弦外之音

[THXman]

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我就是覺得究竟有沒有什麼是人耳聽到而測量沒測到？

有啊, 例如弦外之音.............

有許多經由儀測或其他測量得到的事物而人耳未聽到,亦有些人耳感受到的事物,在現今儀測的結果尚未能全然尋到其充份的相關控因.因此儀測與感官感受,常是相互反饋推進,相輔而成.

從上述的討論串中提到"弦外之音",在此各大家在音樂學.音樂聲學.樂器聲學.電聲學.建聲學.生理聲學.心理聲學.耳科醫學...等都比小弟厲害,小弟就此以淺薄所知淺言一另類之"弦外之音".

人類活在這世上,是用感官來接收外界的訊息,但是人類所見到所聽到的是否都是實際發生的事物?答案有時候是否定的.一些關於視覺的幻覺相信早已眾所周知,而現在這一另類的弦外之音便是一種聽覺的幻覺,組合音--差音.(組合音有和音與差音,皆為聽覺幻覺)

以現有的文獻而言,對於組合音的發現,定調為18世紀經由敏銳的音樂家(Guisepppe Tartini)所發現(小弟私以為,更早的東西方音樂家應都曾有發現過,只不過在成文成論上的問題),因此為了紀念此義大利小提琴兼作曲家,將之又稱為Tartini’s tone.此音樂家約在1714年時即利用組合音觀念教導學生如何判斷自己的音準不準,後其將這些規則寫在1754年出版的書中.當時的人不明白為何有這樣的現象,就把它稱為「第三個聲音」.
現今皆還有小提琴及他類樂器的老師教導學生利用Tartini’s tone來檢查自己所演奏出的雙音準不準,人們多半聽到的差音為f2-f1較少聽到2f1-f2,這些音聽起來感覺與外界傳來的聲音不一樣,像是在耳中響起的聲音.

我們皆知具有清晰音高的聲音是因為其聲波有良好的週期性,當兩音同時響起時的聲波週期性成整數比,則兩音共發之音也會有具有週期性,當兩音週期成簡單整數比,低階的組合音的週期會是原本兩個音的周期的最小公倍數,此觀念在樂理中稱為音程(或和弦)的留音(residue tone).

雖然耳朵的生理機制現今尚未完全被瞭解,不過組合因的現象於1856年由Helmholtz以簡單的非線性系統予於模型化,可經數論推導得出並予證明

Kemp(英國學者)於1978年首度發表有關耳聲發射的發現及相關研究,將此可分成自發性耳聲發射及誘發性耳聲發射兩類,前者係於無外界刺激下自然產生,後者乃於外界刺激音下誘發產生依刺激音種類及測量耳聲發射的方法,誘發性耳聲發射又可區分為短暫誘發耳聲發射,刺激頻率發射及雙頻化音耳聲發射.

為什麼耳朵會產生一些原本不存在的聲音？這個現象牽涉到我們的耳朵並不是一個線性的、被動的系統，而是一個具有回饋的非線性系統.


Georg von Békésy以實驗闡述耳朵受音模型而獲頒1961年的諾貝爾醫學獎,此模型後來再度被修正.如今內耳的聽覺機制被視為具有回饋的、主動的非線性系統.構造精細的內耳就像一部輕薄短小的擴大機一樣,不過這個"耳蝸擴大機"雖然功能卓越,但它在處理訊號的過程中,會附帶產生一些原本不存在的聲音,此即耳聲發射.當耳蝸的功能受損時,耳聲發射也就會變得異常微弱,近年來,耳聲發射已被大量應用在初生嬰幼兒的聽力篩檢及耳蝸功能的測試上,其中以雙頻化音耳聲發射最具臨床應用價值.

耳發射的聲音非常微弱,只有當精密麥克風發展成熟之後才有可能被測量到,也因此借由儀器觀測到此現象是在20世紀的事了.

此現象從發現到數論推導到借由儀器觀查皆然獲證,讓我們對於耳朵聽音的問題有更進一步的認知與實用價值.

借現今學者的研究與論述:
十八世紀的音樂家聽見了組合音,演奏家利用它來調音,理論家用它來解釋音程的和諧性,十九世紀中葉,赫姆霍茲首度指出組合音來自於耳朵中的非線性扭曲,1970年代,科學家認定非線性扭曲發生在耳蝸,近二十年來,耳聲發射研究盛極一時,反而很少人注意到它與可聽見的組合音之間的關係.音樂中的Tartini’s tone、物理中的非線性振盪，與醫學中的雙頻化音耳聲發射相聯繫在一起.曾請教了耳科醫師以及在音樂學院學習演奏的學生,發現不同領域的人對同一件事所持的不同觀點.學音樂的人雖然耳朵很敏銳,能夠聽到組合音,但並不去追究它的原理；另一方面,耳科醫師著眼於耳聲發射的臨床應用,並不知道(甚至不相信)音樂家也聽得到雙頻化音耳聲發射；西樂理論家則剛好相反，不切實際地計算高階組合音，渾然不知雙頻化音耳聲發射有多麼的微弱.

此另類的弦外之音已能經由理論模型導出且經由量測確明證明,並再度指明出人類的幻覺現象之一.