長度基準與音樂標準音之間的關係_風聞
衣韦-2020-09-13 13:50
秦始皇統一中國,開始統一度量衡。後世歷朝歷代由於社會變遷,度量衡常會失準,每有新朝和社會穩定時期,重新校準度量衡便是立國的一件大事。西漢末年,王莽新政,為彰顯榮耀,就進行了一次大規模的度量衡較正。東漢班固的《漢書》詳細記載了這一事件。
“至元始中王莽秉政,欲耀名譽,徵天下通知鐘律者百(餘)餘人,使羲和劉歆等典領條奏,言之最詳。故刪其偽辭,取正義,著於篇。”
“度者,分、寸、尺、丈、引也,所以度長短也。本起黃鐘之長。以子谷秬黍中者,一黍之廣,度之九十分,黃鐘之長。一為一分,十分為寸,十寸為尺,十尺為丈,十丈為引,而五度審矣。其法用銅,高一寸,廣二寸,長一丈,而分寸尺丈存焉。用竹為引,高一分,廣六分,長十丈,其方法矩,高廣之數,陰陽之象也。”
這裏面我們看到,長度的基準是起於“黃鐘之長”的。
黃鐘是音樂體系的標準音高,確定了黃鐘的標準音高,就可以生五聲(宮商角徵羽),諧八音(壎笙鼓管絃磬鐘),而樂成。
文獻記載,最早製作黃鐘標準器的是黃帝時期的伶倫。
“黃帝使伶倫,自大夏之西,崑崙之陰,取竹之解谷生,其竅厚均者,斷兩節間而吹之,以為黃鐘之宮。”⁽¹⁾
這是一種管樂器,作為標準音,就叫律管。
律管的管徑和管長一定的時候其發出的音高就是固定的,由此中國的先民創造了黃鐘律管。
馬王堆出土的十二律管
(圖片來自網絡)
反過來,確定了標準音高,律管的長度就是固定的,由此又可以確定長度的基準。這就是為什麼王莽校正度量衡,要先“徵天下通知鐘律者百(餘)餘人”。
黃鐘的標準音高是由音樂家聽音而確定的,所謂“律由聲制”。當然後世的音樂家應該不是憑記憶聽黃鐘的絕對音高的,而是比較前世留下的律器,如鍾,管等樂器,來作新的標準律管的。據研究古人的音高敏感度為20音分⁽³⁾。20音分造成的音頻頻率差別為1.16%,由此造成的律管長度誤差為1.21%。
用聲音的音頻來確定長度度量的基準,這真是一個偉大的發明創造。
當世間的尺度發生變化的時候,掌管音樂的機構就會發現音高發生了偏離(八音不協),從而建議重新校準度量衡。這樣的事情歷朝歷代不停的發生着,從而使中國幾千年來,歷朝歷代的度量衡,沒有發生太大的偏離。就算是世間的尺度明顯變大了,管理機構還是能找回古制,而實行大小尺制度⁽²⁾(律制,醫藥用小尺,市尺用大尺)。
現代長度基準的最新定義是“一米的長度是真空中光波在(299 792 458)⁻¹s時間內傳輸的距離”(1983年10月20日,在巴黎召開的第十七屆國際計量大會通過)。
這個實際上是用光的波長作為長度基準,光在真空中的速度是一定的,根據,波長=光速/頻率,真空中的光波長由頻率決定,這就是人所能看到的光顏色。
現在的長度基準由光的顏色決定。
而中國歷朝歷代的長度基準由聲音的音高決定。
一個是光的頻率,一個是聲音的頻率。
真是異曲同工啊。
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⁽¹⁾ 東漢班固《漢書.律曆志》
⁽²⁾ 東漢以後天下大亂,來自漠北的拓跋氏建立的北魏政權度量衡急劇增長。隋朝重新統一了以後,隋煬帝主張恢復古制,但民間使用大制已成習慣,到了唐朝,大小制被正式固定了下來。小制用於調鐘律,合湯藥等,市面上仍然使用大制。大小制比例為,長度1:1.2。
⁽³⁾ 《中國古代早期管樂器及黃鐘律管研究》中國科學技術大學博士學位論文。夏季,2006年4月