音乐中包含着诸多数学元素(ABC)。
A、数学中的倍数关系。
B、体现在音乐音响中的数学的几何。
C、音乐中的数字元素。
D、音乐中不存在数学元素。
音乐是心灵和情感在声音方面的外化,数学是客观事物高度抽象和逻辑思维的产物。那么,“多情”的音乐与“冷酷”的数学也有关系吗?我们的回答是肯定的,甚至可以说音乐与数学是相互渗透。孔子说的六艺“礼、乐、射、御、书、数”,其中“乐”指音乐,“数”指数学。即孔子就已经把音乐与数学并列在一起。
我国的七弦琴(即古琴)取弦长1,7/8,5/6,4/5,3/4,2/3,3/5,1/2,2/5,1/3,1/4,1/5,1/6,1/8得所谓的13个徽位,含纯率的1度至22度,非常自然,是很理想的弦乐器。我国著名古琴家查阜西早就指出,要学好古琴,必须对数学有一定素养。1731年大数学家欧拉写成专著《建立在确切的谐振原理基础上的音乐理论的新颖研究》。
后世有些专家认为,这本书对数学家“太音乐化了”,而对音乐家又“太数学化了”,还有数学家昂哈德·尤勒也曾写过《关于和谐音与整数的关系》的论文,表现了数学家对音乐的关心和研究。
1970年我国著名琵琶演奏家刘德海决心运用“优选法”,寻找在琵琶每根弦上能发出最佳音色的点,不久,华罗庚教授用数学方法帮助他解决了这一难题,在弦长的1/12处,弹出的声音格外优美动听。1980年5月在全国琵琶演奏会上,几十位演奏家听了“最佳点”的演奏后,都认为数学与音乐之间可能有一种深奥的内在联系。
随着时代的发展,人们发现声音是由于物体振动产生的能引起听觉的波,声音中也包含着正弦函数,每一个音都是由纯音(纯音是单一的音。具有音高和响度两个基本特征)合成的。纯音的数学模型是y=Asinωt。
像我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多个音的结合,称为复合音。一般我们听到声音的函数是这样的。数学的抽象美,音乐的艺术美,经受了岁月的考验,相互的渗透。如今,有了数学分析和电脑的显示技术,眼睛也可辨别音律,对音乐美更深的奥秘至今还缺乏更合适的数学工具加以探究,还有待于音乐家和数学家今后的合作和努力。