮,或者感觉到干或湿,可以这样解释:

 明亮还是暗淡:显然,这种感受发生在中高层认知范围内。一方面,虽然某些不同和弦之间在声学上确实存在能量大小的区别(比如通常所说的大三和弦比小三和弦要响一些);但是用力弹的小三和弦和轻轻弹的大三和弦听起来依然是后者明亮一些。所以这并不是一个底层感知能解释的现象。对于和弦的听感,很大程度上由经验所决定。你的音乐老师每次给你弹这两个和弦的时候就用明亮暗淡这种词;每次你看电影或者电视的时候,明亮的画面往往搭配“明亮”的和弦,等等……这些生活经验教会了你如何判别明亮的和暗淡的和弦(或者音色),在你头脑中形成了刻板印象stereotype。

 另一方面,我们这个世界的音乐里,大调和弦的走向往往预示着圆满、解决;同时高频能量集中的音色往往也代表着“正能量”的角色。这些高层认知范围内的印象与我们对于视觉世界中明亮、鲜艳的高层认知其实是相通的——不同感官虽然处于不同的物理世界,但它们在我们高层认知的范围内是共享情绪和情感的,否则我们就不是一个完整的人了。

  


 上图就是一个非常简单的认知层面的示意图。举个例子,可以这样来理解:比如你在马路上看到一个彗星坠落在地面,首先你的底层看到它的图像、听到它的声音、皮肤感受到一种热辐射,然后,在非常短的时间内,你的中层认知将这三路信号组合理解成同一个事件(这一步叫multisensory integration,非常重要)再报告给高层认知;*这件事情才进入“你”作为一个“人”的生命里,让你产生复杂的情绪。这三个认知层面虽然有时间顺序,但它们之间也存在一定程度的互动。比如你看到彗星飞来,中层可能让你拔腿就跑,但高层说再看看,于是你能感觉到自己的腿不知道到底是听使唤还是不听使唤。

 干还是湿:这个概念其实是懂一点声学的人才明白的。它所指的是一个场所(通常是室内)或者一段录音中直达声(也叫干声)和反射声之间的比例关系。如果只有直达声,比如在消音室或者在周围墙面都铺满吸音材料的房间里发出的中高频声音,听起来毫无混响,那么就是“干”的声音;反之,在浴室或者没有家具的新房里的声音就会有很多混响,是“湿”的声音。所谓干湿,是声学工作者用来形容一个声音的混响比例的简化词。

 用的久了,有些人真的能从一个声音里感觉到一个声音让自己耳朵里很干,或者手心出汗的湿,然而这种经验也是因人而异。同样,这也可以用上面的图来解释:对声音的中高层感知和对干湿的中高层感知在某些区域共享了一部分神经元网络。或者,也许你以前不能这样联想,但从今天开始,读完这篇回答后,你也会慢慢建立起这种联系。

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