本文首發(fā)自公眾號(hào)：Yusi音樂審美養(yǎng)成

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偉大的物理學(xué)家愛因斯坦鐘愛音樂，想必很多音樂愛好者都有所耳聞。

他曾不止一次對外宣稱：如果不是研究物理，我可能會(huì)成為一名音樂家。我一生的喜悅主要來自音樂。

愛因斯坦出生在一個(gè)充滿音樂氛圍的家庭，從小學(xué)習(xí)小提琴。成年后的他更是音樂廳的?？?，也交到了很多音樂家朋友，甚至還曾到比利時(shí)王宮里進(jìn)行演奏。

在他心中，音樂是自己進(jìn)行物理研究的動(dòng)力，也是創(chuàng)造新理論的催化劑。

當(dāng)然 ，除了愛因斯坦，或許很多人不知道，古今中外還有非常多大家耳熟能詳?shù)目茖W(xué)家都癡迷于音樂。

比愛因斯坦早三百多年的伽利略，受自己音樂家父親的影響，也是一名音樂愛好者；數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家笛卡爾的人生第一部著作其實(shí)是《音樂綱要》；物理大神牛頓，經(jīng)常帶一把小提琴在身上。

愛因斯坦的好朋友、量子力學(xué)的創(chuàng)始人普朗克，也是彈鋼琴和手風(fēng)琴的一把好手；誕生于20世紀(jì)的物理學(xué)家霍金，一生鐘愛勃拉姆斯，年少時(shí)因買不起唱片機(jī)，曾買來便宜的零件自己組裝。

中國的科學(xué)家同樣不例外。

錢學(xué)森中學(xué)時(shí)代就是有名的銅管樂手，在美求學(xué)期間，他節(jié)衣縮食也不愿錯(cuò)過任何一場音樂會(huì)；地質(zhì)學(xué)家李四光在英國求學(xué)時(shí)迷上小提琴，勤學(xué)苦練后，甚至譜寫出了中國第一部小提琴曲《行路難》。

袁隆平在田間地頭拉小提親的身影，深深印在了很多人腦海；屠呦呦那張廣為人知的照片背景里，最醒目的是一臺(tái)鋼琴。

音樂與科學(xué)，一個(gè)依賴于形象思維與藝術(shù)語言，一個(gè)依賴于邏輯思維與數(shù)字公式，兩種看起來似乎毫不相干，甚至南轅北轍的學(xué)科，就這樣神奇地在同一批人身上相融相交，相互促進(jìn)，推動(dòng)著社會(huì)的前進(jìn)與發(fā)展。

01?科學(xué)家通過研究音樂規(guī)律獲取靈感

眾所周知，音樂所具有的無限想象力很容易給人們帶來創(chuàng)作上的遐思與靈感，這一點(diǎn)對于科學(xué)家來說也不例外。

愛因斯坦曾說：很多偉大的科學(xué)成就必定是從直覺知識(shí)開始的，想象力的秉賦勝于吸收絕對知識(shí)的才能。在科研工作中，一旦遇到了阻礙，他就會(huì)向音樂“求助”，彈鋼琴或拉小提琴，而這往往也能很快幫他解決問題。

當(dāng)然，除了這樣不太容易掌控的直覺刺激，科學(xué)家們往往也能通過他們特有的觀察和思考角度，從音樂理性的規(guī)律中獲得科研靈感。

早在2500年前，古希臘哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯外出散步經(jīng)過一家打鐵鋪，里面乒乒乓乓的打鐵聲聽起來非常悅耳，他走進(jìn)鋪?zhàn)?，研究了鐵錘和鐵氈的大小，得出了音響和諧與發(fā)聲體積有一定關(guān)系的規(guī)律。

伽利略則是在一次做禮拜時(shí)，注意到了教堂屋頂懸掛的、搖擺不定的吊燈，隨后他聯(lián)想到自己擅長的音樂節(jié)拍，最終進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了鐘擺的等時(shí)性原理。

在巴洛克音樂繁榮發(fā)展的17世紀(jì)，牛頓曾有一段時(shí)間醉心于音高、音階和音律的研究。

與此同時(shí)，牛頓還出于對音樂的喜愛，最早提出了音樂和顏色的聯(lián)覺理論：他對音階中的“七音”與光譜中的“七色”進(jìn)行探索，認(rèn)為它們可以一一對應(yīng)起來。這套理論發(fā)表后，法國的卡斯泰爾神父據(jù)此制造了視覺大鍵琴，引起了社會(huì)轟動(dòng)。

盡管這項(xiàng)設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)飽受非議，今天也并沒有流傳下來。但音樂與色彩的聯(lián)覺運(yùn)用，在今天早已幻化成各種形式，滲透進(jìn)我們生活中。

時(shí)間來到二十世紀(jì)初，德國物理學(xué)家海森堡誕生了。他從小就展現(xiàn)出超凡的音樂才能，四歲就學(xué)會(huì)了看譜子。但長大后，他決心從事自己更有興趣的科學(xué)研究。

不過，音樂始終像朋友一樣陪伴著他，做科研的同時(shí)，他也經(jīng)常彈琴甚至參加音樂會(huì)演出。大學(xué)時(shí)代，他曾提出“理論物理學(xué)的美感與音樂的美感存在著一種通感關(guān)系”這樣的理論。

后來，海森堡更是受到音樂理論“泛音振動(dòng)的頻率是基音振動(dòng)的整倍數(shù)”的啟發(fā)，提出了原子躍遷基頻與次頻的猜想。

02 音樂是理性美的外在表現(xiàn)形式

沒錯(cuò)，作為大多數(shù)的普通人，在沒有對音樂進(jìn)行深入學(xué)習(xí)時(shí)，我們更容易感受到的是音樂的感性部分。但通過科學(xué)家的視角，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)理性思維與音樂藝術(shù)之間也有著緊密關(guān)系——科學(xué)之美與音樂之美在很多地方是相通的。

事實(shí)上，音樂本身包含很強(qiáng)的物理屬性與數(shù)學(xué)屬性。

比如，樂器是靠振動(dòng)發(fā)聲的，這是音樂的物理屬性；音樂的旋律、節(jié)奏與數(shù)學(xué)方程一樣，有變與不變的周期性和多樣性；而平面幾何、立體幾何與古典音樂的抽象美也有著一定的相似性。
很多優(yōu)秀的音樂作品，內(nèi)在結(jié)構(gòu)上往往是嚴(yán)謹(jǐn)而規(guī)律的，而音樂正是這種理性與規(guī)律的外化。

有研究者曾將貝多芬《月光》中的和弦，用數(shù)學(xué)公式在坐標(biāo)軸上繪制出來，發(fā)現(xiàn)可以得出三條規(guī)律、對稱的正弦波。

我們也曾經(jīng)出過一期視頻，用音樂輕而易舉地解出了高考數(shù)學(xué)題，讓大家直觀地感受到了音樂與數(shù)學(xué)的緊密關(guān)系。

19世紀(jì)，法國數(shù)學(xué)家約翰·傅里葉的研究證明，所有的器樂和聲樂，都可以用數(shù)學(xué)式和圖像描述出來，實(shí)現(xiàn)音樂的可視化。

這進(jìn)一步證實(shí)了音樂與科學(xué)之間緊密的對應(yīng)關(guān)系，也說明音樂可以是理性美的外在表現(xiàn)形式，而這也是我們?nèi)缃窨梢栽谟?jì)算機(jī)上進(jìn)行音樂創(chuàng)作和樂器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

03 極致的理性何嘗不是一種藝術(shù)？

我們之前說過，很多事情做到極致，也便成為了藝術(shù)。

巴赫、貝多芬等音樂家夜以繼日地創(chuàng)作，將自己的畢生所思所想都融入到音符節(jié)奏里，才有了如今古典樂一連串的瑰寶。

谷愛凌、蘇翊鳴、羽生結(jié)玄等運(yùn)動(dòng)員，在日積月累、大量的訓(xùn)練中摸索和總結(jié)出自己的節(jié)奏與規(guī)律，于是，他們的比賽也成為了一種藝術(shù)。

而當(dāng)科學(xué)家們將理性思維發(fā)揮到極致，讓萬物歸于秩序，讓一切有了規(guī)律，就構(gòu)成了我們生活中不可或缺的和諧美

古希臘數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯說“美在和諧”，這里的和諧可以歸納為一種數(shù)量關(guān)系。很多時(shí)候，我們恰到好處地調(diào)整數(shù)量比例關(guān)系，建筑、雕塑、書法甚至音樂和舞蹈，就能產(chǎn)生和諧的藝術(shù)效果，達(dá)成美感。

比如人人都熟悉的“黃金分割”比例，大自然的很多生物（比如螃蟹、海螺）都與這個(gè)數(shù)字有關(guān)，而當(dāng)人們依照這個(gè)比例進(jìn)行藝術(shù)創(chuàng)作，就更容易帶來和諧的愉悅感。

所以，在藝術(shù)家天馬行空的想象與充沛的情感表達(dá)背后，往往也暗藏著一套不易察覺的理性思維與邏輯。理性與美，也有著密不可分的關(guān)系。

更多時(shí)候，人類都是在感性思維與理性思維的共存交織中感受這個(gè)世界，愿我們既能觸摸感性思維的柔軟，也能參透數(shù)字與科學(xué)的理性之美。