乐音中各音音高的确定方法叫做音律。
音的高度是由发音体每秒振动的次数决定的,物体每秒振动的次数叫做频率,单位是Hz,比如国际规定的标准音,即钢琴中的a1,它的频率是440Hz.就是说,琴箱里发这个音的琴弦在弹响它时它每秒振动440次。而一根弦每秒振动次数,在弦的张力、直径、材质、敲击力弹拨力固定的情况下,由弦的长短决定。
钢琴采用的是今天全世界普遍采用的十二平均律来确定音高的。这种音律的发明人是明代数学家律学家朱载堉,他值得中国人骄傲和自豪。他用算盘计算将2开十二次方,得到的近似数字是1.05946309。如果将440乘以这个数,连续乘12次,得到的近似数是880。事实是,任何一个音与这个音的二倍之间,都可以通过前面的音乘以1.05946309得出后一个音的方法,得出十一个音,这时共十三个音,任何相邻两个音的比值都相等,当然都等于1.05946309.再形象一点,如果把a1这根弦的长度除以1.05946309,连续除以十二次,会得到十二个长度值,这就是琴箱里a1向右(音高上行)的十二根弦的长度,最后一根就是a2对应的弦。
将2开十二次方,实现了将八度音程十二等分的目的,使得在不同高度上演奏同一旋律变为现实,实现了音乐演奏中移调的自由。这在十七世纪以前是不敢想象的,所以,这很了不起。朱载堉!请您记住!可叹的是,他的这一成果中国人没有最先应用。
两个音的音高关系是半音关系,就是说它们的频率比值(高比低)为1.05946309,对应弦长的反比也是1.05946309.这是半音关系的数理含义。
不当之处,请批评指正。