[美國] 戴安娜·多伊奇(著)，王博涵，李小諾(譯)

(1.加州大學圣地亞哥分校，加利福尼亞州 圣地亞哥；2. 華東師范大學 教育學部，上海200241；3. 上海音樂學院 音樂學系，上海200031)

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·音樂心理學·

三全音感知雙重性：音樂與語言的聯(lián)系

[美國] 戴安娜·多伊奇1(著)，王博涵2，李小諾3(譯)

(1.加州大學圣地亞哥分校，加利福尼亞州 圣地亞哥；2. 華東師范大學 教育學部，上海200241；3. 上海音樂學院 音樂學系，上海200031)

摘要：幾百年來，學者及音樂家們都認為音樂與語言之間存在密切的聯(lián)系，科學家們也在該領域進行著不懈地探索。本文首先對音高結構、“音高族”、“音高族圓環(huán)”等概念和構成進行分析，并回顧了在原有音程進行(上行、下行)判斷試驗中，人們對音高高度的判斷受到兩個音高族鄰近度的潛在聯(lián)系的重大影響，這一因素掩蓋了人們對音高高度的感知；也就是說，人們感受一個音程的進行是上行還是下行，取決于它們在音高族圓環(huán)上的最近距離的方向。而在感知三全音音程時，由于是八度的一半，其聽覺判斷會是怎樣的呢？本研究的設計即是針對這一現(xiàn)象，采用經(jīng)過處理的三全音音響，選取來自不同地區(qū)的被試進行聽覺測試，結果有的被試認為是上行，而有的認為是下行；經(jīng)過對被試語言所常用的音區(qū)進行分析比對，發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象是由被試各自的語言音高特征決定的，這說明不同地理區(qū)域的人對特定聲音的感知可能截然不同；文章又通過實證數(shù)據(jù)進一步分析闡述了對三全音進行方向的不同判斷與地域關聯(lián)的基本原理。這一研究發(fā)現(xiàn)表明，話語經(jīng)驗可以影響音樂的感知方式；并且，個人的音高感知特點在言語理解與情感狀態(tài)認知中發(fā)揮重要作用。

關鍵詞：三全音；感知雙重性；音樂；語言；不同地域

威廉·哈維(William Harvey)在他的血液循環(huán)經(jīng)典論著中宣稱人們可以聽到胸腔脈搏的聲音。當時他的這一觀點引起了激烈的爭論，其中有一位威尼斯醫(yī)生開玩笑地說可能這聲音“只能在倫敦聽到”(Hunt, 1978, p.138)。

不同地理區(qū)域的人對特定聲音的感知可能截然不同，這個觀點看起來不像是在開玩笑，但本文探討的聲音模式(sound pattern)就是如此，生活在不同地域的人對其會有不同的認知，本文將探索這種音型的性質及其地域關聯(lián)的基本原理。

音高結構

音高，即聲音高低的屬性，是我們感知音樂的核心。盡管我們聽到的音樂以外的聲音的音高是非常模糊的(比如腳步聲、吱吱聲、沙沙聲)，但是大多數(shù)樂器聲和歌聲的音高是比較明確的，旋律與和聲也就在這類音高中形成。

音高與音高關系的問題在古代就引起了科學家的注意。畢達哥拉斯(Pythagoras)的貢獻在于，運用實驗方法演示了一根震動的琴弦的音高變化與其長度成反比，而當琴弦長度呈某種比例時，就會產(chǎn)生某種特定的音程。在17世紀，伽里略(Galileo)和梅森(Mersenne)說明了，這種聯(lián)系是基于琴弦長度與震動頻率之間的關系，即琴弦越短，頻率越高。梅森也發(fā)現(xiàn)，一個物體不僅會以它對所感知音高對應的頻率——基礎頻率——震動，也會以整倍于基礎的頻率震動，這一組震頻被稱為泛音列。隨后，塞貝克(seebeck)和斯騰(schouten)證明了人們聽到了對應于基礎震動的泛音列，即使這一基礎震頻很微弱甚至已經(jīng)消失。

為了感知音型，我們應該如何概括音高關系呢？當兩個音(tone)同時出現(xiàn)，我們就感知到一個音程，并且當它們頻率比相同時，我們感知到的音程大小也就相同。傳統(tǒng)的音階在某種程度上基于此原理。鍵盤上兩個臨近的音形成的音高關系叫做半音，這相當于大約18：17的頻率比。由相同數(shù)量的半音組成的音程名稱相同，比如，由12個半音(頻率比2：1)組成的音程叫做八度，由7個半音(頻率比3：2)組成的音程叫做純五度，由5個半音(頻率比4：3)組成的叫做純四度。

由于基于音程結構的音組具有感知等值性，所以一首樂曲可以在不同的音高上演奏(也就是說，它是可以變調(diào)的)，并且如果音程不變，那么它的感知同一性就得以維持。從這個方面來說，音型就好比視覺圖形，當人們把圖形變換位置時，它們在人們的視野中也依然是那個圖形。所以，這種認為一個音高在變調(diào)之后就會徹底改變的觀點就像認為一個圖形改變了空間位置之后就變形的觀點一樣，是自相矛盾的。

其他的音型分析以八度為基礎。人們很早就認識到，相差八度音高的音具有感知同一性，這在傳統(tǒng)音階的記譜法系統(tǒng)中得到普遍認可。這種音階的核心由12個音組成，相當于把八度分割成半音，每個音都予以命名(如C、#C、D等)，隨著音高的升高(鍵盤上從左到右上升)，音名按順序重復出現(xiàn)，以八度位置依次交替的形式組成完整的音階。八度音階的位置用下標形式指示出來，具有八度音高關系的音高組成一個音高族。比如，C3、C4和C5都是C族中的，但每個音依次升高了八度；同理，#D3、#D4和#D5都是#D族中的，每個音比前一個高八度*譯者注：常見的音高的分組標記法有兩種，一種是Helmholtz Pitch Notation(簡稱HPN)，其標記由大小寫字母加數(shù)字組成，如國際標準音高(440Hz)標記為a1，我國多采用這種標記法。另一種是Scientific Pitch Notation(簡稱SPN)，是國際上常用的一種記法，其標記全部由大寫字母加數(shù)字組成，數(shù)字全部用下標，如國際標準音高(440Hz)標記為A4，其它音高依次類推。此文中音高采用SPN標記法。，等等。

因此我們可以認為一個音的音高是在兩個維度上變化：音高從低到高連續(xù)上升的單音音高維度上；由每個八度內(nèi)相同的明確位置構成的音高族形成的環(huán)形維度。進而我們可以發(fā)問，這兩個維度是獨立的還是在某種方式上互相影響？依據(jù)常識，人們往往認為它們是相互獨立性。如果一個音樂家被問到：“哪個音更高，C還是#F？”，他們更有可能會認為這個問題是沒有意義的：在給出一個合理答案之前，總是要先知道是哪個C和哪個#F吧。

無止盡的升降音

謝潑德(Shepard)(1964)做過一個實驗，他假設實驗可以證明音高族和音高高度之間是相互獨立的。他運用了一系列的音，其中每一個都由一組彼此之間相差八度的純音構成*一個正弦波，或純音，是由一個單一的頻率構成。一個音調(diào)的頻率就是在一秒鐘內(nèi)波形重復的次數(shù)。以赫茲為單位，1赫茲(赫茲)= 每秒鐘1個周期。音的振幅被定義為平均值的最大壓力變化量。為方便起見，振幅轉換為分貝(dB)為單位。頻譜包絡確定各頻率構成成分的振幅。，比如，一組音由C2，C3，C4等構成，另一個是由#C2，#C3，#C4等構成。這種方式把上述音置于不同的音高族，并且讓它們之間的八度位置變模糊。對于每一個音高族來說，其構成成分的振幅是由一個鐘形頻譜包絡(a bell-shaped spectral envelope)決定的，因此，位于范圍中間的那個音是最高的，位于兩端的則是最低的。謝潑德在保持包絡的位置與形狀不變的同時改變音調(diào)族的高度。

謝潑德發(fā)現(xiàn)，當兩個音連續(xù)演奏時，聽者聽到的是上行還是下行，取決于這一組音在音高族圓環(huán)中哪段距離更短(圖1)。例如，人們聽到#D-E組總是上行的，這是因為較短距離的方向是順時針的。同理，#A-A組就總是下行，因為較短距離的方向是逆時針。謝潑德進而做了一個有趣的演示：沿音高族圓環(huán)順時針方向反復演奏的一系列音聽起來是不斷地上行，而逆時針方向的則是不斷地下行。這一音高感知的雙重性和視覺上的彭羅斯階梯(Penrose，1958)是同一個道理，其后由藝術家莫里茨·科內(nèi)利斯·埃舍爾(Maurits Cornelis Escher)推廣。

圖1　由12個音高族組成八度音高族圓環(huán)

注：為了形成三全音感知雙重性，圓形中兩兩相對的一組音按順序演奏，比如，D在#G后演奏，或者F在B后演奏。

作曲家里塞特(Jean- Claude Risset)發(fā)明了一系列有關上述音高感知雙重性的變體(Risset，1971)。在一次演示中，一個單音沿音高族圓環(huán)順時針方向依次演奏，因此聽起來音調(diào)不斷上升，逆時針方向音調(diào)便不斷下降。在另一演示中，一個音(高族)在沿音高族環(huán)順時針滑動，所以聽起來上行與下行同時存在。

乍一看上去，環(huán)狀音高演示似乎能夠證明假設，即音高族與音高高度是兩個相互獨立的范疇。然而，形成這種現(xiàn)象還有其他因素的影響。我們在把一大批知覺因素進行分組歸并處理時，更傾向于把那些近距離(關系密切)的因素聯(lián)合起來而忽視了那些關系疏遠的因素。有很多對這一原理在視覺上的著名闡釋，比如人們傾向于把空間上鄰近的圓點聚在一起，人們更能夠感受到臨近的燈相繼亮起滅掉的運動(Rock，1986)。在音樂領域中，人們更容易在音程較短而非較長的音之間建立相關聯(lián)系(Bregman& Campbell，1971; Deutsch，1975; Van Noorden，1975)。音高族圓環(huán)的實驗進一步證明了，人們對音高高度的判斷受到兩個音高族鄰近度的潛在聯(lián)系的重大影響，這一因素掩蓋了人們對音高高度的感知。

三全音感知雙重性

得到這樣的推理之后，我思考的問題是，如果一對音恰好相差半個八度(該音程為三全音)那么它們在音高族圓環(huán)上順時針與逆時針方向相隔的距離都是相等的，這樣聽者要怎樣判斷出這一對音的音高呢？舉個例子，如果#G在D后演奏，或者F在B后演奏，會有怎樣的效果？因為感知系統(tǒng)不會再帶來由臨近度產(chǎn)生的影響了，是會像前文中假設二者為獨立關系所預測的那樣，對相關音高的判斷變模糊，還是在音高族與感知音高之間出現(xiàn)關聯(lián)？我認為，在這種情況聽者就只能參考音在音高族圓環(huán)中的絕對位置了。如果圓環(huán)上一個位置的音被認作是音高較高的，圓環(huán)上相對的一個則是較低的，那么音高模糊的問題也就解決了。我們想象一下，聽者的表現(xiàn)如圖1所示，縱坐標代表感知音高。如果聽者內(nèi)在聽覺認為音高族C是最高音(如圖所示)，那么他接下來聽到#F就會認為是下行。但是，如果聽者內(nèi)在聽覺認為#F是最高，那么他接下來聽到與上述同組的音就會是上行。

這一推理促使我開始著手準備一系列實驗，程序如下：為被試播放上文所述三全音，讓他們判斷每一對音是上行還是下行*三全音音高感知雙重性的全部實驗(音頻)信號，以及對被試實驗過程描述和數(shù)據(jù)分析，可見下列光盤和所附的小冊子：Deutsch, D.(1995). Musical illusions and paradoxes (Available from Pjilomel Records, P.O. Box 12189, La Jolla, CA 92039-2189)。，將被試認為是下行的次數(shù)百分比標下來，繪制一對音中第一個音的音高族函數(shù)(Deutsch，1986，1987，1991，1994，1996；Deutsch， Kuyper，& Fisher，1987；Deutsch， North，& Ray，1990：Ragozzine & Deutsch，1994)。

圖2一對音高族所形成的三全音錯覺的頻譜圖(上圖為音高族D，下圖為音高族#G)

每個測試音包括六個純音，它們各相隔八度，由鐘型頻譜包絡決定振幅(這樣一對音的頻譜呈現(xiàn)見圖2)。一對音高族被放在包絡的不同位置下，在大多數(shù)試驗中通常采用半個八度的位置。基于音高族和音構成成分的相關振幅或響度，通過改變包絡位置的方式進行呈現(xiàn)。

圖3展示了4位不同被試在這一模式下所做的判斷。在一個點位的數(shù)據(jù)，都是四個頻譜包絡的平均值，這些頻譜包絡都是半個八度的音程距離?？梢钥闯?，每位被試的判斷都是系統(tǒng)地取決于音在音高族圓環(huán)上的位置。但是，每位被試的方向都有明顯的不同。

圖3　四位不同被試對三全音雙重性的感知

注：每個圖表是將被認為是下行進行的一對刺激音中的第一個音繪制成函數(shù)，呈現(xiàn)的是不同的被試對相同音高族感知的不同比例。

因此，我們可以認為音高族圓環(huán)是具有特定的音高取向的，并且，這種特定的取向因人而異。舉個例子，根據(jù)圖3右上方數(shù)據(jù)顯示，被試聽到E，F(xiàn)，#F，G，#G，A音高較高，其他音較低，因此對于這位被試而言，#F和G是音高族圓環(huán)中的最高位置。相反，根據(jù)圖中右下方數(shù)據(jù)顯示的，被試認為#A，B，C，#C，D，#D較高，其他較低。因此C和#C就是最高位置了。圖4顯示了這兩位被試的音高族圓環(huán)的方向(數(shù)據(jù)來源于圖3)。我把這種位于被試音高族圓環(huán)最高位置的音高族叫做被試的“頂點音高族”。

音高族與感知音高之間有特定的關聯(lián)，并且每位被試的表現(xiàn)都有不同，這種結果的根據(jù)是什么呢？我們從加州大學圣地亞哥分校一組本科生中展開了一項實驗(Deutsch et al.，1987)，實驗效果在其中大多數(shù)人身上體現(xiàn)了出來。此次研究的所有被試均聽力正常，并且能夠正確判斷出一組相差半個八度的純音是上行還是下行。在這些被試中，三全音模式的感知方式和他們曾經(jīng)是否有過音樂訓練經(jīng)歷之間沒有特定關聯(lián)，因此可以看出，三全音感知雙重性不是源于音樂培育的。其它研究的結果駁斥了認為其原因是聽力水平低的解釋。比如，當在每個被試所聽到的聲音之間展開比較時，三全音感知雙重性研究中音高族與感知音高的關聯(lián)圖表與相同音中每個成分的響度并不對應。

圖4兩名被試的相對應的音高族圓環(huán)的音高取向(orientations of the pitch class circle with respect to height)。

左圖取自圖3中右上圖中的數(shù)據(jù)，#F和G為音高族頂點。右圖取自圖3右下圖中的數(shù)據(jù)，C和#C為音高族頂點。

話語模式影響的證據(jù)

若干非正式的觀察使我推測到，三全音感知雙重性有可能和人們的發(fā)音過程有關。具體來說，聽者在長時間內(nèi)發(fā)展起來的語音表達習慣，是在某個音高范圍之內(nèi)的，這種表述所采用的音高值會最大比例的出現(xiàn)在一個特定的八度范圍中。我進一步猜測聽者用來劃分音高族圓環(huán)中最高位置的就是界定聽者語音八度范圍的音高族，進而以此音高族為參照判斷其它音高族的高度。

我同Tom North、Lee Ray一起，對上述假設展開研究。首先，我們讓被試參與到三全音感知雙重性的各項實驗中來，我們從中挑選出一組人，他們能夠清晰、持續(xù)地判斷音高族與感知音高的關系。接下來我們讓每一位被試對著麥克風隨意說話大約15分鐘，然后采用4分鐘長度語音樣本進行音高估值。隨后，我們判斷出音高估值出現(xiàn)最多的八度，確定出區(qū)分八度范圍的音高族。下一步，我們針對每一位被試，把他們劃分語言八度范圍的音高族與通過三全音感知雙重性聽覺測試判斷所得出的音高圓環(huán)的最高點的音高族進行比較，9名被試中的8名在這兩組音高族的對應關系上密切相關(Deutsch et al.，1990)。

研究發(fā)現(xiàn)與我的假設一致——三全音進行方向的感知是基于聽者的音高族圓環(huán)呈現(xiàn)，而聽者所選擇的方向是與他的語音音高范圍相關聯(lián)的。這里有兩種猜想可以參考，第一種狹義的猜想認為，聽者的語音音高范圍無法由習得的模板決定，而是由某些其它因素決定的。第二種更廣義的猜想認為，聽者在接觸到他人的語音后習得模版，這個模版既評估感知語音的，又影響聽者自身語音輸出。并且，該模版的特點應該是因人而異的，比如，說不同語言或方言的人的模版是不同的，或一些其它的語音特點，如元音性質，在不同語言與方言中也是不同的。

接下來深入研究的結果支持了第二種猜想。最初，我發(fā)現(xiàn)加利福尼亞人與來自英格蘭南部的人感知三全音的方式有所不同。在一次正式實驗(Deutsch, 1991, 1994)中我發(fā)現(xiàn)，在加利福尼亞長大的被試與在英格蘭南部長大的被試的音高族圓環(huán)頂點分布有明顯差異。如圖5所示，加利福尼亞被試的音高族頂點集中在B，C，#C，D和#D范圍，而英格蘭被試集中在#F，G和#G。

圖5　兩組被試音高族頂點的分布

注：一組來自英格蘭南部，一組來自加利福尼亞。圖中百分比為被試將該音高族分辨為音高族頂點的比例。選自Deutsch(1991)。

實驗結果證實，經(jīng)過一段時間的學習，個體能夠獲得自己音高族圓環(huán)的表征，并以此作為特定的定位以定位其它音高族的高度。這一定位來源于個體所接觸的語音，并且根據(jù)語言或方言的變化因人而異。我們可以進一步假設，個人習得的模版既包括他本人的語音輸出，也包括他對他人語音的評估。

多爾森(Dolson，1994)對有關語音類研究發(fā)現(xiàn)的文獻進行的綜述支持了目前的猜想。首先看來，大部分人的語音音高范圍在大概一個八度之內(nèi)的；第二，在一個語言共同體之內(nèi)，女性的語音要比男性高一個八度左右；第三，在一個語言共同體內(nèi)，語音的音高范圍差異(排除上述性別差異)微乎其微。相反，在不同的語言共同體之間，語音的音高范圍差異明顯。最后驚人的一點是，個人的語音音高范圍和諸如個人的身高、體重、胸圍以及聲帶長度等生理參數(shù)缺乏相關性。

這一模版的衍化價值是什么呢？說話者聲音音高的變化取決于他的情感狀態(tài)，由此可以將這種狀態(tài)傳達給聽者(Fernald， 1992；Scherer，1985)。此模版可以為一個語言共同體提供共同的框架，以便通過說話者聲音的音高評估其暗示的情感狀態(tài)。這一模版也可以用來傳達語音的句法方面的信息(Cutlter, Dahan，& Donselaar，1997)。

最近許多其他實驗也得出證據(jù)證明這一觀點——音高族圓環(huán)的定向會根據(jù)地理位置的變化而發(fā)生系統(tǒng)變化。吉安格蘭(Giangrande，1998)在對伯克萊頓(Boca Raton)的佛羅里達亞特蘭大大學(Florida Atlantic University)的學生進行研究之后，得出的音高族頂點直方圖和我在加利福尼亞人實驗中得到的結果十分相似。R.Treptoe(在其未公開發(fā)表的文章中)也得出了類似的直方圖，被試來自威斯康星大學史帝文分校。與此相對比，達維(Dawe)、普萊特(Platt)、威爾斯(Welsh)在對位于安大略省漢密爾頓(Hamilton,Ontario)的麥克馬斯特大學(Mc-MasterUniversity)學生的研究中得出的結果和我對英格蘭南部被試研究的結果十分相似(Deutsch，1991)。

我的實驗進一步表明，人們在生命的早期中形成的模式能夠很大程度上影響他們對三全音的感知。實驗中的兩組被試都在俄亥俄州楊斯頓地區(qū)長大，Ragozzine和我發(fā)現(xiàn)這兩組被試在三全音感知方面的數(shù)據(jù)有所不同(Ragozzine& Deutsch，1994)。我們把那些父母也在楊斯頓長大的被試叫做“本地人”，把那些父母在其它地方長大的被試叫做“外地人”?！巴獾厝恕苯M得出的音高族頂點圖和我所研究的加利福尼亞被試十分相近(Deutsch，1991)，但是“當?shù)厝恕苯M得出的結果與前者迥異。由于父母對語音發(fā)展具有格外重要的影響，這項實驗表明，一個人的音高族模式有可能在童年時期形成。

最近(Deutsch，1996)我又得到了更多有關伴隨發(fā)育而習得模式的直接證據(jù)。我研究了十五名被試及其母親的感知結果。十名被試為兒童，其他五名為成人，他們?nèi)际羌永Ｄ醽喨?，但他們的母親來自不同地方，包括英格蘭，歐洲大陸以及美國的不同洲。正如我們預期，各位母親對三全音的感知方式截然不同，然而值得注意的是，盡管被試都是加利福尼亞人，他們的感知與他們母親的方式是相一致的，因而他們彼此之間也有很大不同。然而，由于其中十名被試是兒童，母子之間感知的一致性可能是因為對于低年齡段聽者來說母性影響格外強烈——這也是我要持續(xù)研究的主題。

結 論

幾個世紀以來，學者們一直在討論，音樂與語音之間必定存在密切聯(lián)系。許多作曲家都認同這一觀點，在他們的音樂元素中融入語言表述的特點，以尋求最佳表現(xiàn)效果。從另一視角來看，我們對音高特點在言語理解(Cutler et al.，1997)與情感狀態(tài)認知中(Fernald 1992；Scherer，1985)的重要作用的引證方面已取得重大進展。另外，目前在三全音方面的發(fā)現(xiàn)表明，話語經(jīng)驗可以影響音樂的感知方式，并且為發(fā)現(xiàn)其它影響創(chuàng)造了機會。

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【責任編輯：吳志武】

原文“The Tritone Paradox: A link Between Music and Speech”發(fā)表于CurrentDirectionsinPsychologicalScience,Volume 6,Number 6: 174-180, December 1997。 “Paradox”意為“悖論，矛盾”，此文中指在特定實驗環(huán)境下，人們在感知三全音音程的進行時，有的被試認為是上行，而有的認為是下行；這一現(xiàn)象是由被試各自的語言音高特征決定的。因此，本文將“The Tritone Paradox”譯為“三全音感知雙重性”。

收稿日期：2016-02-23

基金項目：教育部人文社科研究基金一般項目“音樂認知的理論與實踐”(11YJA760039)；上海高校高原學科“藝術學理論-音樂藝術本原與當代音樂文化批判”。

作者簡介：1.[美]戴安娜·多伊奇(1938-)，女，美國加州大學圣地亞哥分校心理學系教授，主要從事音樂聽覺感知和音樂記憶等研究；2.王博涵(1990-)，山東德州人，華東師范大學教育學部文學碩士，現(xiàn)任教于蘇州工業(yè)園區(qū)青劍湖中學；3.李小諾(1968-)，女，山東聊城人，上海音樂學院研究員，音樂學系黨支部書記、副系主任，華東師范大學心理學博士后，主要從事音樂心理學、作品分析研究。

DOI:10.3969/j.issn.1008-7389.2016.02.005

中圖分類號：J60-051

文獻標識碼：A

文章編號：1008-7389(2016)02-0036-08