爱因斯坦和音乐
从物理学的角度理解音乐,从物理学的角度研究音乐,始于古希腊哲学家毕达哥拉斯。后来,许多物理学家,如伽利略、牛顿、笛卡尔和惠更斯,研究了音乐与物理的关系。
伽利略是物理学巨人,也是一位非常有才华的音乐家。他的父亲精通乐理,写过一本书《音乐对话》。伽利略一直热爱音乐。有一次,当他在教堂的枝形吊灯里祈祷时,他注意到教堂屋顶上挂着一盏摇曳的枝形吊灯。由此,我体会到了钟摆的同步性。此外,伽利略还受到自己能熟练弹奏的鲁特琴的启发,进行了斜面实验,从而发现了“落体定律”。
英国著名科学家牛顿建立了经典物理理论的“大厦”。牛顿对音乐的热爱,从他经常随身携带的小提琴就可以看出来。
1665年,牛顿研究音高、音阶、音色,留下了10页手稿。值得一提的是,牛顿首次提出了音乐与色彩的通感理论。牛顿用棱镜对太阳光进行了色散实验,证明太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、紫七种颜色组成。同时,牛顿还探索了“七种音调”与“七种颜色”之间的神秘对应关系,确定了刻度上的七种音调可以对应可见光谱中的七种颜色。牛顿关于音乐和颜色的通感理论发表后,有人根据这一理论设计制造了各种颜色的乐器。最开始是视觉大键琴,后来有了彩色钢琴和彩色风琴。20世纪70年代,科学家还将激光技术应用于彩色音乐,表明音乐与色彩之间存在一定的内在联系。
现代物理学家中的音乐家爱因斯坦是20世纪最著名的物理学家。他也出生在一个艺术家庭。爱因斯坦的母亲会弹会唱,特别喜欢贝多芬的钢琴奏鸣曲。他的母亲成了爱因斯坦的音乐老师。
爱因斯坦六岁开始在音乐老师的指导下学习小提琴。他甚至梦想成为一名小提琴手。后来爱因斯坦虽然放弃了这个美好的理想,但他一直带着小提琴,几乎形影不离。
有一次,爱因斯坦被比利时国王邀请去参观他的宫殿。他穿着简单的衣服,带着一个小提琴盒。比利时国王派来接他的司机没有认出爱因斯坦,与他擦肩而过。爱因斯坦最后独自一人走到了比利时宫。在皇宫里,爱因斯坦不仅受到国王的热情接待,还与女王、英国音乐家和宫廷官员一起演奏四重奏和三重奏。这场小型的即兴音乐会持续了几个小时,让在场的来宾陶醉了。
爱因斯坦喜欢巴赫、舒伯特和勃拉姆斯。他从古典音乐中感受到了和谐之美,觉得大自然的和谐与物理理论的和谐是相通的。爱因斯坦认为音乐是创造新理论的催化剂。当他研究相对论的时候,他会拿起小提琴,一遍又一遍地演奏音乐来激发灵感。音乐家、爱因斯坦的朋友音乐家铃木先生说:“音乐激发人们的想象力。音乐激发了爱因斯坦对宇宙的观察,从而产生了他著名的相对论。”1930在柏林的一场音乐会结束后,爱因斯坦迫不及待地拥抱了年轻的犹太小提琴家梅纽因,表达了他对音乐的深深敬佩。
说到爱因斯坦和音乐的故事,就不得不提到量子力学的创始人普朗克。普朗克不仅是爱因斯坦的科学同事和朋友,也是爱因斯坦音乐爱好的知音。
普朗克非常喜欢音乐。他小时候就表现出杰出的音乐天赋。他钢琴和手风琴都弹得很好。1874年,普朗克选择大学专业时,在音乐、语言文学和自然科学之间徘徊。普朗克曾经问过慕尼黑大学的诺尔利教授,他应该选择什么专业。但是教授认为物理已经接近完美,没有继续学习的余地。他建议他不要从事物理研究。幸运的是,普朗克没有听从诺利的建议,但他没想到的是,正是他的研究成果打破了19世纪下半叶物理理论研究的沉寂。在柏林科学院,爱因斯坦和普朗克经常在一起玩。在两位物理学家的心目中,科学之美和艺术之美是相通的。在科学上,他们共同描绘了一幅壮丽的物理学画卷;在音乐方面,他们也可以一起演奏激动人心的音乐。
奥地利物理学家玻尔兹曼,热爱音乐和物理,出生于音乐之城维也纳。他是热力学和统计物理的奠基人之一,擅长跳舞和弹琴。为了培养孩子对音乐的兴趣,他还在音乐厅为全家预留了固定座位。
德国物理学家亥姆霍兹不仅热爱音乐,而且研究音乐史,阐述音乐发展的基本趋势。由于他对音乐的特殊贡献,大多数现代音乐学词典都以亥姆霍兹命名。
英国物理学家托马斯·杨也是一位在音乐方面有成就的物理学家。当他像牛顿一样研究光的干涉现象时,他也在光与音乐的类比中发现了一个伟大的发现。
受乐理中泛音振动频率是基本振动的整数倍的启发,德国物理学家海森堡推测了原子跃迁的基频和二次频率。除此之外,还有很多热爱音乐的物理学家,比如伯恩、卢瑟福、欧姆、薛定谔、居里夫人。
音乐碰撞思维火花。物理学试图揭示自然现象背后未知的规律,需要用逻辑思维和数学语言去研究。音乐是揭示人类情感的未知内容,音乐活动主要运用形象思维和艺术语言。这两种思维方式看似不同,但在某些物理学家身上却神奇地统一了。爱因斯坦认为,音乐和物理在研究领域的起源不同,但目的相同。它们都表达了人类对未知的渴望。它们体现的方式不同,但又相辅相成。爱因斯坦曾经说过:
"世界可以由音符或数学公式组成."其实物理研究不仅仅是理性,更需要情感。在某些情况下,情感因素尤为重要。