陳以聖■譯 / 原載：κrazian
對一般人而言，自然音階、尾奏(cadence)，甚至調性、音高等專有名詞，造成了不必要的藩籬。有時音樂家和評論家們，就好像住在以術語編織成的帷幕裡，讓人感覺很做作。試想，有多少次，你讀完報上一篇音樂會的評論，卻不知所云？例如：「她持續的倚音，由於顫音不完整，而美中不足。」或是：「難以置信，他們竟然轉到升C小調！真是可笑！」而我們真正想了解的，只是那演奏是否足以感動觀眾，那歌者是否體現歌中所詠歎的性情，如此而已。也許，你會希望評者拿今晚和昨晚的表演做比較，或是和另一個搭檔組合比較。人們關心的是音樂本身，而非用了甚麼演奏技巧。假使美食評論家提到荷蘭酸醬(奶油、蛋黃、醋等製成的魚沾醬)時，大談主廚放入檸檬時的精確溫度應該是幾度，我們一定會不耐煩；如果影評談論著攝影師使用的光圈大小，我們也會受不了。音樂不也一樣嗎？
更麻煩的是，音樂一些術語的意義，就連許多研究音樂的人，包括學者與科學家們，都未能達成共識。比方說，我們以「音色」這個詞，表示某項樂器的整個聲音及其質地—即當喇叭和單簧管演奏同一音符時，那難以言說卻易於分辨的特點；也相當於當你說著同一句話時，聽起來卻和 Brad Pitt(布萊德彼特，影星)不同的那個「東西」。面對這種無法達成共識的定義問題，科學社群採取了罕見的做法：放棄定義它「是」甚麼，改而定義它「不是」甚麼。(美國聲學學會 Acoustical Society of America 的官方定義是這麼說的：「音色乃聲音除了音量與音高之外的其他所有特性。」真是夠科學的精確啊！)
甚麼是音高？別瞧這麼個簡單的問題，它可是產生了數百篇學術論文，與上千個實驗呢。音高的概念，和一根絃、一段空氣，或一個物體的的振動頻率有關。假設一根絃來回震動，達每秒六十次，我們會說，它的頻率是每秒六十個週期。此處用以測量的單位，週期/每秒，通常稱之為赫茲(Hertz，縮寫為Hz)。這名稱的由來，是為了紀念德國理論物理學家罕瑞奇·赫茲(Heinrich Hertz)；他是第一個傳送無線電波的人(一個徹頭徹尾的理論學者，當人們問他這無線電波可有何實用性時，據傳，他聳肩回說：「沒有」)。當你想要模仿消防車鳴笛的聲音，你的聲音會連續的掃過不同的音高，或稱頻率(同時，你聲帶的鬆緊程度也隨之變化)，有些較「低」，有些較「高」。
鋼琴上靠左邊的琴鍵，所敲擊的琴絃較長而厚實，其振動的頻率也相對較低；右邊琴鍵則對應到較短而輕的琴絃，而其振動的頻率則相對較高。琴絃的振動帶動週遭的空氣分子，引得它們以相同的頻率振動。傳達到我們耳中鼓膜的，就是這些振動的空氣分子；鼓膜因而隨之起舞，以相同的頻率，內凹與凸出變換著。人腦所接收到的音高訊息，唯一的來源，就是這鼓膜的凹凸運動；我們的內耳與腦袋，為了要理解外面的世界到底發生了些甚麼樣的振動，就得分析鼓膜的振動。
習慣上，當我們按下左邊的琴鍵時，我們說它們是「低」音；而右邊的則稱之為「高」音。換句話說，我們稱為「低」的聲音，就是那些振動較「慢」的聲音，也就是(在振動頻率上)接近大狗吠叫聲音。而我們所稱為「高」的聲音，則是那些振動較「快」的聲音，也就是接近小狗嚶嚶的喊叫聲。然而，甚至「高」和「低」的這種稱法，也會因文化而不同—希臘人就跟別人相反，因為他們創造的絃樂器是直立排列的，結果，較短的絃或風管就貼近地面，因此稱做「低」音(就長得低矮囉！)；反之，較長的絃或風管—高高的伸向宙斯與阿波羅眾神—自然便稱做「高」音了。以此觀之，「低」和「高」，就像「左」與「右」一樣，都是武斷決定而必須記住的。部分作家或許辯稱，「高」和「低」是很直覺的命名，因為我們所稱的高音，是源自於「高」踞枝頭，或在天上「高」飛的鳥叫聲；而我們所稱的低音，則多半來自貼近地面的，像熊一般的大型動物，或是地震的低吼聲。這樣的說法很牽強，因為「低」沉的雷聲也來自「高高」的天上，而地處「低」下的蟋蟀、松鼠，或腳下乾葉子的碎裂聲，也會發出「高」音。
至於音高的定義，我們姑且先這麼說吧：當我們在鋼琴上彈不同的琴鍵時，所發出的音之間，那最顯著不同的品質，就是「音高」了。
按下一個琴鍵，會帶動一個琴錘，去敲擊鋼琴內部一根或數根的琴絃。被敲擊的琴絃因而移位，產生些微的拉長，而其本身的韌性則會將自己彈回原位。但是彈回時過了頭，因而再度反向彈回，以回歸原位，卻又彈過頭，其結果就是連續的震盪。每一次震盪的幅度都會減少，漸漸的，最後，琴絃完全靜止。這就是為什麼，你聽到的琴音會逐漸便得輕柔，最後微弱到聽不見。琴絃每次震盪幅度的大小，經由人腦的解譯，就變成音量；而其震盪的頻率則解譯成音高。琴絃震盪的幅度愈大，我們聽起來就愈大聲；當它幾乎不振盪時，聲音就變得很柔和。儘管聽起來不太合直覺，不過，震盪的幅度和頻率，兩者確是互不相干的。一根震盪很快的絃，其幅度可以很大，也可以很小。幅度的大小，是取決於我們敲擊的力道—這部分就很直覺了，用力敲當然就很大聲。至於琴絃震盪的頻率，則主要視其粗細長短與鬆緊而定，和你多用力就無關了。
這麼看來，吾人似乎可以將音高視同頻率；亦即，空氣分子振動的頻率。很接近事實。將現實世界和腦中世界做對應，很少像這件事這麼直接的。然而，以大多數的樂音而言，音高和頻率只能說是「密切相關」。
「音高」這詞談的是，一個聲音的基頻在生物腦中的代表。意即，音高雖與空氣分子的振動頻率相關，卻純然是一心理現象。我所謂「心理」，指的是它只存在於我們的腦袋裡，而非一外界客觀的存在；其乃一連串的心智活動的最終產物，它代表一全然主觀的，內心的表現或品質。聲波—以不同頻率振動著的空氣分子—本身並無所謂的音高存在。它們的運動與震盪雖是可量測的，但是，我們所稱之為音高的東西，仍須靠人(或動物)腦去處理對應而得。
吾人所感知的顏色，也是一樣的道理，艾塞克·牛頓(Isaac Newton)是第一個明白此事的人。(當然，牛頓成名的是他發現萬有引力的理論，以及和萊布尼茲共同發明微積分。像愛因斯坦一樣，牛頓當學生時成績也是一塌糊塗，他的老師們經常抱怨他上課不專心。最後，牛頓還被踢出校園。)
牛頓是第一個指出「光是無色的」的人，並據以論斷，顏色云云，只存在於我們的腦中。他寫道：「光波本身並未帶有顏色。」自此而後，我們又了解了更多，知道光波有著不同的震盪頻率，且當其撞擊到觀察者的視網膜時，會引發一連串的神經化學反應，最終產物就是我們所稱的顏色。這裡的重點就是：我們所感知的顏色並非真由顏色所構成。也許一枚蘋果看起來是紅的，但是它裡頭的原子卻不會是紅的。同樣的道理，如同哲學家丹尼爾·丹尼特(Daniel Dennett)所指出的，「熱」也不是由微小的「熱東西」組成的。
一碗布丁如果不放到我的嘴裡(和我的舌頭產生接觸)，是不會有滋味的。當它靜靜的放在我的冰箱裡時，它是不會有甚麼滋味或香氣的，充其量只是具有那樣的潛力而已。同樣的，我廚房裡的牆壁，在我離開後，也不是「白色」的。牆上的漆當然還在，但只有當它們和我的眼睛互動之後，才有「顏色」的概念產生。
聲波撞擊到耳廓(您耳朵肉肉的部分)與鼓膜，引發一連串的機械動作與神經化學反應，最後變成我們稱之為音高的腦內形象。假使森林中一棵樹倒了，卻沒有人在場聽見，那樹到底有沒有製造出「聲音」呢？(這問題最早由愛爾蘭的哲學家喬治·柏克萊George Berkeley 提出)答案很簡單，沒有—聲音乃振動的空氣分子在腦中所對應產生的形象。一樣的道理，若沒有人或動物在場，也不會有音高這碼子事。用一部適當的儀器，是可以對樹倒時產生的振動頻率進行偵測記錄，但是，那並非音高，除非它被「聽到」。
世上沒有一種動物，可以聽見所有頻率的音高，就好像人們所看見的顏色，僅只是整個電磁波光譜中的一小段而已。理論上，從每秒振動零次到十萬次，甚至更高的聲音，都可以「聽得見」，但是，每種動物都只聽得見其中的某一個部分。我們人類如果沒有任何聽覺上的障礙，通常都可以聽得見範圍從 20Hz 到 20,000 Hz 的聲音。最低的音段聽起來就像是模糊難辨的隆隆聲或振動聲—就像窗外有卡車經過時的聲音(其引擎的噪音大約為 20Hz)，或是改裝車音響的超重低音強力放送時的聲音。有些頻率—20Hz以下—人們是聽不到的，因為我們耳朵的生理構造對它們「不敏感」。
人類的聽覺範圍大約就是20Hz到20,000Hz，但這並不表示人對於音高的感知範圍也這麼大；雖然我們可以聽見這麼大範圍的聲音，它們並非聽起來都很悅耳；也就是說，我們並不能準確的給這麼大範圍的聲音都賦與相應的音高。相同的道理，顏色在靠近紅外線與紫外線的地帶，就不像在中央地帶的一樣，可清楚的分辨。下面附圖是樂器的音階範圍，及其相應的頻率標示。一般男性說話的聲音，大約在110Hz附近，而女性則是220Hz左右。螢光燈管或有毛病的電線所發出的蠅蠅聲，就是60Hz(在北美，台灣也是；至於在歐洲或其他電力標準不同的地區，則可能變成50Hz)。當一位女歌手用歌聲將玻璃杯震碎時，她發出的聲音大約是1000Hz。玻璃杯之所以會破(其他任何物體也一樣)，是因為它有一個自然的，與生俱來的震動頻率。你可以用手指頭敲擊杯子，而聽到這個自然頻率，或者，如果是一只水晶玻璃的杯子，你可以沾濕手指，延著杯緣繞圈滑動，而聽見。當歌手的發出的音頻恰到好處—也就是和玻璃杯的自然頻率一樣時—玻璃分子就會以其自然頻率隨之振動，一波強似一波，最後把自己震碎。
標準的鋼琴有八十八個琴鍵。有極少數的鋼琴，會在低音部分再加上幾個鍵；而有些電子琴、風琴，以及合成樂器，則只有十二鍵或二十四鍵，當然這些是特例。標準鋼琴的最低音，振動頻率為27.5Hz。有趣的是，這個頻率剛好也是我們人眼可以分辨的極限。一連串的靜態影像—如幻燈片—以這個速率或更快輪播的話，就能產生動態的幻覺。「動畫」即一系列靜態影像與全黑畫面交錯呈現，而其變換速率(四十八分之一秒)，恰恰超過人腦視神經系統中顳葉 (temporal)的處理能力。我們雖看到平順而連續的動態影像，但實際上卻完全不是這麼回事兒。當空氣分子以與此相近的速率振動時，我們聽見的是一個穩定而持續的音。小時候，你也許玩過，將一張遊戲卡片，插入轉動中的腳踏車車輪，那麼你可說已經見識過相同的原理了：速度低時，聽到的只是卡片打在輪輻上的噗-噗-噗聲；但是當轉速夠高時，噗噗聲就混在一起，成了一個低鳴的單音，你甚至可以跟著哼出來。那不正是一個音高嗎！
彈奏鋼琴的最低音，那27.5Hz的頻率，對大部分的人而言，其音高都不像中音部那樣的清晰可辨。琴鍵上的最低和最高音區域，多數人都不易認得準其音高。作曲家當然懂得這一點，他們有時會避開這些區域的音，有時則故意運用，全看他想要創造的效果或牽動的情緒而定。頻率高於鋼琴最高音(約為 6000Hz或更高)的聲音，對大多數人而言，聽起來只是個尖銳的音。而一旦跨過20,000Hz，大部分的人就甚麼也沒聽到了。再者，年過六十，15,000Hz以上的音也沒辦法了，因為內耳的聽覺纖毛細胞(hair cell，聽覺受器)，會因老化而漸漸僵硬。所以，當我們談到樂音的範圍，或是鋼琴鍵盤上音高最明確的部分，我們其實涵蓋的大約是琴鍵中的三個八度音範圍，也就是大概從55Hz到2000Hz左右的範圍。
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