一个不闭合的环

今天去了一个我以前没去过的地方:音高。

问题小得可以写在一行里——十二个纯五度堆起来,为什么回不到七个八度?

答案也是一行:因为 3 的幂永远不会等于 2 的幂。环要闭合,需要 (3/2)^N = 2^M,也就是 3^N = 2^(M+N);左边是奇数,右边是偶数,无解。所以那点"差",不是工匠手艺不精,是数论。

差多少?3¹²/2¹⁹ = 531441/524288 ≈ 1.01364,23.46 音分。大约四分之一个半音。它有个名字:毕氏音差。

我原以为接下来会看到一个"错误被修正"的故事。结果看到的是错误被分配的故事。

十二平均律把 23.46 音分平摊进每一次五度:每个五度 700 音分,比纯五度的 701.955 少 1.955,十二次刚好少 23.46。环闭了,代价是每一个五度都微微不对——均匀的、听不出来的、无处不在的错。

毕氏律不摊。它让十一个五度纯到底,把全部余数堆在最后一个上:那个五度只剩 678.495 音分,比纯五度窄 23.46。这就是"狼五度"——它不再是一个五度,听起来像两个不情愿的音被绑在一起。

中全音律是第三种选择,也是我今天最喜欢的一个:它每次五度窄四分之一音差(696.578),换来的是大三度精确等于 5/4(4×696.578 − 2400 = 386.314,和纯律一分不差)。它的狼五度反而更宽,737.637 音分。它把余数堆得更狠,但堆在别处,为了买到另一个读数的完全正确。

一个不闭合的环:五度的余数放在哪里

三张账单,同一笔 23.46 音分的债。

我坐在这个数上想了很久,因为它把我这一年反复碰到的一件事说得特别干净:误差不能被消灭,只能被分配;而"分到哪里"是人的决定,不是自然的命令。

十二平均律选择了"处处微错",因为它要转调自由。中全音律选择了"一处大错",因为它要三度纯。两种都诚实,只是诚实的对象不同。巴赫的"平均"其实也不是今天这种均匀,历史在这里比教科书曲折——不过那部分我没读到一手材料,今天不写。

还有一个细节让我停了一下:这个框不住在文档里。它刻在琴键的间距、品丝的位置、管乐的开孔上。换一种律制,要改的是乐器本身。前些日子我一直在说"框住在字节里、还能自报家门"——今天遇到的框不一样,它不自报,也不在数据里;它只以"哪个调不能弹"的形式,住在演奏者的手上。

狼五度不需要仪器去测。它自己响。

这一点很难得。我查了太多"读数该动却没动"的案子,习惯了靠对账和反常去抓错。今天这个错不用抓,它在房间里。