音乐时间与节拍器剪影

马慧元

一

今年我在多伦多的博物馆里，第一次听到著名的加拿大原住民因纽特人的“喉音”演唱，可惜我努力听了好几段，连音高都感觉不到，也记不住。不过仍然有一样东西感染了我，这就是明快动人的节奏。对完全陌生的音乐风格和文化摸不着头脑的时候，我又一次猜测，人脑对节奏的预知、分析和相关的快感，是不是各种音乐所共有？和声、音阶这些东西极难在人类音乐中寻得共性，但我“冒死”下了一个结论：音乐之中，唯节奏不可缺少。

而人脑和节奏的天然联系，我一直有很多想法。拿今日能覆盖大半个世界的欧洲古典音乐来说，它确实精深、复杂，能容纳丰富的个体心灵，也就是说，一个人无须他人带动、起哄，可以静静地欣赏，这是古典音乐让人独立和强大的一面；然而音乐仍有社会性的一面，古典音乐也不例外，只要节奏的感染力还存在，人们就会有“一起动”的需求。

而节拍（meter）和节奏（rhythm）的秘密让人常想常新：保持均一节奏的神经机制在哪里？科学家的结论是，节奏和节拍不可分，没有节拍重音或者说没有组织结构的话，人脑很难感知到运动性的节奏。科学家也知道，人在听音乐的时候，尤其是在听到有节拍（重音）的音乐的时候，运动辅助区（Supplementary Motor Area）及其周围会被激活（但哪怕是职业音乐家，仅仅读谱并不激发运动中枢），所以音乐家也可以被称为“听觉运动员”。此外，无关文化，人脑中的基底神经核（basal ganglia）的功能就包括把重复信息组织成小块，这类重复信息可以是走路、有节奏地挥旗子、敲鼓，也可以是音乐的节拍。这种听觉回路和运动区的结合，有可能激励人脑的奖赏回路（以至于上瘾），也就是产生多巴胺。所以一群语言不通的人可以一起唱、一起拍手，甚至一起預测、填补一个拍子，音乐天然地可以连结彼此，甚至有语言隔阂的诗歌也可因音节的律动，稍稍跨越文化。虽然，现代西方古典音乐的演奏现场发展成了一个怪胎：观众被牢牢钉在座位上不许参与（掌声而且是特定时候的掌声是唯一被允许的参与），但在这样一个压抑的场合，听者仍然有“想象中的运动”，即跟随音乐默默打拍子或哼唱。也就是说，哪怕是“被动倾听”，听觉回路也能在预测、期待音乐的过程中分泌多巴胺。

关于拍子，学者马古勒斯在《极简音乐心理学》中说，大部分人按照要求打拍子，都能很精确，但毕竟不可能达到数学的完美—一般会提前二十至六十毫秒左右，因为人脑在不断预测，就难免“抢”一点点。也因为预测的本能，有上下文的音乐比孤立的一小节更让人跟随得舒服。

人脑自带节奏装置，但肉身终有限度，而艺术瞄准的正是普通人脑的捉襟见肘。这样一来，各种文化都有自己的训练办法来解决问题。而在科技文化兴盛较早、复杂多声部音乐也更常见的欧洲，就逐渐有了节拍器这个独特的存在。

二

“我按节拍器来训练大脑，并且时时都在测试自己。我可以按每分120拍或者105拍的速度走路，如果我愿意。如果拍子错了，我的整个身体都会感觉到。管弦乐团呢，一个独奏进来快或者慢了，我立刻知晓，因为立刻感觉不舒服。”这是卡拉扬大师的话。

从琴童到演奏家，练习的时候都有这么个物件“嗒嗒”地响不说，竟然连卡拉扬大师也未免俗。节拍器这东西，看上去似乎供初学者用，实际上悄悄塑造了欧洲音乐传统的方方面面。美国大提琴家莫斯科维奇（Marc D. Moskovitz）在演奏之余，辛苦地钩沉史料，摸索出这样一本“节拍器小史”：《测量：对音乐时间的追寻》（Measure： In Pursuit of Musical Time）。今人写一物之史，从现有的成品回溯，总能找出很多人和线索。毕竟，没有什么复杂之物不是经过多人合力，加上时代不断选择形成的。

以钟摆为出发点的节拍器，其原理可以追溯到十七世纪的伽利略。他发现钟摆的周期和振幅是互相独立的，当钟摆振幅越来越小的时候，周期仍然不变。不过他留下的文字中，并未提到钟摆的这个性质有朝一日可用来测量音乐的节律。之后另一个重要的学者数学家梅森（Marin Mersenne，1588-1648；他可以说是十七世纪音乐家里最拼命格物致知的了），他很清楚伽利略的发现（甚至修正了一些错误），并且算出了一些钟摆摆长和振动周期的对应，也设想过可以用它来标准化音乐计时，这样“可以把音乐传播到所有角落”。而计时并不仅仅是梅森这样思想者的需求，当时的音乐作品已经让学生对稳定节拍十分头疼。比如当时意大利作曲家弗莱克斯巴尔迪不断“抽筋”般的节奏，用嘴可真不容易数清楚。听上去松松紧紧，事实上节拍严谨，可以说作品的要义就在于音符忽多忽少之际，保证节拍框架的稳定。

到了路易十四的年代，作曲家红人吕利（Jean-Baptiste Lully，1632-1687）已经上演了很多复杂的歌剧、舞剧，有一场马拉松般的芭蕾舞剧，据说持续了十三个小时。国王不会接受声音和动作不整齐的演出，那么排演中保持拍子的艰难可想而知，目击者都记录了最后演出时的挣扎—音乐家尽了全力，仍难避免歌舞者的乱象。当时所谓的指挥也就只能靠敲桌子、蹾拐杖的办法来打拍子。有趣的是，因为吕利是御用音乐家，拥有最多的资源，生产最复杂的歌舞剧，就在数拍子、变化节奏的艰难挣扎中，他的作品在当时激发了不止一种“音乐计时器”。那个年代，越来越多的人已经知道钟摆的长度一旦设定，摆动频率就恒定了，但时间和摆长的精确关系，因为非线性而是平方，所以不够直观，两者的换算还没有人用表格清晰标出来。

此时有个名叫傅叶（Raoul Feuillet， 1660-1770）的编舞大师根据钟摆原理设计出了一个计时装置，而且标识清晰，可以在歌剧的不同段落开启不同节奏。一六八三年，吕利的歌剧就真的用了它。整个装置一米五左右，钟摆长度可调，而且摆动的一端能装上一个小镜子，当镜子反射光芒的时候，舞者们就看到一个黑点忽现忽灭，所以就省得受振幅干扰，跟着黑点的亮灭即可。

一六九六年，法国音乐家鲁利埃（?tienne Loulié）第一次设计成功了一个可调节的钟摆式计时装置。鲁利埃是演奏者、教师，也做过“市场”—帮人卖吕利的乐谱。因为跟吕利的音乐圈子有近距离接触，他知道在当时的歌剧、芭蕾舞剧中，多声部的演出多么需要整齐的拍子。

他的成就是用上了伽利略的“秒摆”，也就是半周期为一秒的钟摆（需要钟摆1米左右），并且按照周期与摆长平方成正比的规律，清晰计算出了音乐速度对应的摆长。相比之前指挥们砸桌子，它倒是没有声音，音乐家只能像看指挥那样看它，这对舞蹈来说颇有用。不仅如此，它需要用到六码多长的钟摆，讽刺的是，“码”在法国就比较混乱，所以，统一音乐节拍之前，统一长度单位就够难了。因为是吕利的粉丝，他的节拍速度是根据吕利的音乐节拍定制的，而且并不灵活，这样别人也只能勉强换算才能用上。此外，他的仪器是用钟摆长度而不是音乐家所习惯的音乐速度（每分钟多少拍）来标注的，极不方便，又因为受摆长之限，不能实现较慢的速度（每分钟40-60拍），而在当时的欧洲音乐中，偏偏这类慢速度占主体。即便如此，鲁利埃的发明在当时还是划时代的，呈献给了法国科学院，在当时被称为“本世纪最美的发明”。而且，这个思路引领了后来的发明者。

其实鲁利埃有个重要的合作者—不懂音乐但热衷音乐发明的数学家索维亚（Joseph Sauveur，1653-1716）。鲁利埃在跟他的合作中，成了巴黎“最懂理论的音乐家”，也差不多是最有科学思维的音乐家。索维亚反复试验“音乐计时器”，也尝试别的“音乐规范化”，比如调律。他想出了近三十种调律的方式。至于计时的钟摆，“秒摆”根本不能满足他的想象，他要的是比秒小得多的单位，并且真的用一个更小单位并用了对数计算，标注了吕利的一场歌剧的速度。结果有点讽刺，甚至可以说是科学和感性的一次典型对话—索维亚以为更能体现微妙速度的标注，音乐效果反而更差。

最后连鲁利埃也受不了索维亚的极端追求了。这种人耳不能感知的精度，有什么用？把音乐切成如此小的碎片，太过分了。两人渐渐貌合神离，而鲁利埃不久就与世长辞，这段意味深长的“音乐和科学的合作”到此为止。

之后，从标注钟摆长度到时间的换算，终于实现了。十七、十八世纪的法国，用现在的话说，是人们充满信心，认为可以掌握一切宇宙秘密的年代，也是狄德罗编写《大百科全书》的年代。狄德罗跟著名音乐家如拉莫、巴赫的儿子等人学过作曲，他本人对音乐计时也有无穷的兴趣，认为当下的意大利表情术语讲不清时间，造成太多混淆，而如能利用计时的工具，准确记录吕利歌剧节拍和速度，才可把大师的杰作传下去。不过，另一启蒙思想者卢梭表达了相反意见：太死板的节拍记录，会损害音乐灵魂的表达；就算把意大利人的音乐速度准确记下来，法国人也未必喜欢，所以，速度并无固定的必要。也有音乐家认为，用心跳来判断节奏就足够了。所以，真正的节拍器还没诞生，反对声已经不绝于耳。当然，这并没阻止音乐计时的脚步。虽然十八世纪的音乐计时仍停留在钟摆的思路上，但越来越多的作曲家开始在作品上标了速度，尽管还不是每分钟多少拍，而是某些表情记号下，一小节延续几秒钟。

各种反对批评很多，但对音乐计时的疯狂赞美也很多，尤其在美国。拥趸之中，包括一个名叫托马斯·杰斐逊的音乐迷兼业余小提琴家（此人参与起草《独立宣言》，后来当上总统）。因为这段时间（1784年左右）美利坚和法国签署贸易协议，往来很多，他正巧发现了这个钟摆式节拍器，如获至宝，还自己动手改造，最后鼓捣出一个思路清奇的简化版计时器：按Largo、Adagio、Allegro、Presto等由慢到快的表情术语来算摆长。

总之，早期的节拍器和钟表类似，都需要至少五六码长的空间。如今还有一首名叫《爷爷的钟》的英语歌曲就唱到“爷爷去世了，埋葬在钟表里”。

三

节拍器和钟表并不等同，节拍器需要更精确并且可以调控，但钟表只需长期稳定，精度不需超过秒，所以两者的思路其实是可以分开的。一八一四年，在阿姆斯特丹，一个来自德意志乡下的钟表匠温克尔（Nikolaus Winkel，1777-1826）带来了真正的改变。他做出这样一个计时装置：钟摆是倒过来的，双配重，有棘轮控制方向，能发声。这样一来，摆动的性质就跟钟摆不同，摆长不再是关键因素，配重之间的长度比才是，故无须再用真刀真枪的钟摆。短小的黄铜柄加上两个配重，摆动周期的公式用的是另一个，调节起来容易得多，过于笨重的问题，一下子解决了。这个聪明的办法，恐怕让鲁利埃等人深恨自己为何没想到。而在诸位对节拍器做过重要贡献的发明家里，温克尔留下的故事最少，人们只知他是一个移民潮中来大城市求生存的钟表匠，并在这里攒钱买了房子。他发明过不少物件，包括一个能自动演奏的小型管风琴，至今收藏在荷兰的音乐钟博物馆（Museum Speelklok）里。

一八一三年左右，出生于巴伐利亚的发明家、商人和钢琴教师梅尔策尔（Johann Maelzel，1772-1838）也在钻研“音乐计时器”，也搞出了一个改进的模型。虽然这些计时器包括梅尔策尔的都不好用，但越来越多的音乐家渴望正确记录大师作品的速度，所以还是尽量用当时较好的梅尔策尔计时器来标，萨里埃利就是其中之一，他已经试着记录了海顿《创世纪》的速度。

当时处于“前沿”的发明家，大概有一定的交流。有史证表明，温克尔曾经写信向梅尔策尔介绍他的发明，梅尔策尔也看过它的样子，立即意识到这是件大事情，遂向温克尔要一个模型，被拒绝。但他没有放弃，着手按温克尔的记述造出了一个双配重的节拍器，立刻去巴黎申请了专利。梅尔策尔的模型至少有两个版本，一种是以配重为动力，另一种是以弹簧为动力（后者当时更贵，也是现在大家用的），还有“无声版”和“有声版”。他在改进中把铜柄的比例用得更合理，体积更小，让之前的音乐计时器立刻进了垃圾堆。更惊人的是，此模型使用到今，后来梅尔策尔和别人都继续开发出一些新模型，反倒不如这一款有生命力；再往后就是电子产品了。

温克尔后来的反应可想而知，想挽回自己的发明署名，为时已晚。后来，梅尔策尔来到荷兰，在一个公开场合里口头承认见过温克尔的发明，也是因此受了启发。但他不肯留下书面的证据。

梅尔策尔这个人，后代可能会总结出鸡贼、投机等结论，比如他曾经弄出一种“会下棋的土耳其士兵”，最后证明是造假。又因为他的工作坊曾经在维也纳，听力越来越糟的熟人贝多芬来找過他，问他有什么助听的办法。梅尔策尔给了他一种“耳号”（能戴在头上的小号）试试，或可让他听得更清楚，其实也没什么用，无非就是把双手解放出来而已。梅尔策尔还鼓捣出好几种新乐器，其中一种叫“Panharmonicon”（能充当机械乐队的乐器），他为此鼓动贝多芬写了个应景的作品，导致贝多芬写出了一辈子赚钱最多但声誉最差的《惠灵顿的胜利》。又因为梅尔策尔偷偷把这个曲子改写了一部分并且私自演出，贝多芬跟他闹到对簿公堂。

梅尔策尔的节拍器，虽然是“山寨”了温克尔的主要想法，不过他确实自己做了出来，并且首创了“节拍器”这个名字，若干年里持续改进。此外，音乐界的人气绝对在梅尔策尔这一头，因为他本来就认识很多作曲家，其中特别需要节拍器的就包括萨里埃利和贝多芬。讽刺的是，梅尔策尔早先的音乐计时器已经被一些作曲家所用，因为不够标准化，作曲家往往在速度旁标上“梅尔策尔系统”，而真正好用的节拍器出来，大家索性只标数字，懒得再提梅尔策尔的名字了。

贝多芬跟梅尔策尔虽有嫌隙，但贝多芬毕竟把准确演奏他的作品看得比命还重，新节拍器让他彻底心悦诚服，把自己之前八个交响曲都标注了节拍器速度，还宣布有了这个宝贝，“快板”“慢板”等表情术语可以进垃圾堆了。著名的钢琴奏鸣曲Op. 106则留下标注速度过于疯狂的公案，贝多芬本想严格控制速度，结果造成了大乌龙，苦了后代钢琴家。虽然贝多芬留下的一切都被经典化了，大家还是不得不放弃这个速度。写《第九交响曲》的时候，贝多芬是把节拍器一直放在手边的，标记的节拍也让后人十分迷惑。其实，他的这个宝贝，有时坏了需要修，有时则是自己耳聋的问题而误标。读了这段历史，音乐家不应再迷信他的速度标注了。

作曲家们对节拍器反应不一。门德尔松说过“傻瓜才不能第一眼就从音乐看出作品速度”，不过几年之间，他还是标注了一部分作品。柏辽兹衷心拥护节拍器，并且一直在排练现场用，但对自己标注的速度百般焦虑，有时连续的几个小节就标了不同速度。

晚生了几年的舒曼，已经是作曲家中的“节拍器一代”，从一开始就标速度，除了艺术歌曲。他是这样一个充满梦幻和自由的人，却也有拥抱技术、赞美各种进步的一面。可惜他自己的节拍器也有问题，导致许多标注都不合理，克拉拉后来修正了一些，仍然留下很多争端。批评家冯·彪罗甚至说“舒曼整个最有成就的时期，都建立在一个有毛病的节拍器之上”。

一八八七年，电磁驱动节拍器诞生，之后也经历了一轮轮被需求强烈驱动的进化。如今，免费的节拍器软件都满坑满谷了。当然机械节拍器仍有大批粉丝，据我所知就有日本Nikko、德国Wittner等，不过基本思路跟梅尔策尔相差无几。

四

今年我在柏林的科学博物馆中，就看到了一个高耸出屋顶的壮观长摆，地上放了一圈小木桩，估计一个小时内敲倒一个，这样一天左右的时间（周期由所处地理位置而定），一圈小棍都躺平了。这就是大名鼎鼎的十九世纪的傅科摆！因为摆绳是柔性的并且很长（至少十几米，越长越好），摆绳上拴着铜球，它相对独立于地球的惯性系，所以地球的转动让小棍不断送到它跟前被撞倒。别的博物馆还有更刺激的版本：一圈小玻璃球摆得更密集，五分钟就被大铜球弹射出一个。在聪明的设计面前，地球讲出了自己的秘密，而时间的冷静，本身是另一种讲述，打开种种可能—节拍器和钟摆天然地跟时间、引力以及人脑内在的节奏相联系。而且，别忘了“摆”无所不在，连我们的腿骨加膝盖都是。从稳定行走到数拍子，就有这样一种共同的源头。

仅就欧洲音乐历史来看，科学对音乐有几次较大的推动和改变，我认为节拍器应该算其中之一。电子时代以前，某些科学对音乐的影响比如调律、乐器制造等，反倒是音乐家和工匠无须借助理论也能摸索出来的。而节拍器稍微特殊，并不是人类要依靠它才有节拍和韵律感，但它帮助人精确记载音乐速度，并且给作曲家创造了一个框架，可以依赖它扩展更复杂多变的速度和节奏，尤其帮人训练多声部的大型音乐。所谓君子善假于物，不如说人类终究是工具的动物，这一点在欧洲文化中无处不在。

然而人脑，尤其是人群的大脑，有它自己的“远古遗迹”。“真”可以激发美，但“真”不等同于美；理性和精确给人脑带来快感，但这个“适配空间”有限度、有范围。作曲家可以追求无限精确，但未必能化为听众大脑中的美感。音乐学家布诺斯（Alexander Bonus）发表了一篇题为《节拍器》的长文，“其实，节拍器的历史比音乐家跟节拍器的关系的历史好讲得多”。他的研究表明，节拍器的推广，不仅仅是技术原因，更重要的是社会变迁—节拍器的制造技术，当时还比不上最好的钟表，但在欧洲，这正好是一个“自动化”“机器”开始盛行的时代，节拍器是这个拼图中的一部分。

一方面工程师们千辛万苦改进节拍器，另一方面很多音乐家并不领情。历史总是这个样子的，如果文化都能轻易向科技臣服， “越精确越美”“越复杂越美”，大约也就不会有今天的世界。历史上倒有不少这样的例子：喜欢音乐的科学家受音乐启发，或者以音乐为出发点在科学、数学上有所突破，但最后抵达的精确度、复杂度远远超过了音乐的需要，索性自成新分支。科学从音乐出发，又回归科学；而每当新技术出来，貌似将变革音乐的时候，音乐家又发现技术并非包治百病，它必须跟人的判断结合起来才管用。科学跟音乐狂热相拥，但又各自回落到更新的边界以内。

从音乐的学习规律来说，大部分音乐教师都会告诉学生，节拍器是为检查和矫正而用，不宜形成依赖。等节拍自如地植入身体，摆脱节拍器也将是必须，因为音乐有时就需要严整节拍对照下的自由。此外，人和情形都是变化的，“精确记录”的反面，是音乐对变化的需求。斯特拉文斯基的《春之祭》虽然离不开节拍器，但作曲家本人后来的感觉大不同，意识到记录下来的速度仅仅适合一时一景。这样说来，“时间”是一回事，“听到的时间”是另一回事。而当音乐上真正需要极小时间单位变化的时刻（比如rubato），精细入微的拉宽（可以相差在毫秒级），往往都不是靠节拍器，而是音乐家在练习中摸索出来的，跟生活经验相关的产物。有时候，节奏偶有适当游离，音乐之“态”全出，正是神来之笔。

所以，音乐、艺术，终究是人对人之物，生产音乐的人自己能用身体感应到的东西，才能传递给听者。这也能解释为什么欧洲音乐有着较细致准确的记谱系统，包括神奇的节拍器，被乐谱丢失的信息仍然很多：音乐太“身体”了，太多原始的律动感了，也太多巴胺了，这都是人脑听觉回路和运动中枢互送信息所决定。所以它跟语言不太相容，甚至跟乐谱也不太相容。

如果问听觉相比视觉、嗅觉、味觉、触觉等特殊在哪里，我认为至少有一个“动”字。关系到时间和节律的书写，我们还远未能总结。当年伽利略要估算球体滚落斜坡的时间，据说是靠唱歌打拍子，也就是人脑自带的节奏功能。音乐就这样曾经帮助了计时，计时反过来又帮了音乐。人脑与时间，有太多故事可讲，而细分时间的需求和快乐，则无处不在。

参考文献：

1. https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9753592/The basal ganglia and chunking of action repertoires;

2. Measure： In Pursuit of Musical Time，by Marc D. Moskovitz， Boydell Press 2022;

3. The Psychology of Music： A Very Short Introduction， by Elizabeth Margulis，Oxford University Press 2018;

4. https：//academic.oup.com/edited-volume/42059/chapter/355873649 ：Metronome， by Alexander E. Bonus;

5. 鲁利埃的计时器，图片来源：https：//fr.wikipedia.org/wiki/Chronom%C3%A8tre_de_Louli%C3%A9#/media/Fichier：Chronometre_assembled.jpg;

6. 梅爾策尔的节拍器构造专利申请图， 图片来源：https：//leadingtone.tumblr.com/post/14805973329/diagram-from-maelzels-patent-for-the-metronome-a;

7.巴黎帕提农纪念馆内的傅科摆，图片来源：https：//en.wikipedia.org/wiki/Foucault_pendulum#/media/File：Panth%C3%A9on_Pendule_de_Foucault2.JPG。