圖文心得：https://maxjamesread.com/how-music-works/
聽音樂對於許多人來說應該是再日常不過的事。但在這些「好音樂」的背後，你有想過它
們是怎樣產生的嗎？為什麼有些聲音就很悅耳，有些聲音卻讓你巴不得摀住耳朵？
今天想介紹的這本《好音樂的科學》，作者約翰‧包威爾是個物理博士，同時也有音樂作
曲的碩士學位。這樣跨領域的背景，讓他能用物理知識，暢述音樂的背後原理。他的講述
淺顯，又有著獨特的英式幽默（？），讀來暢快，又獲益滿滿。
接下來，就讓我們跟著作者的步伐，探索音樂世界的奧秘！
【音樂是什麼】
音樂是什麼是個大哉問，每個人心目中可被認定為「音樂」的模樣恐怕都不大一樣，難以
有單一的定義。像我小時候聽的是周杰倫，但現在小朋友聽的可能是高爾宣？沒要戰的意
思，單純感慨（笑）。
但如果為音樂個別的組成元素下定義，就簡單的多。像是樂音、曲調、和聲等等，都是可
以被明確解釋的。這些你可能聽起來似曾相似，熟悉卻又陌生的名詞到底在說啥呢？且聽
作者娓娓道來！
【樂音的組成】
樂音可由四個部分組成：時值、音高、音色和響度。
〔時值〕
時值聽起來很高端，但其實指的就是聲音持續的時間。
〔音高〕
音高就是聲音的高低，相信大家國中物理都學過（應該吧…），頻率越高聲音就越高。
音高的命名系統會用七個英文字母來命名：C、D、E、F、G、A、B。這些音高就是鋼琴白
鍵的聲音，而B再往上則會又回到C，第二個C之間的頻率會是第一個C的兩倍，樂理上會說
這兩個音相差8度。那黑鍵呢？舉個例，在F和G中間的黑鍵就會被稱作升F（#F）或降G（
ｂG），其他以此類推。
https://imgur.com/NLYvCiZ
相信大家以前音樂課都曾被這套系統荼毒過。但你知道其實不久前，各國的音高還是不統
一的嗎？由於這會造成許多困難，不同國家的樂手一起演奏會雞同鴨講，因此一九三九年
時，才在一場倫敦舉行的會議中，決定的今日所使用的「標準音」。
接下來談談噪音與樂音到底差在哪。生活中有各種噪音，像是燒水、碎紙或是關門等聲音
。為什麼我們不會把這種聲音當作「音樂」呢？
舉關門聲當例子，這樣的聲音是由同一時間的各種聲波組成的，可能包含了門、鎖、牆和
門軸的震動聲波組合。因此最後傳到我們耳膜的是一團混亂、沒關聯的個別波動組成，這
樣的聲音就是我們聽到的音。
https://imgur.com/JRsQ8At
噪音是由許多種無關波動組成（引用自《好音樂的科學》）
那樂音呢？所謂的樂音其實就是由不斷重複的波動模式所組成，單一波動長短無所謂，只
要型態一直重複就好。下圖便是單簧管的波動圖形。
https://imgur.com/LiTIl9n
樂音是由不斷重複的氣壓波動組成（引用改繪自《好音樂的科學》）
順帶一提，噪音也不是一無是處，比方說打擊樂器製造的就是噪音。因為它們的目的是製
造節奏，如果產生樂音反而會破壞和聲，搶走主旋律樂器的風采。
〔音色〕
有了音高的概念，接下來談談音色。相信大家都聽得出同一首歌，用吉他或是鋼琴彈，聽
來是截然不同的，而這樣的差別就體現在音波的形態上。不同樂器，即便音高相同，仍有
不同的音波型態。下圖便比較了直笛、雙簧管和小提琴的波型。
https://imgur.com/Nj2bARf
音波型態決定音色（引用自《好音樂的科學》）
如果對樂器是如何產生不同的聲音有興趣，可以讀讀〈樂器獨奏的時間〉這個篇章，相當
有意思。
〔響度〕
最後來講響度，它指的是聲音的大小，也就是所謂的音量。聽起來很直觀對吧，但是事情
沒那麼單純。關鍵就在聲音的加法不是簡單的1+1=2。
試想一個問題，你今天聽到的管弦樂團，可能是由一百個以上的樂器合奏的，如果樂團齊
奏發出的聲音是單一樂器的一百倍，那你耳朵不還不聾了？事情顯然不是這樣，事實上，
一百隻樂器只會發出一隻樂器約四倍大的聲響。
這是什麼妖術？其實聲音的大小與波的振幅有關，振幅越大就會產生更大的氣壓變化，耳
膜隨之震動，聽到的聲音也就越大聲。當有很多樂器加在一起時，許多的壓力波其實會互
相抵銷掉，因此耳朵並不會感受所有震幅的絕對加總。
https://imgur.com/kwfohOL
a波的震動較小聲音也較小，b波的震動較大聲音也較大 （引用改繪自《好音樂的科學》
）
題外話，抗噪耳機的運作原理就是利用這樣的壓力抵銷效應，因此當你戴上AirPods Pro
時，惱人的捷運廣播聲就被削弱了。
此外，還有另一個重要的原因，就是我們的身體機制。聰明的大腦並不會將所有的聲音都
累加起來。就像六支臭襪子不會比一隻臭上六倍一樣，當音量逐漸增加時，人體也會逐步
降低衝擊，以免耳朵報廢。
好的，講到這邊基礎的音樂原理大致聊完了。接下來，讓我們更進一步！
【樂理知多少】
〔旋律〕
不知道大家有沒有觀察過小朋友學唱歌時的情形。一開始他們只能隨口哼唱一些單音，並
慢慢變換音高亂唱。接著他們會開始學習到，一首歌其實只是由簡單幾個音組成，只要用
正確的節奏和旋律起伏唱出來，就能獲得大人好棒棒的掌聲。
這些音高起伏就是所謂的「音程」。當音程起伏有問題時就是所謂的走音，也就是胖虎在
做的事。
〔和聲〕
有了旋律的概念，接著談所謂的和聲。當你隨手在鋼琴上彈兩個音，有時候很好聽，有時
卻很刺耳。這些組合起來好聽的音形成了和弦，而和弦則是和聲的基礎。
和弦的標準定義是指同時演奏三個或更多的音。一連串的和絃則可以組成和聲。作曲人在
譜寫一首曲時，通常會用和聲來襯托旋律。上面說過，有些音符組合聽起來很愉悅，有些
則會很壓迫，作曲家就會利用這種技巧來操弄聽者的情緒。
一般我們彈吉他，就是製造和弦來幫歌曲伴奏。如果你是彈鋼琴，那通常就會是用右手彈
旋律左手彈和弦和聲。而有些變態，像是巴哈，會用一個旋律來幫另一個旋律伴奏，讓你
左右手都很忙。和聲系統可說是千變萬化，甚至可以說和聲幾乎和曲調一樣重要！
〔音階〕
接著來談音階。音階簡單說就是一連串往上或往下，逐一演奏的音符，通常涵蓋一個八度
。也就是說從某個頻率開始，一直彈到兩倍於該頻率的音為止。
「音階」與「調」又有關聯，以C大調來說，當你從鋼琴白鍵的C音，一路沿著白鍵往上彈
到下一個Ｃ音時，就完成了一個Ｃ大調的音階。而當我們說一首曲子是Ｃ大調時，指的就
是這首曲子的音高組成，都在這些音階裡面。
https://imgur.com/F4HGEDP
從第一個C彈到下一個C就完成了一個C大調音階（拍攝by MaxJames）
西方音樂世界將將八度分成十二個等分的音程。通常一次只會使用七個音來組成我們熟悉
的「調」。大家常聽到的C大調或是A小調就是這些組合之一。
人類並不是突然被雷打到，靈光一閃把八度分成十二個音級，並決定一個調，要用哪七個
音。這是樂手們長期嘗試聲音怎麼擺會好聽，所發展出來的成果。而許多早期的音樂，使
用的是更簡單的「五聲音階」系統。
如果你手邊有鋼琴，你可以隨手亂彈鋼琴的黑鍵，通常都會很好聽。自己小時候還滿喜歡
這樣亂彈的，會瞬間覺得自己很厲害，懂作曲！這些黑鍵組成的就是五聲音階。但人們仍
想使用更多的音來創作。於是乎，誕生了將八度分成十二的音級的這套系統，就是所謂的
的「平均律」。
關於十二平均律的數學系統，有興趣的可以參閱書中〈若干繁瑣細節〉的章節講解。總之
，數學家們計算出一套系統，其中每個音級都「均等」，讓我們拿從任意音開始彈奏，還
能同時得到很多悅耳的音組。音階上每兩相鄰的音，音程稱作「半音」。一個八度總共就
會有十二個半音。
【聽聽音樂】
不知道說到這邊，大家是否已經昏了。好在這些東西不影響我們聽音樂。這裡便來談談一
些有趣的音樂小知識。
〔絕對音感〕
同一首歌，如果你讓兩個人一起唱，可能會發現他們唱的音高並不一樣。如果再拿去跟原
唱對比，很可能會發現他們唱的音與原版也不同。而有些人，能完美唱出跟原曲一模一樣
的音高，這樣的能力就稱之為絕對音感。也就是說，他們能掌握絕對的音高。
書中提到，在聲調語言國家像是中國或越南，有絕對音感的人會比較多。而什麼時候開始
接受音樂訓練也與這項能力息息相關，通常超過六歲就很難培養所謂絕對音感了。
有趣的是，因為現在這套音高系統是在一九三九年才統一的。在此之前，一個德國的鋼琴
手與一個在法國的長笛手，彼此的「絕對音感」可能是不相同的。事實上，莫札特時代所
使用的音高系統就比現在低半音。因此莫扎特如果到現代，可能會疑惑我們幹嘛幫他的曲
升key？
那有絕對音感就尊爵不凡嗎？的確是，因為我就沒有……如果對訓練音感有興趣可以參考
下方好和弦的影片。自己玩了一段時間，雖然仍沒有絕對音感，但音感的確是有很大的進
步，大家有興趣不妨試試看。
https://www.youtube.com/watch?v=exdgIOcmHG0
〔大小調〕
相信大家都聽過大調音樂比較快樂，小調音樂比較哀傷這樣的說法。關於什麼是大小調，
這裡就不繼續為難各位了。有興趣可以參閱書中精闢的解說，或是參考好和弦的這隻大小
調影片。簡言之，大調會將五聲音階再加上兩個關聯性強的音，而小調則會用十二音中較
不調和的音來取代大調中的一兩個音。因此小調的音樂通常較含糊，明確樂段較少。
那小調真的就比較悲傷嗎？這其實是因為我們已經相當習慣把小調與悲傷做連結，許多小
調歌曲的歌詞也都較為哀傷，從小耳濡目染的結果就讓大家把小調跟悲傷連結在一快。
這樣的連結並非一定，我們仍然可以找到用大調彈奏的悲傷歌曲，或用小調彈奏的快樂的
歌曲。像書中提到的〈Round O〉，就是相當輕快的小調歌曲。
〔黑膠 VS. CD〕
黑膠與CD的差異，其實就是類比與數位的差異，書中用影像的複製和重製來說明。讓我們
把音樂想成一條波浪線，比較黑膠與CD如何製造出這條線。
所謂類比指的就是複製，因此會像手繪般，把波浪線完整複製出來。而數位則是使用重製
的方式。電腦會將圖形頁面拆解成很多的小方格，並開始檢視每個小方格是否有黑線。有
就會「是」的指令，沒有則會得到「否」的指令。這些指令可以輕鬆將這條波浪線製造出
來。缺點是，製造出的曲線就不會像原本那樣圓滑，因為它的線是由小方格所構成的。
而黑膠使用的就是類比技術，也就是將音樂複製到黑膠唱片上。CD使用的則是數位技術，
將音樂重製到CD上頭。所以理論上來說，的確是黑膠比較能表現出音樂的原汁原味。
但其實能分辨兩者差異的人其實非常少。作者舉了一個1993年做的盲測實驗，找了160位
聽眾測試，結果發現只有4位能分辨出黑膠與CD的差別。或許更多時候黑膠代表的其實是
種情懷，但我覺得也挺浪漫就是了。
【後記】
說來慚愧，自己其實學過九年的鋼琴。但小時候對於樂理和音樂背後的科學一直興趣缺缺
。對於音樂檢定的樂理部分更是感到不耐，甚至在小三通過八級檢定後就跟媽媽說我以後
不想考了。現在看來根本屁孩來著，難道不知道檢定考試通過長大可以拿來炫耀嘛（誤）！
長大後才發現樂理好像滿好玩的，因此閱讀本書的過程可說是興味十足，稍稍彌補了小時
候白目不懂事的缺憾。如果你是對音樂有興趣想更進一步學習的人，此書絕對值得買來好
好品味。
最後推一下去年上的線上樂理課程，老師是安妮朵拉的吉他手。對於音樂理論有興趣但不
知道怎麼入門的人來說，我挺受用的，雖然後面我覺得有點難就是……
https://hahow.in/courses/58af266c5c4e6507007c492a/discussions
很喜歡作者說的，就如同知道一道菜餚是怎麼料理，可以更知道如何享用一般；懂更多音
樂理論並不會因此失去聽音樂的樂趣，反而可以更沉浸在音樂的細節中。希望藉由這篇文
章，讓大家都能更了解並享受音樂囉！