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作為音樂與聲學(xué)的交叉學(xué)科，音樂聲學(xué)在研究側(cè)重點(diǎn)上存在兩種模式：作為音樂學(xué)分支的音樂聲學(xué)重點(diǎn)研究樂器聲學(xué)、歌唱聲學(xué)、音樂心理聲學(xué)、音樂生理聲學(xué)、作曲技術(shù)理論和民族音樂學(xué)中的聲學(xué)問題；作為聲學(xué)分支的音樂聲學(xué)重點(diǎn)研究音樂現(xiàn)象的物理屬性、音樂信號(hào)識(shí)別和處理、室內(nèi)聲學(xué)等內(nèi)容。雖側(cè)重點(diǎn)不同，但所用的基本原理、研究方法和技術(shù)手段基本相同。

音樂聲學(xué)是古典科學(xué)中較為發(fā)達(dá)的學(xué)科之一，早期的聲學(xué)研究與音樂融為一體，二者關(guān)系密不可分。在歐洲，將“聲學(xué)”脫離音樂而獨(dú)立存在始于法國(guó)科學(xué)家J.索弗爾（1653～1716），他建議對(duì)聲音的研究不應(yīng)僅限于音樂，而應(yīng)當(dāng)成為一門獨(dú)立的學(xué)科，并將這門學(xué)科以法語(yǔ)稱為acoustigue，即“聲學(xué)”。這是現(xiàn)代聲學(xué)學(xué)科開端的標(biāo)志，同時(shí)也反證了早期音樂與聲學(xué)的共存關(guān)系。

文藝復(fù)興以后，歐洲在音樂聲學(xué)研究方面出現(xiàn)了一些代表性人物：伽利略在17世紀(jì)初提出音的高低取決于弦線在每秒鐘內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)（頻率）。M.梅森1636年提出弦振動(dòng)除基音以外還有泛音，并用聽到火槍的聲音與看到閃光之間的時(shí)間間隔，測(cè)定了聲速。索弗爾正確解釋了“拍音”的現(xiàn)象，并用以測(cè)量管風(fēng)琴的發(fā)音頻率。E.克拉德尼用實(shí)驗(yàn)方法研究了弦、棒、板的振動(dòng)，利用沙盤觀察物體的振動(dòng)，這種沙盤振動(dòng)圖形后人稱為“克拉德尼圖”。他還發(fā)現(xiàn)了弦和棒的縱向振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并測(cè)定了聲音在不同介質(zhì)中的速度。F.薩瓦爾則致力于弦樂器上的聲音共鳴問題。

進(jìn)入19世紀(jì)，歐洲和美國(guó)的音樂聲學(xué)研究開始加速發(fā)展。在眾多科學(xué)家中德國(guó)生物學(xué)家兼物理學(xué)家H.von黑爾姆霍爾茨是最具代表性的人物，他于1863年出版的《作為音樂理論的生理學(xué)基礎(chǔ)的音感覺論》一書，至今仍是音樂聲學(xué)的經(jīng)典文獻(xiàn)。他設(shè)計(jì)了球狀的共鳴器用以分析人聲和其他樂音中的泛音成分，他還用電磁方法人工產(chǎn)生元音，模仿風(fēng)琴管的音色。他用“拍音”理論解釋了協(xié)和感的物理依據(jù)等。1871年美國(guó)人T.A.愛迪生發(fā)明了留聲機(jī)，代表著音樂錄音時(shí)代的開始。美國(guó)建筑聲學(xué)專家W.C.賽賓在1895～1915年，開廳堂聲學(xué)應(yīng)用研究之先河，發(fā)表了一系列有關(guān)室內(nèi)音樂聲學(xué)研究的論文，包括對(duì)廳堂中聲音衰減的分析和矩形房間混響時(shí)間的計(jì)算方法等。利用不同消聲材料的特性來(lái)改變房間的聽音環(huán)境也由此發(fā)端。

至20世紀(jì)中葉后，隨著計(jì)算機(jī)特別是微型計(jì)算機(jī)的誕生和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)代音樂聲學(xué)研究在傳統(tǒng)內(nèi)容上又衍生、擴(kuò)展出許多新的領(lǐng)域，如電子合成樂音技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助音樂制作和音樂聲學(xué)研究等?，F(xiàn)代音樂聲學(xué)的研究手段和工具也有了長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)音樂音響的可視化研究和分析已經(jīng)普及，音樂聲學(xué)對(duì)音樂實(shí)踐和音樂生活的介入達(dá)到前所未有的廣泛程度。

聲學(xué)也是中國(guó)古代科學(xué)中最為發(fā)達(dá)的學(xué)科之一，“感于物而動(dòng)，故形于聲；聲相應(yīng)，故生變；變成方，謂之音”。儒家經(jīng)典《樂記》中的這段話對(duì)“聲”和“音”的區(qū)別和聯(lián)系作了簡(jiǎn)明概括。中文“聲學(xué)”一詞，首次出現(xiàn)在于宋代科學(xué)家沈括的《夢(mèng)溪筆談》中：“此乃聲學(xué)至要妙處也。今人不知此理，故不能極天地至和之聲”。然此時(shí)中文“聲學(xué)”一詞的出現(xiàn)尚不意味著聲學(xué)已經(jīng)脫離了音樂而成為一門獨(dú)立的學(xué)科。

有關(guān)中國(guó)古代音樂聲學(xué)的理論散見于經(jīng)、史、子、集之中。在許多朝代史書中都有專門篇幅記載如何使用律歷或音樂的文字。在有關(guān)律學(xué)、樂器制造、音樂演奏和演唱技巧的文獻(xiàn)中多有涉及音樂聲學(xué)范疇的內(nèi)容。

注重樂律理論研究是中國(guó)古代音樂聲學(xué)最顯著的特點(diǎn)，世界上唯有中國(guó)在此領(lǐng)域擁有如此眾多的學(xué)者和著述。早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，中國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)成熟的樂律計(jì)算理論和樂器調(diào)音工具，如三分損益律和定律用的律管等，此可視為中國(guó)早期音樂聲學(xué)的誕生。明代朱載堉在世界上率先解決了十二平均律的數(shù)學(xué)計(jì)算問題。中國(guó)古代音樂聲學(xué)的另一突出成就是雙音編鐘的制造，即利用一種特殊的鑄造和調(diào)音技術(shù)使一個(gè)鐘發(fā)出兩個(gè)樂音，這一技術(shù)在西周中晚期達(dá)到頂峰，其代表作是1978年在湖北省隨縣出土的曾侯乙編鐘。中國(guó)也是較早提出管口校正公式的國(guó)家，如晉代曾出現(xiàn)實(shí)際運(yùn)用管口校正原理的荀勖笛律；明代又出現(xiàn)朱載堉保留律管長(zhǎng)度而另辟途徑解決管口校正問題的異徑管律。

19世紀(jì)下半葉，隨著西方聲學(xué)理論著作的傳入，中國(guó)的音樂聲學(xué)開始融入具有現(xiàn)代科學(xué)意義的研究成分。1893年出版《聲學(xué)揭要》除介紹了基本聲學(xué)原理外，還論及樂音和樂器發(fā)聲原理等內(nèi)容，這是國(guó)外現(xiàn)代音樂聲學(xué)理論首次引入中國(guó)。此書由美國(guó)傳教士W.M.赫士口譯，朱葆琛筆述，周文源校訂，書中主要內(nèi)容來(lái)自法國(guó)物理學(xué)家A.加諾所著《初等物理學(xué)》的英譯本。

物理學(xué)家出身的語(yǔ)言學(xué)家、作曲家趙元任在1920年前后從事中國(guó)語(yǔ)言音調(diào)的實(shí)驗(yàn)研究，始創(chuàng)漢語(yǔ)聲調(diào)波形研究方法。由于他自覺地依據(jù)漢語(yǔ)聲調(diào)變化規(guī)律進(jìn)行歌曲創(chuàng)作，使他的作品在演唱者和欣賞者中都受到極大歡迎，一些作品流傳至今仍歷演不衰。劉半農(nóng)是中國(guó)20世紀(jì)初另一位在音樂聲學(xué)領(lǐng)域頗有造詣的語(yǔ)言學(xué)家和音樂學(xué)家。在法國(guó)留學(xué)期間，他用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的“浪紋計(jì)”對(duì)中國(guó)12個(gè)地區(qū)漢語(yǔ)方言的“四聲”進(jìn)行測(cè)算后，首次提出中國(guó)的四聲“只是頻率高低之別”的結(jié)論。他在音樂聲學(xué)方面最著名的研究是用儀器對(duì)天壇所藏中國(guó)古代編鐘和編磬進(jìn)行測(cè)音研究，開實(shí)驗(yàn)律學(xué)之先河。他最早用現(xiàn)代算術(shù)公式解釋了朱載堉的“新法密率”（十二平均律），即：

縱觀20世紀(jì)上半葉，中國(guó)在音樂聲學(xué)研究領(lǐng)域雖有一些成果，但較為零散，有些重要成果多在國(guó)外完成。這種狀況與當(dāng)時(shí)中國(guó)不太穩(wěn)定的社會(huì)局勢(shì)有很大關(guān)系。從20世紀(jì)50年代起，中國(guó)音樂聲學(xué)有了較大發(fā)展。特別是隨著中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所、南京大學(xué)聲學(xué)研究所、中國(guó)藝術(shù)研究院音樂研究所聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室等聲學(xué)研究機(jī)構(gòu)的相繼成立，中國(guó)的音樂聲學(xué)研究進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，并在以下領(lǐng)域出現(xiàn)了較為引人注目的研究成果：

中國(guó)民族樂器在聲音上具有鮮明的民族特征，如何運(yùn)用聲學(xué)理論闡明這些特征，并用以指導(dǎo)民族樂器的改良工作，成為音樂聲學(xué)工作者普遍關(guān)心的問題。在這方面南京大學(xué)聲學(xué)研究所的音頻研究室和中國(guó)藝術(shù)研究院音樂研究所聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室做了大量工作，主要包括二胡、琵琶、中阮、仿唐代樂器、巴烏、揚(yáng)琴、鼓、箜篌、編鐘等各類樂器的音準(zhǔn)、音量檢測(cè)、頻譜分析和音質(zhì)鑒定。這些工作對(duì)民族樂器的改良工作起到了積極推動(dòng)作用。

1978年，曾侯乙編鐘的出土，證實(shí)了中國(guó)商周時(shí)期的編鐘具有“一鐘雙音”的性能特征，聲學(xué)界由此掀起一股研究古代編鐘振動(dòng)模式的熱潮，焦點(diǎn)是解釋為什么在同一個(gè)板振動(dòng)體上能夠發(fā)出2個(gè)獨(dú)立的樂音。這一問題先后由中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所、哈爾濱科技大學(xué)、中國(guó)自然科學(xué)史研究所等單位的學(xué)者給出解釋：古代編鐘的合瓦形結(jié)構(gòu)使之能同時(shí)存在2個(gè)互為抑制的振動(dòng)模式，在此振動(dòng)模式基礎(chǔ)上，通過(guò)鐘匠對(duì)鐘的內(nèi)壁做精心銼磨、調(diào)音，就能實(shí)現(xiàn)一個(gè)鐘體上發(fā)出兩個(gè)相距為三度音程關(guān)系的樂音。因?yàn)橐荤婋p音現(xiàn)象為中國(guó)所特有，所以國(guó)外學(xué)術(shù)界對(duì)中國(guó)同行的研究也予以重視。

中國(guó)提琴制作在國(guó)際上屢次獲獎(jiǎng)，一方面說(shuō)明中國(guó)的提琴制作大師具有世界一流的制作水平，同時(shí)也與他們注重基礎(chǔ)材料聲學(xué)研究緊密相關(guān)，例如中央音樂學(xué)院提琴制作中心自20世紀(jì)90年代就開始利用計(jì)算機(jī)從事木材彈性模量分析研究。

從20世紀(jì)80年代末開始，北京大學(xué)物理系與中國(guó)藝術(shù)研究院音樂研究所視聽技術(shù)實(shí)驗(yàn)室合作開展人耳音樂聽覺心理研究，內(nèi)容包括人耳對(duì)最小音高差的分辨能力、音樂家的音準(zhǔn)感和人耳對(duì)最小音強(qiáng)差分辨能力測(cè)定，主要研究成果為：①對(duì)大多數(shù)音樂家來(lái)說(shuō)，音差分辨閾值為6～8音分；個(gè)體差異中存在的極端值分別為2音分和50音分；②音樂家在中、低音區(qū)對(duì)音高差異具有較強(qiáng)的分辨能力；③后天的聽覺指向性的訓(xùn)練對(duì)人耳的音差分辨能力有一定影響；④多數(shù)音樂家的同一性音準(zhǔn)感具有－10～+10音分的寬容性；⑤多數(shù)音樂家的和聲性音準(zhǔn)感具有－38～+14音分的寬容性；這些研究結(jié)果中，有關(guān)普通人最小音高差分辨能力的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與國(guó)外的一些研究結(jié)果（如美國(guó)心理學(xué)家C.E.西肖爾、德國(guó)科學(xué)家茨維克爾、美國(guó)著名音樂聲學(xué)專家T.D.羅辛等）大致相當(dāng)，對(duì)音樂家音準(zhǔn)感所做的研究則屬于世界領(lǐng)先水平。這些研究成為制定樂器調(diào)音誤差標(biāo)準(zhǔn)的參照數(shù)據(jù),為樂律學(xué)研究和樂器制造提供了理論和實(shí)踐的依據(jù)。

對(duì)動(dòng)態(tài)音樂作測(cè)量分析和統(tǒng)計(jì)有助于人們從客觀角度認(rèn)識(shí)被感知的音樂對(duì)象，這種研究對(duì)不同民族音樂風(fēng)格的比較和民族音樂的律制研究十分有益。從20世紀(jì)60年代開始，中國(guó)藝術(shù)研究院音樂研究所在音樂聲學(xué)家王湘的領(lǐng)導(dǎo)下就開始了這方面研究并持續(xù)至今，不僅積累了對(duì)實(shí)時(shí)音樂進(jìn)行測(cè)量的寶貴經(jīng)驗(yàn)，還為探討中國(guó)各地區(qū)的民間律制風(fēng)格特征、中外音樂音響形態(tài)的比較研究開拓出一種新的研究模式。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，音樂研究所先后研制出多種實(shí)用的計(jì)算機(jī)測(cè)音系統(tǒng)，可以對(duì)嗓音和各種不同類型樂器聲音進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，方便音樂界人士直接操作使用。

南京大學(xué)聲學(xué)研究所的包紫薇教授自20世紀(jì)80年代起帶領(lǐng)研究生在該領(lǐng)域做了大量研究，包括頻帶寬度、頻率不規(guī)則性、聲延遲、錄放場(chǎng)所的頻率不規(guī)則性等因素對(duì)錄音制品“保真度”的影響；如何為電聲器件、錄放音系統(tǒng)、廳堂等硬件的音質(zhì)評(píng)價(jià)遴選合適的音樂節(jié)目源并制訂音質(zhì)主觀評(píng)價(jià)方法的規(guī)范；立體聲節(jié)目聲像定位研究；樂音振動(dòng)的非線性（如分岔、次諧波）聽感研究等。這些研究有助于分析用電聲技術(shù)制造出來(lái)的錄音制品與現(xiàn)場(chǎng)演出之間的差異，進(jìn)而提高電聲音樂制品的聲音質(zhì)量。

中國(guó)藝術(shù)研究院音樂研究所從1992年開始了一項(xiàng)建立中國(guó)民族樂器音色庫(kù)的工程，旨在利用數(shù)字多媒體技術(shù)保護(hù)瀕臨消亡的中國(guó)民族樂器的音色。音色庫(kù)的內(nèi)容包括樂器的各種音響資料（單音、音階、各種演奏技巧、樂曲片段等）、圖片資料和背景文字說(shuō)明，利用光盤介質(zhì)作載體，按數(shù)據(jù)庫(kù)格式存儲(chǔ)和檢索，這項(xiàng)工程對(duì)如何利用高新技術(shù)保護(hù)和利用民族樂器的音響資源起到了示范作用。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代，隨著音樂聲學(xué)在中國(guó)受到重視，各種學(xué)術(shù)研討會(huì)也隨之召開：1990年和1991年，由北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所和中國(guó)藝術(shù)研究院音樂研究所共同在北京舉辦了兩屆音樂物理、音樂心理學(xué)術(shù)研討會(huì)，1992年在北京舉辦了國(guó)際音樂聲學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)，1994年和1997年分別在中國(guó)北京和日本東京舉辦了兩屆中日音樂聲學(xué)研討會(huì)。這些學(xué)術(shù)活動(dòng)對(duì)中國(guó)的音樂聲學(xué)研究起到了很大推動(dòng)作用。香山科學(xué)會(huì)議是中國(guó)科技部和中國(guó)科學(xué)院共同創(chuàng)辦、以研究重大科學(xué)問題為主的會(huì)議平臺(tái)，該平臺(tái)于2011年6月22～23日在北京香山召開了以“音樂聲學(xué)”為主題的學(xué)術(shù)討論會(huì)。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院、音樂學(xué)院和高等院校的40余位科學(xué)界和音樂界專家學(xué)者圍繞樂器材料聲學(xué)、樂器工藝聲學(xué)和音樂感知等議題展開了深入的學(xué)術(shù)交流，對(duì)推動(dòng)中國(guó)21世紀(jì)的音樂聲學(xué)研究、促進(jìn)音樂與科技界的學(xué)術(shù)合作起到了非常重要的作用。

比較中西音樂聲學(xué)的歷史發(fā)展，在理論方面，古代中國(guó)多使用直觀性的表述方式，如使用振動(dòng)體長(zhǎng)度比而不使用頻率比來(lái)表示音程關(guān)系，西方則多使用抽象的表述方式；在思維方式上，中國(guó)常將音樂聲學(xué)與其他學(xué)科（諸如天文、醫(yī)學(xué)、歷法甚至政治）聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行綜合研究，而西方專注聲學(xué)學(xué)科的獨(dú)立性發(fā)展。在實(shí)踐方面，中國(guó)古代文人普遍存在“重道輕器”的傾向，由此造成中國(guó)古代音樂聲學(xué)在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域弱于西方，典型的例證如：朱載堉“新法密率”（即十二平均律）這樣重大理論建樹對(duì)當(dāng)時(shí)的音樂實(shí)踐沒有產(chǎn)生任何影響；相比之下，歐美音樂聲學(xué)研究與音樂實(shí)踐結(jié)合緊密，理論研究成果常對(duì)音樂實(shí)踐產(chǎn)生積極推動(dòng)作用，突出者如中庸全音律推動(dòng)了管風(fēng)琴音樂發(fā)展，室內(nèi)聲學(xué)理論帶來(lái)了音樂廳設(shè)計(jì)的革命，樂音基本性質(zhì)的研究與電子學(xué)的結(jié)合創(chuàng)造了電子樂器和數(shù)字音頻合成與處理技術(shù)等。

音樂聲學(xué)主要研究?jī)?nèi)容包括：音樂聲的基本性質(zhì)；樂器（含嗓音）聲學(xué)；室內(nèi)音樂聲學(xué)；音樂電聲學(xué)。

音樂聲是音樂使用的音響材料的總稱。音樂聲的基本性質(zhì)是音樂聲學(xué)研究中最悠久且最具基礎(chǔ)性的研究科目，內(nèi)容涉及音樂聲的發(fā)生及其傳播規(guī)律；音樂聲的物理屬性與聽感之間的關(guān)系；外界環(huán)境條件對(duì)音樂聲的影響等。

聲音的存在離不開3個(gè)必備條件：振動(dòng)源、傳播介質(zhì)和聽覺系統(tǒng)，音樂聲作為聲音的一個(gè)特殊種類也不例外。當(dāng)物體圍繞一個(gè)位置做往返運(yùn)動(dòng)時(shí)稱為振動(dòng)。振動(dòng)的物體即是振動(dòng)源。維持物體振動(dòng)需要兩個(gè)基本條件：其一是能夠激勵(lì)物體振動(dòng)的裝置，稱激勵(lì)器，其二是能夠維持裝置做功的能量，演奏任何一件樂器都不能缺少這兩個(gè)條件。例如，當(dāng)我們敲鑼打鼓時(shí)，鑼槌和鼓槌便是激勵(lì)器，能量則由演奏者的身體來(lái)提供。一架能自動(dòng)演奏的電子樂器，同樣少不了這兩個(gè)條件：電子振蕩器就是激勵(lì)器，電源提供能量。

從類型上，振動(dòng)可分為周期性振動(dòng)和非周期性振動(dòng)兩大類。如果每經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，物體的振動(dòng)或物理量的振動(dòng)與起始時(shí)完全一樣，即運(yùn)動(dòng)物體的位置、方向、速率、速度的變化率等物理量的大小和變化都一樣，這種振動(dòng)就稱周期振動(dòng)，否則即為非周期振動(dòng)。琴弦和口琴簧片的振動(dòng)，都屬于周期性振動(dòng)。而風(fēng)吹樹葉產(chǎn)生的振動(dòng)，弦樂器拉奏或彈奏時(shí)琴弓或指甲與琴弦剛剛接觸的一剎那的振動(dòng)則屬于非周期性振動(dòng)。音樂聲中既有周期性振動(dòng)，也有非周期振動(dòng)。

為便于展開研究，人們常以簡(jiǎn)諧振動(dòng)作為研究音樂聲的基本振動(dòng)模式，它是一種重復(fù)的、沒有衰減的，周而復(fù)始的正弦或余弦形振動(dòng)，是最簡(jiǎn)單的振動(dòng)形式。數(shù)學(xué)式表示為：x=Asin（ωt+ψ0）或x=Acos（ωt+ψ0）。式中：A稱為振幅；（ωt+φ0）稱為相位，表示各時(shí)刻簡(jiǎn)諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，φ0為初相位，ω稱為角頻率，t稱為時(shí)間。每經(jīng)歷一個(gè)周期t的時(shí)間，簡(jiǎn)諧振動(dòng)就回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。振幅、頻率和相位是簡(jiǎn)諧振動(dòng)的三要素，也是構(gòu)成所有音樂聲復(fù)雜振動(dòng)的三要素。其中，振幅與音強(qiáng)變化有關(guān)，頻率與音高變化有關(guān)，相位與聲像變化有關(guān)。

16世紀(jì)以前，人們以振動(dòng)體（主要是弦或管）的長(zhǎng)度標(biāo)示音的物理高度，用兩個(gè)振動(dòng)體長(zhǎng)度的比值標(biāo)示音程大小。16世紀(jì)以后，歐洲逐漸使用頻率來(lái)計(jì)量物體振動(dòng)的快慢。頻率是每秒鐘物體振動(dòng)的次數(shù)，計(jì)量單位為赫茲，符號(hào)為Hz。它與振動(dòng)周期成倒數(shù)關(guān)系，即：周期=1/頻率。例如，標(biāo)準(zhǔn)音A4的振動(dòng)頻率為440赫茲，其振動(dòng)周期為1/440秒。

振動(dòng)需要通過(guò)一定的介質(zhì)（如氣體、液體或固體）進(jìn)行傳播。振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播被稱為“波”。通常情況下，人類聽覺系統(tǒng)能夠感受到的波動(dòng)在20～20000赫茲的振動(dòng)頻率范圍內(nèi)，因此，稱該范圍內(nèi)的波為“聲波”；低于此范圍的波稱“次聲波”；高于此范圍的波稱“超聲波”。聲波可以在空氣、液體和固體中傳播。在空氣中聲波是縱波。

聲波在傳播過(guò)程中具有兩種重要性質(zhì)：疊加性，即如果有兩種以上的聲波相遇，總的聲波等于各分波的矢量和；干涉性，即當(dāng)兩列或兩列以上相近頻率、固定相位差的聲波在空間共存時(shí)，產(chǎn)生的振幅相互加強(qiáng)或相互減弱的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象直接導(dǎo)致“拍音”的出現(xiàn)。

聲波的傳播與光波相似，有反射、折射、散射、透射和衍射幾種形式。在設(shè)計(jì)音樂廳、錄音棚和音樂多功能廳等音樂場(chǎng)所時(shí)要充分考慮這些因素。幾種傳播形式中，聲波折射現(xiàn)象在音樂創(chuàng)作中常被應(yīng)用。聲波在傳播過(guò)程中遇到剛性界面時(shí)（如鋼板、水泥墻）會(huì)產(chǎn)生反射，而遇到非剛性界面時(shí)（如水），由于聲速的改變會(huì)導(dǎo)致聲波發(fā)生折射。

聲波折射會(huì)導(dǎo)致音高的變化。音樂中利用折射原理的例子有中國(guó)旅美作曲家譚盾的作品《永恒的水》協(xié)奏曲：樂手在敲擊鑼的過(guò)程中不斷將鑼放置水中再提出，結(jié)果銅鑼的音高和音色都發(fā)生了變化。這是因?yàn)殍尩恼癫ㄔ诳諝狻諝獾慕橘|(zhì)轉(zhuǎn)換中聲波發(fā)生了折射。此時(shí)雖然鑼的振動(dòng)波長(zhǎng)沒發(fā)生變化，但在介質(zhì)轉(zhuǎn)換過(guò)程中聲速發(fā)生了改變，根據(jù)公式：頻率＝聲速/波長(zhǎng)，因此鑼的振動(dòng)頻率也就發(fā)生了變化。至于音色的變化，則是由于介質(zhì)密度的變化改變了振動(dòng)物體的阻尼系數(shù)，使鑼的泛音成分（即頻譜）發(fā)生了改變所致。

當(dāng)振源在振動(dòng)過(guò)程中發(fā)生位移時(shí)，也會(huì)發(fā)生音高變化，此現(xiàn)象稱“多普勒效應(yīng)”。其原理是因?yàn)檎裨磁c波的接收者之間由于位移導(dǎo)致接收者所接收到的振動(dòng)頻率（或波長(zhǎng)）在瞬間發(fā)生改變所致。

當(dāng)波源與接收者之間做相向運(yùn)動(dòng)即相互靠近時(shí)，接收者接收到的波長(zhǎng)在瞬間變短，此時(shí)聽者聽起來(lái)聲音在升高；當(dāng)波源與接收者之間做反向運(yùn)動(dòng)即相互遠(yuǎn)離時(shí)，聽者又會(huì)感到聲音變低。生活中的例子如聽疾駛而來(lái)的火車?guó)Q笛聲，先是升高，然后隨火車駛?cè)ザ档?。音樂中使用多普勒效?yīng)的例子有譚盾的《臥虎藏龍》協(xié)奏曲。

人類聽覺系統(tǒng)是將振動(dòng)轉(zhuǎn)換為聲音感知的重要器官，沒有它人就聽不到聲音。當(dāng)振動(dòng)以波的形式被人類聽覺系統(tǒng)接收、分析、轉(zhuǎn)換為生物電信號(hào)并傳遞到大腦中控制聲音的相應(yīng)部分之后，人才會(huì)有“聲音”的感覺。此過(guò)程如下圖所示：

人的聽覺系統(tǒng)包括外耳、中耳、內(nèi)耳和大腦聽感神經(jīng)，構(gòu)造復(fù)雜，許多器官的機(jī)能仍待查清。良好的聽覺系統(tǒng)是感受音樂的基本條件，與正常人相比，失聰或聽力低下者感受音樂的能力極為有限。事實(shí)證明，如果僅僅外耳和中耳受損，但內(nèi)耳和大腦聽覺神經(jīng)尚健全，仍然可以通過(guò)助聽器或者固體傳導(dǎo)來(lái)感受聲音。例如德國(guó)作曲家L.van貝多芬在耳朵失聰以后，用牙咬住指揮棒，將另一端接觸到鋼琴的音板上，這樣，琴弦振動(dòng)便可以通過(guò)音板、指揮棒、牙齒、顱骨和耳蝸直接傳至內(nèi)耳神經(jīng)和大腦，最終完成音樂的聽辨過(guò)程。然而與正常聽覺相比，僅用骨傳導(dǎo)會(huì)損失許多音樂聲的細(xì)節(jié)。

大多數(shù)物體在振動(dòng)時(shí)，除了存在整體振動(dòng)外，還伴隨有不同部位的局部振動(dòng)。一般把物體做整體振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲音稱為“基音”，局部振動(dòng)產(chǎn)生的聲音稱為“泛音”。通常情況基音能量最強(qiáng)，會(huì)決定一個(gè)樂音的主觀音高。但有些樂器由于共鳴體較小，不能匹配基音的振動(dòng)頻率，導(dǎo)致基音聽起來(lái)很弱。典型的例子如二胡、鋼琴的低音區(qū)。

聲音可根據(jù)其所包含泛音的情況而分為“純音”和“復(fù)合音”。前者聲音中只含有基音振動(dòng)成分，例如我們校音用的音叉所發(fā)出的聲音就是純音；后者聲音中既有基音又有泛音。一般而言，所有樂器（包括人聲）發(fā)出的聲音都是復(fù)合音?！邦l譜”是指聲音中所含泛音的數(shù)量及各個(gè)泛音在強(qiáng)度上的相對(duì)關(guān)系。通常情況下，不同種類的樂器頻譜各不相同，由此導(dǎo)致其音色也不同。除頻譜外，另一個(gè)對(duì)音色有重要影響的因素是振動(dòng)波形的包絡(luò)，任何振波都有一個(gè)從始振到衰減的過(guò)程，包絡(luò)即是從時(shí)間角度對(duì)這一強(qiáng)度變化所做的描述。對(duì)音色而言，包絡(luò)的起始(俗稱“音頭”)和結(jié)束(俗稱“音尾”)兩個(gè)部分最重要，盡管此過(guò)程非常短暫，而且?guī)缀醵际窃胍舫煞?，但?duì)樂器的識(shí)別起著重要作用。有人曾做過(guò)實(shí)驗(yàn)，把小提琴音響中的起始瞬態(tài)過(guò)程去掉，其結(jié)果聽起來(lái)很像管風(fēng)琴的音響。許多電子樂器在模仿自然樂器時(shí)，由于只注意對(duì)頻譜的模仿，忽略了起始瞬態(tài)過(guò)程，因而聽起來(lái)不真實(shí)。

“樂音”和“噪音”是音樂聲的兩大組成部分?；诓煌瑢W(xué)科角度對(duì)樂音和噪音有不同的定義。樂理教科書常用的定義來(lái)自物理聲學(xué)：“樂音是由周期性振動(dòng)引起、在聽感上有明確高度的聲音；噪音是由非周期性振動(dòng)引起、在聽感上沒有明確高度的聲音?！睋?jù)此，早期的樂理教科書將有音高樂器發(fā)出的聲音歸為樂音，而將大多數(shù)打擊樂器發(fā)出的聲音歸為噪音。但是近代聲學(xué)研究證明，音樂中極少使用純粹的樂音或噪音，絕大多數(shù)音樂中都同時(shí)包含樂音和噪音兩種成分，只是比例不同而已。例如，小提琴發(fā)出的聲音中，除了琴弦振動(dòng)發(fā)出的樂音外，還包含著琴弓擦弦產(chǎn)生的噪音，而這種噪音成分正是判別小提琴音色和各種演奏弓法的重要標(biāo)志，如將其去掉，人們根本聽不出是小提琴聲音。在噪聲占主導(dǎo)地位的樂器中，如大鼓，其聲音中也有一定的樂音成分，從而使我們能區(qū)分鼓聲的高低。

音樂聲的物理刺激量與聽感之間的關(guān)系是音樂聲基本性質(zhì)研究的另一個(gè)重要領(lǐng)域。所有樂音在聽感上都具有音高、音強(qiáng)、音色和音長(zhǎng)4種屬性，稱為樂音四要素。噪音只有音色、音強(qiáng)和音長(zhǎng)的屬性，但沒有確定的音高感，有些噪音類樂器具有音區(qū)的歸屬感，如木魚也有高、中、低音之分。科學(xué)家經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)認(rèn)定：決定音高感覺的物理量主要是振動(dòng)頻率，頻率越高，聲音感覺越高，此外，聲壓、頻譜、包絡(luò)和時(shí)間也對(duì)音高感覺有輕微的影響；決定音強(qiáng)感覺的物理量主要是聲壓，由于人耳對(duì)聲壓感覺的變化范圍很大，為100萬(wàn)倍，且人對(duì)聲音強(qiáng)弱的感覺與聲壓值的對(duì)數(shù)值成一定比例關(guān)系，為方便起見，聲學(xué)界就使用“聲壓級(jí)”這個(gè)物理量來(lái)表示聲音的強(qiáng)弱，它是將某聲壓值（p）與基準(zhǔn)聲壓（p₀）之比的常用對(duì)數(shù)乘以20，即：20log₁₀（p/p₀）。其單位為分貝，用字母dB來(lái)表示，聲壓級(jí)越高，聲音聽起來(lái)越強(qiáng)，此外，頻率、頻譜、包絡(luò)和時(shí)間也對(duì)音強(qiáng)感覺有輕微影響；決定音色的物理量主要是聲波中泛音成分的構(gòu)成，即頻譜，同時(shí)也受到來(lái)自包絡(luò)、聲壓、頻率和時(shí)間的影響；決定音長(zhǎng)感覺的物理量主要是時(shí)間，同時(shí)也受到來(lái)自聲壓、頻譜和頻率的影響；樂音四要素與物理量之間的相互關(guān)系見附表。

1935年，美國(guó)科學(xué)家S.史蒂文斯用實(shí)驗(yàn)證明了聲壓變化對(duì)音高感覺會(huì)產(chǎn)生影響：他用純音作測(cè)試信號(hào)，當(dāng)強(qiáng)度從40增加到90分貝時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于一個(gè)全音(200音分)的音高變化。其規(guī)律是隨著強(qiáng)度的增加，低頻音會(huì)變得更低，高頻音會(huì)變得更高，中頻(1000～2000赫茲)只有微小變化，人們有時(shí)稱此為“史蒂文斯定律”。后人在對(duì)史氏定律作驗(yàn)證工作時(shí)發(fā)現(xiàn)：如果用復(fù)合音作測(cè)試，其音高變化幅度要小一些。下圖是德國(guó)科學(xué)家E.特爾哈特1979年對(duì)15位參試者測(cè)試所得結(jié)果。

人耳對(duì)振動(dòng)頻率和聲壓級(jí)的感受有一定限度，音樂常用基音頻率范圍在27～4186赫茲(即一架普通鋼琴的音域)之間。加上泛音可達(dá)16000赫茲。超出此范圍的樂音，其音高已不能被人耳清晰判別。語(yǔ)言聲的基音頻率范圍比音樂窄，一般在 100～800赫茲范圍內(nèi)。人耳對(duì)聲壓級(jí)的感受能力在0～120分貝，音樂聲一般在25～100分貝。音樂聲的音強(qiáng)和音高范圍見下圖。

人耳對(duì)音樂聲的感覺符合德國(guó)物理學(xué)家的G.T.費(fèi)希納提出的客觀刺激量與主觀感覺量之間的相互關(guān)系，即S＝KlogR。式中，S表示主觀感覺量，K表示一個(gè)常數(shù)，R表示客觀刺激量。該定律揭示了主觀量與客觀量之間存在一種對(duì)數(shù)關(guān)系。后人通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種對(duì)數(shù)關(guān)系只適合于中庸音區(qū)，在極高或極低音區(qū)會(huì)出現(xiàn)一定偏離。譬如在音高感覺上，人耳對(duì)極高音區(qū)的音準(zhǔn)有偏高的要求，對(duì)極低音區(qū)的音準(zhǔn)有偏低的要求。這一點(diǎn)在鋼琴的實(shí)測(cè)音高上得到了驗(yàn)證。如下圖所示，在鋼琴中音區(qū)，實(shí)測(cè)音高基本符合十二平均律的音準(zhǔn)要求，隨著向兩端音區(qū)擴(kuò)展，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)逐漸偏離基準(zhǔn)線。在極高的音區(qū)，其音高偏高了約30多音分，而極低音區(qū)則偏低了約30多音分（圖中虛線是對(duì)每個(gè)琴鍵實(shí)測(cè)結(jié)果，實(shí)線是對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)平均化后的結(jié)果）。

在音量感知方面，人耳對(duì)中音區(qū)的聲音最為敏感，高音區(qū)次之，低音區(qū)最遲鈍?？茖W(xué)家據(jù)此制定出“人耳等響曲線圖”。如下圖所示，人耳對(duì)大約500～7000赫茲（相當(dāng)于b¹—a⁵）音區(qū)的聲音最為敏銳，超出此音區(qū)，則必須提升音量才能達(dá)到與中音區(qū)聽感相仿的程度。譬如，若讓處于低音區(qū)的B（大字組B）聽起來(lái)與b¹（小字1組b）一樣響，B音需要提高15分貝，如再低一個(gè)八度，則需要提高30分貝。由于主觀量與客觀量在極端音區(qū)不呈嚴(yán)格的對(duì)數(shù)關(guān)系，因此對(duì)實(shí)際音樂音響進(jìn)行分析時(shí)尚不能完全照搬費(fèi)希納的公式。

樂器聲學(xué)是從聲學(xué)角度探討各種樂器的發(fā)聲機(jī)理，并對(duì)其音響性能的改善進(jìn)行研究。從聲學(xué)角度看，完備的樂器應(yīng)包含4個(gè)部分：①始振體，即產(chǎn)生振動(dòng)的物體，如弦樂器的琴弦、木管樂器的簧片、作用于銅管樂器的人的嘴唇等；②激勵(lì)體，即能夠激發(fā)振動(dòng)的物體，如弦樂器的琴弓、鋼琴的琴棰、歌唱者胸腔中的氣流等；③共鳴體，即擴(kuò)大始振體音量的物體，如弦樂器的琴箱、管風(fēng)琴的共鳴管、歌唱者的胸腔和口腔等；有些樂器的共鳴體同時(shí)還具耦合作用，即對(duì)發(fā)聲體的音高起調(diào)節(jié)作用，如一些木管樂器的管、木琴和鐘琴下面的共鳴管等；④調(diào)控裝置，即對(duì)樂器的音響和演奏性能加以控制的裝置，如鋼琴的擊鍵和止音裝置、管樂器的按鍵、手風(fēng)琴的風(fēng)箱等。有些打擊樂器只有始振體和激勵(lì)體，例如鑼、镲、小型木琴、拍板等，因?yàn)槠湟羯鸵舾咴诔鰪S前已定制好。上述4個(gè)部分中的任何部分發(fā)生變化，都會(huì)影響該樂器的音響性能。對(duì)現(xiàn)存樂器實(shí)施改良工作的實(shí)質(zhì)就是對(duì)上述4個(gè)部分中的某些部分進(jìn)行改動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)樂器音響和操作性能的優(yōu)化。一般而言，樂器的始振體的性狀會(huì)直接影響樂器音高和音色，樂器激勵(lì)體和共鳴體的性狀對(duì)樂器音色有重要影響，樂器調(diào)控裝置對(duì)樂器音色、音域、音準(zhǔn)和操作性能都產(chǎn)生影響。

所有樂器始振體的物理性狀可歸為6類：弦振動(dòng)、空氣柱振動(dòng)、棒振動(dòng)、膜振動(dòng)、板振動(dòng)和電子振蕩器振動(dòng)。不同始振體的振動(dòng)模式與其材料特性密切相關(guān)，相對(duì)而言，弦、空氣柱和電子振蕩器的振動(dòng)模式較為簡(jiǎn)單，其他幾種振動(dòng)模式較為復(fù)雜。掌握不同振體發(fā)音的頻率公式有助于解決樂器設(shè)計(jì)和改良中出現(xiàn)的音準(zhǔn)問題，以下是幾種常用的頻率計(jì)算公式。

弦振動(dòng)的頻率公式：

空氣柱振動(dòng)的頻率公式為：

棒振動(dòng)的頻率公式為：

膜振動(dòng)的頻率公式為：

板的振動(dòng)模式可視為棒振動(dòng)的平面擴(kuò)大，其頻率變化公式比較復(fù)雜。以周邊鉗定的板為例，其基頻公式為：

從樂器發(fā)聲結(jié)構(gòu)角度看，歌唱發(fā)聲機(jī)理最為復(fù)雜，其可類比為氣鳴樂器中的簧管樂器：氣流為激勵(lì)體，聲帶為始振體，咽腔、頭腔和胸腔為共鳴體，與歌唱相關(guān)的所有神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉組織是調(diào)控裝置。下圖左為發(fā)聲器官的生理結(jié)構(gòu)，右為發(fā)聲機(jī)理示意圖。

如圖所示，可視為一對(duì)自由振動(dòng)的簧片。不歌唱時(shí)，聲帶處于放松狀態(tài)，聲門打開，空氣上下自由流通；歌唱時(shí)，喉肌收縮，兩片聲帶被拉緊，當(dāng)氣流從中間穿過(guò)時(shí)聲帶振動(dòng)發(fā)聲。同簧管樂器一樣，聲帶本身振動(dòng)的聲音必須與共鳴腔體發(fā)生耦合后才能轉(zhuǎn)換為悅耳的聲音?？茖W(xué)歌唱方法，一般指通過(guò)訓(xùn)練讓聲帶的振動(dòng)能輕松地與共鳴腔體產(chǎn)生耦合，由此減輕聲帶本身的“做功”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)聲帶、持久歌唱的目的。

嗓音樂器有時(shí)可以運(yùn)用特殊技巧，在歌唱的同時(shí)還吹奏某一件樂器，產(chǎn)生多聲部重奏的特殊效果。因?yàn)闅庀⒌耐ㄟ^(guò)，在激發(fā)邊棱音、雙唇、簧片振動(dòng)的同時(shí)，并不影響激發(fā)聲帶振動(dòng)。這種特殊的音響結(jié)合，從聲學(xué)的角度講，是聲波的重疊。在這個(gè)重疊的過(guò)程中，嗓音通過(guò)另一空氣柱(管樂器)而再耦合，出現(xiàn)了十分復(fù)雜的聲波合成現(xiàn)象。兩個(gè)波在相位一致時(shí)，產(chǎn)生共振，高次泛音互相補(bǔ)充，音色互相靠攏，效果獨(dú)特。中國(guó)民間樂器演奏中就有這樣演奏的例子，例如管子演奏者在吹奏時(shí)，同時(shí)哼唱，發(fā)出一種類似喉聲的合成音；嗩吶卡戲時(shí)，同時(shí)嗓音發(fā)聲，使模仿惟妙惟肖。西洋銅管樂器也經(jīng)常使用嗓音與樂器同時(shí)發(fā)聲以獲得雙音效果的技巧。例如，德國(guó)作曲家C.M.von韋伯在其1815年創(chuàng)作的《e小調(diào)圓號(hào)協(xié)奏曲》中的華彩段落，要求演奏者同時(shí)發(fā)兩個(gè)音，一個(gè)由圓號(hào)發(fā)出，另一個(gè)由演奏者唱出。瑞典現(xiàn)代作曲家兼長(zhǎng)號(hào)演奏家F.拉貝在其長(zhǎng)號(hào)獨(dú)奏作品《巴斯塔》(Basta)中，也有兩聲部同時(shí)演奏的精彩段落，為許多長(zhǎng)號(hào)演奏家所愛。

人們總是習(xí)慣在特定的環(huán)境中聆聽特定的音樂，例如，江南絲竹適合在小型的合奏廳來(lái)欣賞，而激越的軍樂隊(duì)總是在開闊的空間進(jìn)行演奏。如果將二者的音響空間倒置，其效果必然大相徑庭。室內(nèi)音樂聲學(xué)主要研究的問題就是音樂聲在各種不同空間環(huán)境中傳播的聽覺效果，所關(guān)注的基本問題包括：①室內(nèi)聲的基本組成，包括直達(dá)聲(即從聲源發(fā)出并到達(dá)室內(nèi)各處的聲波)和各種形式的反射聲(即從室內(nèi)各處反射回來(lái)的聲波)；②室內(nèi)聲場(chǎng)及其建立過(guò)程，包括聲的衰減，室內(nèi)聲場(chǎng)分布等；③描述室內(nèi)聲場(chǎng)的物理量，包括聲強(qiáng)、混響時(shí)間、聲能比、房間常數(shù)、混響半徑等聲學(xué)量；④影響室內(nèi)聲場(chǎng)的因素，包括房間的大小、形狀，壁面材料吸聲系數(shù)、聲源位置和強(qiáng)度，室外、室內(nèi)噪聲和隔聲等；⑤研究室內(nèi)聲場(chǎng)的方法，包括分析法、統(tǒng)計(jì)（能量）法、幾何（聲線）法、計(jì)算機(jī)模擬法等；⑥不同用途室內(nèi)聲場(chǎng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，如音樂廳、歌劇院、電影院、錄音演播室，還有小型家庭音響中心等；⑦對(duì)應(yīng)于聲場(chǎng)物理量的聽感的主觀心理量，如響度、音色、空間感、清晰度、可懂度等。

室內(nèi)音樂聲學(xué)研究中最為關(guān)注的是各種各樣反射聲的存在，特別是30毫秒內(nèi)的早期反射聲和混響聲。1951年提出的哈斯效應(yīng)理論，指出早期反射聲對(duì)響度、明晰度、豐滿度、明亮感等都有影響。進(jìn)一步的研究表明，早期反射聲中的側(cè)向反射聲對(duì)主觀聽感有很大影響。它的時(shí)間分布影響空間感和音色。如果側(cè)向反射聲的低頻成分強(qiáng)，則有較好的空間感，而側(cè)向聲的高、低頻成分之比則會(huì)影響音色。聽音環(huán)境的聲場(chǎng)狀況與空間尺寸的長(zhǎng)、寬、高有關(guān)，基本設(shè)計(jì)要求是三者之比以無(wú)理數(shù)為好，不要整數(shù)，以避免產(chǎn)生聲音“染色”，即對(duì)某一頻率段的聲音反射過(guò)強(qiáng)?？茖W(xué)家經(jīng)常推薦的音樂空間的長(zhǎng)、寬、高比例是1.618∶1∶0.618（黃金分割比例）和1∶

混響時(shí)間是室內(nèi)音樂聲學(xué)非常重要的一個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)。其定義是指當(dāng)聲源停止發(fā)聲后聲場(chǎng)中的聲能密度衰減60分貝所需要的時(shí)間，記作T₆₀。衰減60分貝就是能量變?yōu)槌跏嫉?/10⁶（百萬(wàn)分之一）美國(guó)建筑聲學(xué)專家W.C.賽賓在1900年提出了計(jì)算混響時(shí)間的賽賓公式，即：

一般而言，錄音室或播音室的混響時(shí)間要短些，中頻大多控制在1秒鐘以內(nèi)。廳堂的混響時(shí)間可以長(zhǎng)些。音樂廳的混響時(shí)間一般接近或超過(guò)2秒。如美國(guó)波士頓音樂廳的中頻混響時(shí)間為1.82秒，日本大阪交響樂音樂廳的中頻混響時(shí)間為2秒，中國(guó)北京音樂廳的中頻混響時(shí)間為1.4秒。是否有足夠的空間尺寸也是影響音樂廳音質(zhì)的重要因素之一。好的音樂廳一般天花板較高，以保證其容積量較大。例如維也納“金色大廳”，由于其天花板較高，體積窄長(zhǎng)，從而保證了早期反射聲特別是側(cè)向反射聲豐富，廳內(nèi)的許多雕刻、掛燈等裝飾對(duì)聲音起到了良好的擴(kuò)散作用，減少了回聲等不良的效果，特別適合聆聽中型交響樂隊(duì)的作品。

現(xiàn)代音樂空間環(huán)境的設(shè)計(jì)原則，是以追求最佳音樂音響效果為中心。不同用途的音樂廳堂有不同的室內(nèi)聲場(chǎng)指標(biāo)，但有一些要求是共同的，要點(diǎn)如各處的響度要比較均勻、清晰。既不能存在“焦點(diǎn)”，也不能有“盲點(diǎn)”（聲陰影），即不能讓有些地方的聲音聽起來(lái)比其他地方響，或比其他地方弱；要注意彌補(bǔ)自然聲場(chǎng)的缺陷和不足。即在廳堂先天音響條件不佳的情況下能夠改變音響效果，控制聲場(chǎng)分布，以達(dá)到聲場(chǎng)均勻、改善聽感的目的；要能夠營(yíng)造出特定的聲場(chǎng)，并可以隨意調(diào)控。通常情況下是采用電子控制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)；對(duì)各頻段的聲音都有較均衡，或按要求優(yōu)化的反射，不使某些頻率的聲音過(guò)于突出，盡量減少環(huán)境噪聲，使聽眾能聽清低音量的聲響和細(xì)微的變化。

音樂聲學(xué)工作者在評(píng)價(jià)音樂廳的音響效果時(shí)需要使用規(guī)范的術(shù)語(yǔ)。美國(guó)建筑聲學(xué)家L.L.尼克于1962年提出使用18種術(shù)語(yǔ)對(duì)音樂廳的聲音效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以下是其中較為重要的8種：①親近感，好像在一間小房間里面聽音樂的演奏，直達(dá)聲與第一反射聲之間小于20毫秒。②生動(dòng)感，主要取決于中高頻的混響時(shí)間，混響時(shí)間不足將導(dǎo)致音樂顯得比較“干”。③溫暖感，主要取決于豐滿的低音。對(duì)于250赫茲以下頻段，其混響時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)于中高頻段。④清晰度，高質(zhì)量音樂廳的空間不能太大，否則不可能有足夠的直達(dá)聲。⑤混響聲強(qiáng)度，主要取決于混響的時(shí)間和聲源的強(qiáng)度。⑥均勻度，主要取決于聲場(chǎng)中是否有充分的散射，應(yīng)避免存在聲聚焦或聲陰影。⑦利于合奏，讓演奏員相互間能夠聽到對(duì)方演奏的聲音，以利于默契配合。⑧低噪聲，環(huán)境本底噪聲應(yīng)小于20分貝。

室內(nèi)音樂聲學(xué)研究涉及的相鄰技術(shù)領(lǐng)域包括擴(kuò)音技術(shù)、錄音技術(shù)、隔聲技術(shù)、噪聲學(xué)和聽覺心理學(xué)等。

音樂電聲學(xué)所關(guān)注的問題存在于普通電聲學(xué)中那些與音樂密切相關(guān)的領(lǐng)域。電聲學(xué)的基本問題可概括為：換能問題，即聲→電→聲之間的能量轉(zhuǎn)換；信號(hào)調(diào)制問題，即聲音信號(hào)變成電信號(hào)以后的加工處理；電聲與聽覺的關(guān)系問題，即如何使電聲適合聽覺的需要。出于人耳對(duì)音樂聲的質(zhì)量要求較為苛刻的緣故，音樂電聲學(xué)在整個(gè)電聲學(xué)中占有相當(dāng)重要的地位，許多電聲學(xué)領(lǐng)域的前沿問題常常首先從音樂電聲學(xué)提出。

音樂電聲學(xué)本身可分為基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用技術(shù)兩大層面，前者涵蓋范圍極為廣泛，因?yàn)楝F(xiàn)代音樂聲學(xué)研究本身離不開各種各樣的電聲裝置，所以音樂電聲學(xué)的基礎(chǔ)理論實(shí)際上已構(gòu)成音樂聲學(xué)分支學(xué)科發(fā)展的重要基礎(chǔ)，例如聲音調(diào)制理論對(duì)電子樂器聲學(xué)的影響、混響時(shí)間理論對(duì)室內(nèi)音樂聲學(xué)的影響、傅里葉變換理論對(duì)音樂測(cè)量學(xué)的影響等。與此同時(shí)，一些基礎(chǔ)性學(xué)科，諸如聽覺心理學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)和電磁學(xué)等領(lǐng)域的研究成果，也對(duì)音樂電聲學(xué)的基礎(chǔ)理論發(fā)展產(chǎn)生積極推動(dòng)作用。20世紀(jì)下半葉，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)蓬勃發(fā)展，音樂電聲學(xué)基礎(chǔ)理論研究熱點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移到音樂音頻識(shí)別、數(shù)字合成、壓縮、加密與網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确矫?，理論研究與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合越來(lái)越緊密，理論向市場(chǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)化周期也在不斷縮短。

對(duì)于音樂工作者來(lái)說(shuō)，對(duì)音樂電聲學(xué)最直接的感受和了解主要體現(xiàn)在兩個(gè)領(lǐng)域：音樂錄制與重放，以及電子音樂制作技術(shù)。

音樂錄制與重放技術(shù)研究的核心問題，是如何能夠?qū)⒁魳仿曧懲暾?、持久地保存，并能方便、逼真地重現(xiàn)。T.A.愛迪生1871年發(fā)明了電唱機(jī)，標(biāo)志著人們追求完美地記錄和播放音樂聲的開始。1881年法國(guó)發(fā)明家C.阿代爾用2個(gè)麥克風(fēng)放在聲源的兩邊拾音，開立體聲錄音之先河。1898年丹麥人V.波爾森（又譯浦耳生）發(fā)明磁性錄音技術(shù)，并于1900年在巴黎的展覽會(huì)上展出了自己的鋼絲錄音機(jī)。1931年由英國(guó)工程師研制出立體聲音樂唱片。1935年，德國(guó)的德律風(fēng)根公司和法班公司發(fā)明了磁帶錄音機(jī)，使用的是涂有磁性二氧化鐵的紙基錄音帶。1948年慢轉(zhuǎn)密紋立體聲唱片問世。1962年荷蘭飛利浦公司研制成功卡式磁帶錄音機(jī)。1980年，荷蘭飛利浦與日本索尼兩家公司共同開發(fā)出小型激光音頻光盤，簡(jiǎn)稱CD，成為高品質(zhì)音樂音響的代名詞。1987年索尼公司推出數(shù)碼錄音機(jī)和數(shù)字音頻磁帶（英文縮寫DAT），可錄制高質(zhì)量的音樂達(dá)數(shù)小時(shí)，成為音樂家采集高質(zhì)量音樂素材的便利工具。1991年索尼公司又以接近CD音質(zhì)為目標(biāo)，推出更為低廉的小型數(shù)碼錄放機(jī)MD（迷你磁盤的縮寫）。1996年，隨著計(jì)算機(jī)音頻壓縮技術(shù)MP3（motion picture experts group 1，audio layer 3的縮寫）的問世，MP3錄放機(jī)開始流行，其最大優(yōu)勢(shì)是能長(zhǎng)時(shí)間錄制音樂達(dá)數(shù)十小時(shí)，同時(shí)還能保證音樂不失基本音質(zhì)。

電子音樂制作技術(shù)的核心，是用電子發(fā)聲取代自然樂器的聲音制作音樂。這種技術(shù)可以讓作曲者直接控制音樂的產(chǎn)生，因此對(duì)喜歡音樂創(chuàng)作的人最具吸引力，但同時(shí)也對(duì)所有作曲家提出了音樂聲學(xué)技術(shù)方面的要求。電子音樂制作技術(shù)中包含著三種核心技術(shù)，即聲音合成技術(shù)、發(fā)聲控制技術(shù)和后期效果處理技術(shù)。

聲音合成技術(shù)源于美國(guó)。19世紀(jì)末，美國(guó)電器工程師T.卡希爾發(fā)明了世界上第一架電子樂器。當(dāng)時(shí)的專利證書將其形容為一個(gè)“利用一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁發(fā)聲器產(chǎn)生簡(jiǎn)單波形的樂器”。卡希爾后來(lái)花了大量時(shí)間來(lái)完善它。為了讓樂器發(fā)出復(fù)雜的波形，卡希爾用一個(gè)電子混音器將每個(gè)音響發(fā)生器產(chǎn)生的波形組合起來(lái)。當(dāng)時(shí)這架電子樂器體積極為龐大，為了將其從位于馬薩諸塞州的實(shí)驗(yàn)室運(yùn)到紐約竟動(dòng)用了12節(jié)火車。20世紀(jì)30年代，蘇聯(lián)物理學(xué)家L.S.特萊明發(fā)明了一種獨(dú)特的、可以演奏各種不同形式音階的電子樂器。它在發(fā)聲控制方面的獨(dú)特之處，在于演奏者在演奏過(guò)程中并不接觸樂器，而是通過(guò)變換手與樂器之間的距離來(lái)改變音高。

隨著磁帶錄音技術(shù)推向世界，音樂家利用它創(chuàng)作的電子音樂震驚了整個(gè)音樂界。20世紀(jì)50年代，在當(dāng)時(shí)的聯(lián)邦德國(guó)WDR錄音棚，作家曲K.施托克豪森與G.M.柯尼希醉心于電子振蕩器產(chǎn)生的純凈的電子聲響。相形之下，法國(guó)音樂家則更喜歡利用麥克風(fēng)從豐富的自然界獲取聲音來(lái)創(chuàng)作他們的具體音樂。限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，創(chuàng)作電子音樂需要大量手工勞動(dòng)。為了產(chǎn)生一個(gè)音，人們首先要從調(diào)整振蕩器生成所需的振動(dòng)頻率，或許還要借助一個(gè)濾波器，然后將這個(gè)音錄在磁帶上。為了把每個(gè)音連接起來(lái)成為一首樂曲，人們要反復(fù)地操作錄音機(jī)。人們迫切需求一種能自動(dòng)完成這些繁雜工作的程序控制系統(tǒng)。法國(guó)人E.庫(kù)普勒和J.吉弗萊在1929年制造了一臺(tái)可以自動(dòng)演奏的電子樂器，這是一臺(tái)由穿孔紙帶控制的電子管合成器。1955年，由H.F.奧爾森和H.貝拉爾研制的馬克Ⅰ型音響合成器問世，體積占滿一個(gè)房間。這臺(tái)合成器也是用穿孔紙帶控制，用今天的技術(shù)看，其讀寫裝置繁雜且不可靠。盡管如此，一些作曲家仍然努力熟悉它。M.巴比特用這種合成器完成的作品《為合成器而作的合奏》和《夜鶯》影響很大。

20世紀(jì)60年代，模塊式壓控合成器在美國(guó)問世，這是一種通過(guò)電壓控制波形變化來(lái)產(chǎn)生各種聲響的電子樂器。最有商業(yè)價(jià)值的當(dāng)屬穆格牌合成器（R.穆格研制），W.卡洛斯曾因用它制作了音樂《接通巴赫》而聲名大震，對(duì)當(dāng)時(shí)的雅、俗音樂文化都產(chǎn)生了巨大影響。第一架數(shù)字合成器的研制工作是M.V.馬修斯和他的同事于20世紀(jì)50年代在位于新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。借助大型計(jì)算機(jī)，他們編制了音響合成軟件《音樂Ⅰ》至《音樂Ⅴ》。其中《音樂Ⅳ》和《音樂Ⅴ》至今依然作為其他音樂N系列軟件的核心模塊在使用。1963年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家J.凱利和C.洛赫鮑姆用計(jì)算機(jī)創(chuàng)作出了小曲《二人自行車》，這是人們首次嘗試把聲音合成、發(fā)聲控制和聲音記錄3種技術(shù)在一種電子裝置上加以實(shí)現(xiàn)，這也意味著計(jì)算機(jī)音樂時(shí)代的到來(lái)。

20世紀(jì)70年代早期，由于計(jì)算機(jī)的龐大和昂貴，利用計(jì)算機(jī)作曲的人寥寥無(wú)幾。直到70年代中期，人們才能在體積相對(duì)較小、價(jià)格相對(duì)較便宜的小型計(jì)算機(jī)上合成音響。在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生的groove是這種系統(tǒng)的典范。而hybrid系統(tǒng)則最早嘗試用音樂家熟悉的界面（音樂符號(hào)、按鈕、旋鈕、推桿、鍵盤等）讓人與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生互動(dòng)。

20世紀(jì)80年代，聲音合成方面的主要成就體現(xiàn)在對(duì)傳統(tǒng)樂器的模擬方面——聲音更加逼真。法國(guó)蓬皮杜藝術(shù)中心研制的圣歌系統(tǒng)（chant）是這方面的杰出代表。法國(guó)前總統(tǒng)G.蓬皮杜的夫人當(dāng)年曾被圣歌系統(tǒng)發(fā)出的逼真的演唱效果所折服，當(dāng)時(shí)這套系統(tǒng)在一架鋼琴伴奏下演唱了W.A.莫扎特歌劇《魔笛》中一段詠嘆調(diào)。

電子音樂制作技術(shù)在20世紀(jì)80年代有了加速發(fā)展，這主要得益于電子音樂硬件設(shè)備的普及和相關(guān)技術(shù)協(xié)議的誕生。1981年低價(jià)位的數(shù)字合成器面世。synergy數(shù)字合成器開始使用加法合成與FM合成技術(shù)，W.卡洛斯用這種合成器又一次制作了音樂《接通巴赫》，可視為對(duì)70年代流行的moog合成器的回應(yīng)。她在1985年用合成器創(chuàng)作的《數(shù)字月球景象》為真實(shí)再現(xiàn)交響樂隊(duì)的織體樹立了一個(gè)樣板。

1983年，電子樂器工業(yè)引入了一種劃時(shí)代的技術(shù)協(xié)議，即“樂器數(shù)字接口”，英文縮寫為“MIDI”（musical instrument digital interface），這是一種使合成器、計(jì)算機(jī)和其他相關(guān)外設(shè)之間能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖陀布耐ㄐ艆f(xié)議。MIDI是控制信息，本身并無(wú)任何音樂含義，但可控制各種電子樂器如何發(fā)聲。通過(guò)MIDI，一個(gè)鍵盤手可以控制多架合成器。最新版本的MIDI標(biāo)準(zhǔn)2.0版可通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)異地實(shí)時(shí)控制各種電子音樂和燈光設(shè)備。

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)音頻工作站開始在音樂制作領(lǐng)域風(fēng)行，其作用是把音樂合成器和其他聲源通過(guò)各種調(diào)控裝置產(chǎn)生的音響加以綜合編輯處理，并加入作曲者希望得到的各種空間效果，形成最終的音樂作品。在此之前，這種工作必須在有多軌錄音機(jī)和周邊設(shè)備的錄音棚內(nèi)由專業(yè)錄音師來(lái)完成，不僅需要較多的資金投入，而且許多技術(shù)環(huán)節(jié)阻礙了創(chuàng)作者直接參與作品的制作。計(jì)算機(jī)音頻工作站的出現(xiàn)拉近了音樂工作者與最終音樂作品的距離，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了錄音棚家庭化。廣義講，凡是能夠輸入輸出音頻信號(hào)并能對(duì)它作加工處理的計(jì)算機(jī)都可以稱為計(jì)算機(jī)音頻工作站。但從專業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)音頻工作站應(yīng)該具有如下特性：①能夠以專業(yè)要求的音質(zhì)錄入和播放聲音。所謂的專業(yè)要求，從指標(biāo)上說(shuō)最低應(yīng)該采用24比特、96K采樣頻率的音頻格式，頻響范圍應(yīng)該達(dá)到20～20000Hz，而動(dòng)態(tài)范圍和信噪比都應(yīng)該達(dá)到90分貝或更高。②能夠以多軌方式錄入和播放聲音。計(jì)算機(jī)音頻工作站至少應(yīng)該可以同時(shí)播放8個(gè)音頻軌，以滿足2軌人聲、2軌立體聲MIDI音樂、1～2軌聲學(xué)樂器、2～3軌單獨(dú)電子音色的需要。高級(jí)音頻工作站可以錄放和處理的音頻軌數(shù)為24～48個(gè)。③具有全面、快捷和精細(xì)的音頻剪輯功能。數(shù)字音頻的優(yōu)勢(shì)之一就是能夠?qū)︿浺魞?nèi)容進(jìn)行剪輯。所以，專業(yè)的計(jì)算機(jī)音頻工作站對(duì)于錄入的聲音素材能夠進(jìn)行刪除、靜音、復(fù)制、移位、拼接(帶淡入淡出)、移調(diào)、伸縮等操作。④具有完善的混音功能。音樂制作中最關(guān)鍵也最體現(xiàn)水平的就是混音。音樂作品是否清晰、有寬度、有層次和深度全賴于此。專業(yè)的計(jì)算機(jī)音頻工作站可以為音樂工作者提供足夠的混音工具，即能夠提供壓縮、限幅、均衡、混響、延時(shí)、合唱、回旋等信號(hào)處理效果。⑤CD刻錄功能。除上述功能外，計(jì)算機(jī)音頻工作站還可將現(xiàn)成的音樂直接制作成CD唱片。

音樂聲學(xué)屬于聲學(xué)與音樂學(xué)的交緣學(xué)科，因此在研究上不僅承襲了兩學(xué)科各自原有的方法和手段，同時(shí)還要借鑒一些相鄰學(xué)科的理論和研究方法，如物理學(xué)、心理學(xué)、心理聲學(xué)、生理聲學(xué)、心理物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、材料科學(xué)、電子學(xué)信息理論等。

聲學(xué)測(cè)量是音樂聲學(xué)研究方法中最基本的支撐?？傮w上講，所有普通聲學(xué)測(cè)量理論都適合于音樂聲學(xué)測(cè)量，但由于音樂聲學(xué)在測(cè)量項(xiàng)目和精度上有別于普通聲學(xué)，由此導(dǎo)致在設(shè)備需求和操作方式上也形成自己的特點(diǎn)。例如，在音高上，普通聲學(xué)通常使用的單位是倍頻程（1個(gè)八度）或1/2、1/3倍頻程，而音樂聲學(xué)上常用的是1/12（半音）乃至1/120倍頻程（1音分）。音樂測(cè)量工作在音樂界通常稱之為“測(cè)音”，經(jīng)過(guò)數(shù)百年探索，國(guó)際音樂聲學(xué)研究者已經(jīng)在普通聲學(xué)測(cè)量基礎(chǔ)上、為解決音樂問題而形成了一套獨(dú)具特點(diǎn)的測(cè)量理論。

從類型上分，音樂測(cè)量可分為兩種：一種是與音樂有直接關(guān)系的測(cè)量，如對(duì)各種音樂作品的音響進(jìn)行音高、音色和音強(qiáng)等方面的測(cè)量，以及對(duì)各種樂器（包括改良樂器和出土古代樂器）的聲響特性進(jìn)行測(cè)量等；另一種則屬于與音樂有間接關(guān)系的測(cè)量，如對(duì)音樂廳堂的聲場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，對(duì)制作樂器的原材料進(jìn)行聲學(xué)品質(zhì)的測(cè)量，以及對(duì)各種電子音響產(chǎn)品聲學(xué)性能進(jìn)行測(cè)量等。前一種測(cè)量方式主要用于音樂界人士對(duì)音樂作品進(jìn)行曲式和風(fēng)格的分析，對(duì)演奏演唱者進(jìn)行音準(zhǔn)和律制方面的分析，以及對(duì)常規(guī)樂器和改良樂器進(jìn)行音響品質(zhì)的分析等。后一種測(cè)量方式則被建筑聲學(xué)界、樂器制造界和電子制造界廣泛用于音樂廳堂的聲學(xué)特性檢測(cè)，樂器制造過(guò)程的工藝流程和音質(zhì)分析，以及各種電子音響產(chǎn)品的性能檢測(cè)等。此外，在音樂心理學(xué)和音樂生理學(xué)的研究過(guò)程中也要利用音樂測(cè)量手段對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的客觀刺激量進(jìn)行精確測(cè)量，以便與主觀感覺量進(jìn)行相關(guān)性研究。

音樂測(cè)量工作一般需要在符合一定聲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，環(huán)境本底噪聲一般控制在30分貝以下。對(duì)制造樂器原材料和電聲產(chǎn)品聲學(xué)品質(zhì)的測(cè)量一般要求在消聲室（該室不會(huì)產(chǎn)生任何回聲和混響）內(nèi)進(jìn)行，對(duì)音樂音響、樂器音響和主觀聽覺心理進(jìn)行測(cè)量應(yīng)在試聽室內(nèi)進(jìn)行，其混響時(shí)間一般應(yīng)控制在0.5～1秒?yún)^(qū)間內(nèi)。

在測(cè)量?jī)x器使用上，音樂聲學(xué)與其他聲學(xué)研究領(lǐng)域有一定差異，首先音樂聲學(xué)研究對(duì)象的發(fā)聲頻率范圍一般在20～20000赫茲，即所謂的“音頻范圍”。因此不會(huì)用到測(cè)量次聲和超聲的儀器。此外，為探究人耳對(duì)音樂具有精細(xì)的感知能力，對(duì)所用儀器有較高精度要求,尤其在音高測(cè)量方面要求精度甚高。

傳統(tǒng)的音樂測(cè)量常用儀器有：頻譜分析儀，主要用于對(duì)音樂聲進(jìn)行頻譜分析，也可進(jìn)行音高和音強(qiáng)測(cè)量；頻率計(jì)，是一種測(cè)量聲音頻率的儀器，可用于樂音音高的測(cè)量，一般都是以數(shù)字的方式顯示測(cè)量結(jié)果，對(duì)音樂工作者來(lái)說(shuō)，因?yàn)轱@示結(jié)果是赫茲數(shù)而不是音分，故略感不方便；聲級(jí)計(jì)，顯示單位是分貝，主要用于測(cè)量聲音強(qiáng)度的儀器；音頻發(fā)生器，可以產(chǎn)生音頻范圍內(nèi)各種頻率、各種波形的聲音信號(hào)，有的儀器還可以產(chǎn)生白噪聲、粉紅噪聲和藍(lán)噪聲，主要用于作聽覺心理實(shí)驗(yàn)或廳堂聲場(chǎng)條件測(cè)量；數(shù)碼錄音機(jī)，主要用于采集音樂信號(hào)；標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量話筒，主要用于拾取音樂信號(hào)。隨著計(jì)算機(jī)音頻技術(shù)發(fā)展，通過(guò)計(jì)算機(jī)與相關(guān)軟件相配合，上述許多儀器的功能已經(jīng)可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)，不僅降低測(cè)量設(shè)備成本，還能實(shí)現(xiàn)音響測(cè)量、數(shù)據(jù)分析和保存一體化。

由于音樂音響本身的復(fù)雜性，研究者欲獲得可靠、可信的數(shù)據(jù)，在測(cè)量工作過(guò)程中特別要注意5個(gè)問題：①測(cè)量環(huán)境聲學(xué)指標(biāo)符合國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。②測(cè)量?jī)x器設(shè)備精準(zhǔn)度能滿足測(cè)量任務(wù)需求。③測(cè)量方法和工作流程要規(guī)范、合理。④測(cè)量結(jié)果及分析報(bào)告的表述要清晰、完整。⑤與測(cè)量工作的背景說(shuō)明和音、視頻資料要詳細(xì)、完整，方便第三方進(jìn)行驗(yàn)證。