浅谈音乐音色与物理音色

闫开宇 郑建设

【摘要】自从我国出现钢琴热以来，“音色” 这一概念愈来愈频繁地出现在相关刊物、论文、以及教师的授课中。我们经常看到，在应用音色这一概念时，把音乐音色和物理音色区别开来；更有甚者，把音高、音强、音色、节拍一股脑地混为音乐音色来诠释音乐。这些年来，虽然用法纷乱，但对我国钢琴教育的发展还是起到了一定地推动作用。然而，不能忽视的是其中弊端也影响深远，一些错误的、或者是含混不清的观念至今深入人心，误人不浅。本文从不同角度论证音乐音色（包括音乐色彩、音品、音质）与物理音色没有区别，它们是同一个概念，具有完全相同的物理属性。用以纠正错误、不适宜的观念，推进钢琴音乐教学的科学化进程。

【关键词】音色；色彩 ；音乐音色；物理音色

一、音色的含义

音色是人耳能感知的声音四要素之一，其概念比较复杂。心理声学的解译是：“音色系人对声音音质的感觉”。 它是一种听觉暂留现象，由客观量——音的频谱（声音的基音和各泛音振幅依频率次序排列的图形），与主观量——人的通感结合。

在钢琴中，整个一根弦振动所发出的音就是基音。基音所发出来的声音最响亮、最清楚。但这根弦出了整条弦振动以外，还会发生自身长度二分之一、三分之一等部分弦的振动，就会发出不太清晰的泛音。即泛音的产生是因为弦的部分振动所引起的。如假定一根弦整体振动为do，那么它的二分之一弦动就是高八度的do，三分之一弦振动就是sol，等等。我们听到的一个音，不仅仅是一个音，而是由基音和各泛音集合共同发出的声音。基音相同的乐音，若谐波的多寡（即泛音的数目）不同，或泛音间的相对强度（即各谐波振幅的大小）不同，音色也就各异。因此，音色是声音不同特征谐波的产物；其成因与变化，均与该音的音频总量及其分量的各别特征与变化相对应。不同人或乐器唱（奏）同一乐音时的音色不同，即缘于此。

二、影响音色的物理因素

美国国家标准协会将音色定义为 “一种感官属性，使听者可以根据它判断出两个具有相同的响度和音高的音是不相似的”。1960年，将音色的定义更具体化为“音色主要决定于声音频谱对人的刺激，但也决定于波形、泛音的相对强度、频谱的频率位置和频谱对人的时间性刺激”。有一点须注意：确定的波形具有确定的音色。反过来则不同，同一种音色可能有多种波形，即两个截然不同的波形，但频谱却是一样的，这是相位差使然。功率频谱不记录谐波的相位。人的听觉也是如此，对相位没有感觉，所以频谱相同波形不同的声音听上去音色是一样的。

在人类声学发展史上，从16世纪到17世纪人们就认识了声音的一些基本特征，诸如声波的反射、折射、干涉、衍射等现象，并测出了声音在空气中的传播速度。人们在掌握了声音频率、强度、音值这些基本要素基础上，对人耳听觉的频率范围、特别是对频率反应的灵敏度进行了深入研究。发现著名电学“欧姆定律”的德国物理学家G.S欧姆，于1843年利用傅立叶变换首次提出了人耳能把复杂的声音分解成谐波分量，并按分量的多少、强弱判断声音品质的理论。即后来被广泛认可的音的极其重要的要素——音色。因此，得出音色这一概念的内涵核心是：人耳听到的声音，是同时感受到的组成某个复合音的所有分音的频率和强弱，大脑反射音色的感知是复合波形图像中的包络。

至于为什么将音的这一要素命名为音色（Timbre）即音的色彩（Tone color）而不是别个什么名词，这还得从历史的环境说起。欧姆所处的时期，另一位德国科学家赫尔姆·霍兹（1858～1870年）任海德堡大学生理学教授期间同时研究生理声学和生理光学。赫尔姆·霍兹进一步证实，复合音中自然泛音的成分与强度比例对音色起决定作用。与此同时，他还接受和发展了托马斯·扬的色觉说并在他的著作《生理光学纲要》一书中对它进行了深入的论述。他认为自然界中存在三种原色——红、绿、蓝，它们的不同比例的混合就会产生各种各样的颜色。人们越来越认识到声和光虽然是起源完全不同的两类波，但它们有相同的物理特性。譬如它们都具有波的周期性、反射、折射、衍射、干涉等特性。用现代科技手段可以发现极超声波在波长愈来愈短时，也开始显现出粒子的特性，它们能量的最小单元都可用 h v表示等。从生理声学和生理光学的角度上看，人感觉器官对声波和光波的反应也是惊人地雷同。譬如人耳能感知的声音只是声谱中的部分频段，人眼睛能感知的光亦是光谱中的部分频段；用不同的两种颜色按一定比例调和在一起，就可以得到你需要的第三种色彩；把不同音程关系的几个音组合在一起可以得到你需要的和声或和弦。绘画给人以视觉色彩，歌唱给人以听觉色彩；我们在看到一幅蓝色大海的画面时，能感觉到海涛拍击的声音色彩；当你在室内听到几声巨大的雷声时，你的脑海里会展现一幅乌云滚滚的画面。再从各自的定义上看，光的色彩是眼睛对可见光谱频率的反应，声音的色彩是耳朵对可听声音复合频谱的反应。既然它们有如此多的共同之处，那么选择相同意义上的词汇“色彩”来命名音的这一要素就顺理成舟了。音色——鲜明而直接地表现出色彩与乐音在人耳感知上的密切联系。

三、音色在音乐中应用的一些误区

（一）关于音品和音质

有些书刊中把音品、音质视为音色的别称 ，它们属同一概念，无疑是正确的。但很多书刊却把音品、音质视为“不同于音色的评估声音品质的宽泛概念。它包括音高、音强、音色等”。换言之，音高是音品，音强、音色都是音品。显然，这是把声音四要素混为一谈。事实上，评估发音体声音好坏并不是用音质这一混沌概念，而是具体问题具体分析。如一台钢琴的频率响应，那就是88个键的频率范围（用音高）。一部音响的输出功率，用的是声强（W、kW）；它的保真度（谐波失真、相位失真等），则用音色。再如，用人耳大体评估一架钢琴的好坏，基本上要听听最高音和最低音部分的音色，高音部分声音是否清脆明亮（因泛音很少）；加大触键力度时，是否明显出现木质杂波（泛音频率杂乱）。最低音部分基音频率是否稳定，由于低音的泛音很多且很强，在持续发音的衰减过程中，如果频谱中诸音均能按同一比例衰减，则基音稳定，音色好；若衰减比例不一，可以明显地感觉到基音向高频音漂移的现象，音色差。

对音色概念的认识含糊不清，直接影响着我们的钢琴教学。譬如学生甲经常触错鍵，教师则斥之音色不好，令其再弹一遍。甲再弹一遍还是如此。学生乙的弹奏，有时跟不上节拍，或没有节奏感；教师同样斥之音色不美而令其反复。教师是以其昏昏，使人昭昭；学生是丈二和尚，摸不着头脑。甲学生是音高（频率）、音准的问题，乙学生是音的时值和音强问题。具体问题解决好了，正常音色也就有了。

（二）“音乐中的音色（色彩）不是物理音色”

这是当下音乐界相当部分人的看法。其理由的核心是：“音乐音色是抽象色彩，寓意深广，不是物理意义上的音色"。

音乐音色与物理音色毫不相干吗？当然不是，迄今为止，没见有人给音乐音色做一个具体的、与物理音色不相干的定义。反之，就是相干了。相干到什么程度，让我们举个例子来说明：譬如，在自然界中，当我们突然听到警笛和枪声就会产生“紧张、惧怕情绪”；当听到枝头鸟儿的鸣叫声时，就会产生“愉悦的心情”。这与音乐中的大调主三和弦和大调音阶能够产生“庄重、辉煌的调式色彩”，以及小调主三和弦和小调音阶能够产生“悲痛、安慰的调式色彩一样”，它们的机理都源自于物理音色对人耳的刺激，别无其他。如果说有什么区别的话，则为，前者是自然界中的声音，后者是人为选定的具有特定音程关系的音。人为选择音程关系的根据，是声音的音高要素，不是音色，不可以混淆为音乐色彩。

声音的四个要素对人耳的刺激是相互依存、共生共灭的，也不能将它们分割。音乐家利用乐音的不同要素功能把它们按着某些形式结合起来，形成节奏、音程、和弦、调式等，进而构成和声、织体、曲式。作品完成了，作品的音乐色彩自然地就随之确定了。无疑，作品的音乐色彩就是物理音色。声音的四个要素除不可分割外，频率、声强、音值是相对独立的，音色却与上述三个要素相关联。例如，某个频率音的音色多一个泛音，就多一个频率、多一个声强、多一个音值。作曲家利用音程关系、节奏型、和弦、和声等形式构建音乐作品时，往往用频率、声强、音值构造自己需要的音色，最终塑造出整体目标的音乐色彩。显然，这里提及的音色、音乐色彩都是物理上的音色。因此，把用音程、节奏、和弦、和声关系形成的音色称之为具有宽泛意义的、有别于物理的音色是完全错误的。

在音色概念被发现、命名的过程中，我们详细地描述了听觉的音色与视觉的色彩有着天然地联系。法国作曲家德彪西，在音色上为寻求对传统的突破，就象画家一样，不拘一格地构建音程关系 、和弦、旋律、和声，精心调制物理音色这一要素，突出音乐的色彩效果，使作品构成一幅完美的图画。这更具体地说明了音乐色彩就是物理音色。

另外，音乐作品总是要通过演奏（歌唱）家的演奏（歌唱）传输给听众的，我们还可以从欣赏音乐的角度来谈谈这一话题。譬如，钢琴协奏曲《黄河》第一乐章展示了一幅波涛滚滚、汹涌澎湃、波涛万丈、雄伟壮观而又怒不可遏的黄河画面。船夫号子展现了船夫们万众一心与狂风巨浪殊死拼搏的斗争精神，直至见到胜利的曙光。我们即使蒙上眼睛坐在大厅里欣赏该乐曲，也能很容易地分辨出乐曲是由交响乐与钢琴协奏的还是用两架钢琴协奏的；细心的听众还可以辨别出交响乐中的各种乐器。其原因就是因为每种乐器都有自己的泛音频谱，泛音频谱的不同，音乐音色就不同，反映出塑造音乐形象的效果也不同。法国作曲家柏辽兹精准地指出：“配器法是应用各种音响要素为旋律、节奏、和声着色的方法”。作曲家一语道破了音乐色彩的物理属性。

音乐是人文艺术，可以夸张，可以想象，但是这里不可以牵强地加于音色。音色的中、外定义都强调： 音色是具体的物质能量（不断变化着的符合音频谱、声压、相位、延续时间）对人耳的刺激。这是人们感知音乐色彩的唯一的、也是全部的原因。

参考文献

[1]顾明远.教育大辞典[M].上海教育出版社，1995.

[2]曹理.普通学校音乐教育学[M].人民音乐出版社，1984.

[3]（苏）涅高兹.钢琴表演艺术[M].人民音乐出版社，2002.

[4]宋历.浅析钢琴的音色[J].中国音乐教育，2004（6）.

[5]周海宏.音乐与其表现的世界—对音乐音响与其表现对象之间关系的心理学与美学研究[M].中央音乐学院出版社，2004.

[6]张建国.钢琴基础教学导读[M].上海音乐出版社，2004.

[7]顾建中.普通物理学[M].人民教育出版社，1978.

[8]Sultan，N.Cloud computing for education.A new dawn？[J].International Journal of Information Managemen，2009.