吉他大师公开课（33）

（接上期）

音乐中的物理性

我们在2018年，讲述了很多艺术共通以及吉他理论上的关系。在上一期，我们系统地阐述了生活中的音乐性这一命题，并抛出了我个人的观点——艺术应是来源于生活而回归于生活的！音乐家与科学家其实没有任何分别，他们努力一生奋进的，不过是揭开音乐与生活的真相。故此，我们今天就来探讨一下，在吉他乐手的世界中，一个非常严肃的科普论题。

大家都想知道，大神级的吉他手是如何弹奏出美妙乐曲的呢？不仅仅是“琴弦振动”和“琴箱共鸣”那么简单吧！私以为，这现象已不难理解，经过方式方法和近乎疯狂的刻苦锻炼，相信你也能成为和他们一样的一位大神；但是，这其中的物理原理，你也应该了解一下。这也就是佐证我们上一期所提到的“超弦理论”！

我们还是先来简述一下有关这套新意理论的宏观世界吧。在超弦理论还没被提出之前，物理学界诞生了两大重要的理论，一是爱因斯坦提出的相对论，二是量子力学的建立，虽然两者当时并未被证实，但两者的理论在各自领域对说明很多物理问题都取得了成效，看似双方都正确的情况下却出现了一点小问题。量子力学描述的是微观世界（例如原子量级大小的物质）的现象和规律，在量子力学中的万有引力小到完全可以忽略，而广义相对论涉及到宏观大尺度的物体运动包括空间的扭曲产生了“引力”这种现象。

当科学家讨论到宇宙大爆炸的时候，这一现象既属于微观尺度又属于宏观尺度，量子力学和广义相对论的矛盾就出现了，两者把物理定律搞的一团糟，开始有点自相矛盾。这个时候超弦理论就登场了，试图统一量子力学和广义相对论的矛盾，也试图将世间万物的存在都统一到“弦”上，当然这根弦不是我们能够观察到的，超弦理论认为组成我们世界的物质包括原子、电子、夸克等都不是由实体物质构成的，而是由万物的基本单位“弦”的振动所构成，弦的不同振动方式会形成不同的粒子。

假设弦以A方式振动那么会出现顶夸克，以B方式振动会出现底夸克，以C方式振动会出现光子等。弦的振动产生了微观粒子，微观粒子又构成了世界，并且弦的振动是一种能量到实体物质的转化，我们无法捕捉到弦，就像我们无法实际捕捉到“能量”。在超弦理论中，万物的本质只是振动的能量而已。虽然超弦理论目前也是尚未被证实的理论，但它所构建出来的框架可以将矛盾点所融合，或许将来有一天科学家可以将超弦理论的版图拼凑整齐，为物理学翻开一页新的篇章。

我们再把目光转向微观的琴体上。当你拨动吉他的琴弦时，琴弦上会产生一种叫做驻波的振动，通过振动琴弦和琴桥传到琴身，随后富有弹性的木质琴身承接了振动。从而活跃了周围的空气分子，使它们或聚集、或分散，这一系列分散聚集会挤压分子，产生声波。琴身内部的声波大部分会从音孔逃出，最终传达到人的耳朵，人耳再将其转化为能被大脑识别为声音的电脉冲。声音的音调取决于挤压的频率，快速振动的琴弦对空气产生连续又密集的挤压，发出高音，低速的振动则产生低音。

一根琴弦振动的频率主要看四个因素：弦的长度、张力、密度和粗细。粗弦振动慢，所以能发低音。当一个音和另一个频率恰好是它两倍的音一起弹奏时，这个音也被称作它的第一个泛音，它们听起来非常悦耳！

因此我们将它们之间的音叉定为一个八度，剩下的音阶就插在它们之间分成12个半音，每一个半音的频率都比之前的一个高2开12次方倍。品格间距由此确定，每一个品格都位于琴弦剩余长度除以2开12次方处。

这样就保证了每升一品，音高也恰好升高一个半音。像小提琴这类不带品格的乐器，更容易弹出任意两个音符之间无限的频率，但同时也更难弹到调上。无疑，没有“品格”的小提琴、中提琴、大提琴等乐器都“中枪”了。而吉他的形状材质也多种多样，二者都影响着振动的性质和声音。通过同时弹拨两根或以上的的弦，你可以创造出新的波形，如和弦等效果。

比如你一次性弹两个频率很接近的音时，它们会叠加起来形成一条声波，振幅会忽上忽下，产生脉搏般的效果，这种效果被吉他手称为The beats。电吉他则有更多花样可玩，同样是拨弦产生振动，但振动随即被拾音器翻译成电信号，再传入扬声器转化成声波，声波会得到不同方式的处理，从而产生失真、延迟等各种效果。

是不是万万没想到？几根吉他琴弦，竟然能扯到宇宙定律与物理学术上来了？！其实，你大可不必为之感到惊讶，因为在我们所存在的这个世界中，一切事物都是共通和制衡的。超弦理论正是一些物理学家认为的，宇宙中的一切物体都是非常细小而紧绷的弦的谐波序列构成的。这听起来很绕，但其实可以细致分析理解。我们认为的真实世界中，可能不过是宇宙中某位叫做吉米·亨德里克斯或范·海伦的一段加长版吉他独奏，而震撼到你的那些音符，本身就是你与宇宙波形的一种同频共鸣！显然，琴弦远远不止表面上“听”起来的那么简单吧！音乐更不是某一个学科，而是融入宇宙和自然生活世界中的真相！

（待 续）