音樂中包含著諸多數學元素(ABC)。
A、數學中的倍數關系。
B、體現在音樂音響中的數學的幾何。
C、音樂中的數字元素。
D、音樂中不存在數學元素。
音樂是心靈和情感在聲音方面的外化,數學是客觀事物高度抽象和邏輯思維的產物。那麽,“多情”的音樂與“冷酷”的數學也有關系嗎?我們的回答是肯定的,甚至可以說音樂與數學是相互滲透。孔子說的六藝“禮、樂、射、禦、書、數”,其中“樂”指音樂,“數”指數學。即孔子就已經把音樂與數學並列在壹起。
我國的七弦琴(即古琴)取弦長1,7/8,5/6,4/5,3/4,2/3,3/5,1/2,2/5,1/3,1/4,1/5,1/6,1/8得所謂的13個徽位,含純率的1度至22度,非常自然,是很理想的弦樂器。我國著名古琴家查阜西早就指出,要學好古琴,必須對數學有壹定素養。1731年大數學家歐拉寫成專著《建立在確切的諧振原理基礎上的音樂理論的新穎研究》。
後世有些專家認為,這本書對數學家“太音樂化了”,而對音樂家又“太數學化了”,還有數學家昂哈德·尤勒也曾寫過《關於和諧音與整數的關系》的論文,表現了數學家對音樂的關心和研究。
1970年我國著名琵琶演奏家劉德海決心運用“優選法”,尋找在琵琶每根弦上能發出最佳音色的點,不久,華羅庚教授用數學方法幫助他解決了這壹難題,在弦長的1/12處,彈出的聲音格外優美動聽。1980年5月在全國琵琶演奏會上,幾十位演奏家聽了“最佳點”的演奏後,都認為數學與音樂之間可能有壹種深奧的內在聯系。
隨著時代的發展,人們發現聲音是由於物體振動產生的能引起聽覺的波,聲音中也包含著正弦函數,每壹個音都是由純音(純音是單壹的音。具有音高和響度兩個基本特征)合成的。純音的數學模型是y=Asinωt。
像我們平時聽到的樂音不只是壹個音在響,而是許多個音的結合,稱為復合音。壹般我們聽到聲音的函數是這樣的。數學的抽象美,音樂的藝術美,經受了歲月的考驗,相互的滲透。如今,有了數學分析和電腦的顯示技術,眼睛也可辨別音律,對音樂美更深的奧秘至今還缺乏更合適的數學工具加以探究,還有待於音樂家和數學家今後的合作和努力。