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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(1279)

  朱载堉的最后一项数学工作是他找到了计算等比数列的方法,并成功地 将它应用于求解十二平均律。这一点在数学史和律学史上都是有意义的。朱 载堉在《律学新说》和《律吕精义》两书中是采用一种数学表达方式来叙述 十二平均律的,这就是:将八度音程比值2进行12次方根运算,第12次方 根值即是十二平均律的半音音程;既求得半音音程,那么,只要将起始音音 高除以半音音程值,连续作这样的12次运算,就得到了十二平均律的各个音 高值。实际上,这就是在八度中构成等比数列的方法。

  六、物理学

  在声学方面,朱载堉对乐器的共振现象作了细致的分析。在今天看来, 二个音的振动频率成整数比或简单分数比,就可以发生共振,在音乐学上, 就能产生悦耳的和声效果。在朱载堉看来,成整数比的二个音称为“正合”, 成简单分数比的二个音称为“旁合”,并且说,“旁合为和,正合为同”。

  “正合”也称为“应”,“弹宫宫应,弹徵徵应,日应;弹宫徵和,弹徽商 和,日和。”他又说,“凡丝弦之属,宫与宫协为正合 (商以下做此);宫 与徵协为旁和(商与羽协,羽与角协做此)。正合为同,旁合为协。”“筝 弦隔六为正合,隔三隔四为旁合”。

  在瑟中,他又详细举了撮八 (又称隔八)为正合,而上生撮四、下生撮 五为旁合。例如,瑟第1与第8弦,第15与第22弦皆为宫音,第2与9, 第16与第23弦,皆为商音;第3与10,第17与24弦皆为角音;第4与11, 第18与25弦皆为变徵音;第5与12,第19弦皆为徵音;第6与13,第20 弦皆为羽音;第7与14,第21弦皆为变宫音。这些弦都是撮八正合音。这 些音是纯八度相合。由弦线较长的音生弦线较短的音为下生,即由低音生高 音,如宫与徵,商与羽,角与变宫等为旁合,亦即撮五旁合,反之为上生, 则是撮四旁合,如变宫与变徵,羽与角,徵与商等。这些音是纯五度相和。 这些发音分析,在音乐物理学上又称为谐和分析,也是和声学中的基本内容 之一。在音乐实践中,朱载堉吸取了民间笙师的经验,利用复音乐器笙的几 个和声管来验证律管和其它乐器的发声,作了极好的和声实验。

  为了要测定准确的黄钟律管,朱载堉认为,不能以黍粒决定它的容积, 而改用水银。因此,他相当准确地测定了水银密度。他所测定的水银密度与

  3 现代测定的水银密度比较,当0℃时,误差为+0.2672克/厘米 。当20℃时,

  3               3 误差为+0.3165克/厘米 。平均误差为0.2912克/厘米 ,近似于0.3克/厘

  3 米 。其精确性令人惊讶。

  朱载堉的又一个物理学工作是测定了地磁偏角。在世界上最早发现地磁 偏角的是宋代沈括,但他没有具体记下偏斜角度及地理位置。朱载堉用“正 方案”对地磁偏角作了具体的测定。所谓“正方案”,它是由郭守敬发明的 一种利用桌影来测定南北方向的仪器。桌置于该仪器平板的中心,以此中心 为圆心画有同心圆若干。同心圆可按需要画上刻度,如朱载堉将圆分为百刻。 当南北方向测定后,指南针的方向与南北方向的夹角即是磁偏角。根据朱载 堉的测量,其地磁偏角为

  1

  1

  3

  ×360°= 4.8°= 4 °48 ′

  100

  朱载堉是在1567—1581年间在北京测得的这个磁偏角。也就是说,在那 个时候北京的磁偏斜为偏离地理南北方向朝东4度48分。

  七、音乐的艺术实践

  王国维讲治学的三种境界,其第一境界用宋代词人辛弃疾的话“昨夜西 风凋碧树,独上高楼望尽天涯路”,写出了大学问家未被世人普遍认识时的 孤独之感与造诣的独到。朱载堉就是处于这种境遇。由于朱载堉并未得到当 时人的真正理解,因此,我们从他同时代的记述中找不到他在音乐活动中的 全面的、或稍为具体的材料,没有什么史料可以说明他怎样精通古乐器的演 奏,他是否长于歌唱,他作过多少乐曲,等等。但是,只凭《乐律全书》就 可以看出,他在音乐艺术领域中已是一个十分全面的实践家。他不但常和琴 家交往,还能虚心地向点笙匠请教乐器工人的技艺问题他也注意总结、记录。 他的乐艺宫廷的专业乐工遇到实际问题时,还要来向他讨教,就可知道他的 造诣达到什么水平了。

  朱载堉最重要的音乐实践,就是恢复旋宫古法。旋宫,用现代概念说, 就是调高的改变。按民间的一般说法,就是调门高低的变化,一段音乐,原 来是C调(以C音作宫音),又变到G调(改用G音作宫音)去演奏、演唱, 这就是旋宫。同一段音乐当中,前面是C调的,后面又变成别的调门,这也 是旋宫。先秦的古乐就是用旋宫法的。但自汉以来,旋宫法失传了。汉以后, 律学研究中的许多创造,可以说是围绕着旋宫古法这个课题在那里发展的。 原因是古法失传,而传下来的三分损益法很难解决自由旋宫问题。这使律学 家们不得不绞尽脑汁去探寻各种新的途径。真正彻底地从理论到实践解决了 旋宫问题的,就是朱载堉的新法密率,也就是现在世界上通用的,平均律的 调律法。

  朱载堉恢复旋宫古法,在律学上并不是“恢复”古代原有的东西,而是 全新的创造,在音乐实践上是真正地实现了汉以来律学家的梦想,使失传了 的东西重新“活”了起来。


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