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借助力学概念学一点音乐知识:调式

已有 9490 次阅读 2017-3-12 05:16 |个人分类:个人随笔|系统分类:科普集锦

恳请各位老师批评指正,并特别感谢在上一篇《借助力学概念学一点音乐知识:律制》中给予我讨论和帮助的几位老师!


大家可能会注意到一个现象,在钢琴键盘上,无论从那个键开始,都可以弹出doremifasollasi的感觉。在本质上,这是因为各音的“和谐”只要求频率比满足一定的关系,并不是对频率值的要求。由于钢琴上的音都是按照十二平均律生成的,就是说每相邻两音(黑键、白键都算)的频率比都是固定的,因此无论从那个键开始,都可以组成一个和谐的音阶。

这样就存在一个问题,乐谱中1,2,3,4,5,6,7到底应该对应哪个音?这就需要明白“调”的概念。为了便于说明,我们先假定含有国际标准高度的音阶为参考系,其频率分别为

   

然后规定,音阶中的第一个音(即do)为主音,根据主音在参考音阶中的位置来标记“调”,例如,C调就是指将C音(频率261.6255653Hz)作为主音do(1)开始的音阶;D调就是将D音(频率293.6647679Hz)作为主音do(1)开始的音阶;E调就是指将E音(频率329.6275569Hz)作为主音do(1)开始的音阶一直到A调、B调,如下表所示。

如果考虑十二平均律,C升半音后得到#C,这里#表示升半音,频率为277.182631Hz261.6255653乘以1.059463094),以此为主音则为#C调(升C调),但同时#C也可以被认为D降半音标记为bD,频率也是277.182631Hz293.6647679乘以1.059463094),以此为主音则为bD调(降D调),#C调和bD调是等价的。

在我国古代音乐中,讲究“旋宫转调”,宫音相当于现代音乐中的do,旋宫即宫音位置的转移,和我们这里讲调依据主音位置而定具有相同的概念。

关于调的另一个概念:大调、小调。实际上指的是一个音阶中半音的位置。在七声音阶中,我们一般说3->47->H1有两个半音程,其余的都是全音程,这样组成的调就是大调;如果在一个七声音阶中2->35->6 是两个半音程,其余的都是全音程时,这就构成了小调。如果利用频率表示,假定do的频率是f,设公比a=1.059463094,大调和小调在一个音阶中频率比为:

根据半音程的位置,小调听起来就像是从大调的A/la(6)开始的一个音阶,如下:

CDE等调式与大、小调一起说,如D大调,就是指从D音开始(D音为主音),3->47->H1有两个半音程,组成的调式;如果F小调,就是指从F音开始(F音为主音),2->35->6 是两个半音程,组成的调式。

调式在表达情感中非常重要,不同的调式可以营造出不同的气氛,调的改变特别有助于推动感情的发展。极端一点,当两个人开始吵架时,说话的调会随着激愤程度的改变而改变。但这种调的转变又和一个人发声的音域相关,有的人可以高八度,有的人就高不了那么多,只能高一度、半度,或者其它的任意度,用术语来说就是自由转调。这种转调是音乐表现情感的重要手段,例如,我们听歌时会发现高潮部分一般会有明显的转调;在男声女声重唱部分也会通过调式的改变来增强对比。

钢琴有两个原因使得它可以进行方便的自由转调:一是它使用了十二平均律,其它生律方法在转调上与十二平均律相比存在明显的缺点;二是它的音域较宽,共有88个键,可以完成7个完整的八度音(意思是按照七声音阶,可完整升高7次,不确定这个应该怎么描述),这对于人的发声系统来说,是完全足够了。对于笛子、口琴、管乐器等,一旦制作完成,各音频率就固定下来了,就不可能随意转调,我们在购买这些乐器的时候,就会注意到通常会标记是什么调的乐器。弦乐器受此影响较小,乐师手中可以通过不同手法的按压来改变弦的长度,来改变弦的振动频率,也就可以进行任意的转调。因此,无论是东方还是西方,弦乐器都是发展最广泛,也是最为重要的乐器。




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