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用数学家的语言来说,这是“必要条件”(necessary condition),但不是“充分条件”(sufficient condition)。这“必要条件”与“充分条件”之间的差别是就是整个乐团的密切“合作”(co-operation)与“协调”(co-ordination)。
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所以,“合作”与“协调”就是“整体论”思想的关键所在,也是一种高层次的要求。然而,如何科学地、定量地从“整体论”的角度来研究有机体,也就是如何科学地、定量地来研究、测定和计算“合作”与“协调”的程度。
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“无序”、“有序”及“谐和”
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其实,从“拆分论”一步一步地走向“整体论”,已经有三四十年的历史了。20世纪70年代,普里高津(Ilya Prigogine,1917—2003)就提出了从“无序”(disorder)走向“有序”(order)思想。而音乐显然不可能是一种“无序”的结构,必定有某种“有序”东西在里面(图13-1)。同样地,许多生物学和医生也相信,有机体是高度“有序”的。
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图13-1无序就不是音乐
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从“无序”到“有序”,是从“拆分论”走向“整体论”的重要一步。但是,对于交响乐或有机体来说,这还是不够的,因为并不是“有序”越高越好。无论是对音乐还是对有机体,最佳的状态既不是“无序态”(chaotic state),也不是“高度有序态”(perfect ordered state),而是“相干态”(coherent state)。我们可以用简单的语言来说明“无序态”、“有序态”和“相干态”三者之间的差别。
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“无序态”中的元素如同幼儿园中的小孩子,当老师不在场时,没有统一号令,也不知道怎样相互合作,所以各自为政。用数学物理学的语言来说,n个孩子就有n个自由度,也称他们处于“高度无序态”。
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“有序态”中的元素如同仪仗队中的士兵,高度合作,统一行动,就如一个人一样。用数学物理学的语言来说,n个士兵只有一个自由度,也称他们处于“高度有序态”。
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而“相干态”中的元素则犹如芭蕾舞中的演员。当芭蕾舞表演非常成功、非常优美时,每一个演员都会成为一个独立的美丽的图像,然而,把任何两个演员或任何几个演员放在一起看时,还是一幅又美丽又谐和的图像。也就是说,各个演员之间的合作和协调都是极好的,非常谐和。这时,用数学物理的语言来说,n个演员有2n-1个自由度。
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更重要的是这个整体图像还不是静态的,而是动态的。所以“相干态”不是静态的,而是动态的。
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从组合的角度看音乐
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从声学的角度来看,音乐是许多不同频率的“组合”,包括空间的组合与时间的组合。当然,我们可以容易地用“拆分论”的方法来研究音乐。例如,几乎所有的音乐都可写成乐谱,而乐谱是一个个单个音符的组合。用“拆分论”的方法,我们还可以把单个音符进一步分解成许多不同单个频率的组合(图13-2)。
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在这许多不同单个频率的组合中,有一个频率我们称之为“基频”(fundamental frequency),例如,音符“A”的基频是440赫兹,而音符“C”的基频是524赫兹。
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图13-2一个音符的频率分析
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除了这个“基频”之外,单在一个音符之内,还有许许多多的“泛音”(overtones)。这些“泛音”一般是“基频””的整数倍,即1倍、2倍、3倍……不同的乐器有不同的“泛音”组合,音乐家把它们称为“音色”(tone colour or timbre)。根据不同的音色,我们可以区别不同的乐器,甚至可以区别不同的人。
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显然,一曲谐和的音乐绝对不可能是“无序态”。图13-1中的音符组合只能产生一片噪音。但是,也不能是“高度有序态”,所有的音符和音频都是统一的,就如仪仗队中的士兵。因为,那也不是音乐,只是一种单调的叫声。
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那么,什么是“相干态”呢?“相干态”的音乐是怎样的?“相干态”的芭蕾舞又是怎样的?如果我们知道了什么是“相干态”的音乐和“相干态”的芭蕾舞,那么我们就比较容易理解,什么才是谐和的生命。
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“1+1=3”:“谐和”的基本数学公式
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其实,科学地、定量地计算“谐和”的程度,并不像一般人想象的那样可怕、那样艰难,我们甚至可以用很初等的数学来说明其最基本的原理。
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首先,让我们仔细看一看图13-3,并且数一数,在这张照片中,一共有几个演员。
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“两个演员!”,所有学过算术的孩子,包括一年级的小学生和幼儿园大班的孩子,都会骄傲地大声叫起来。而所有的家长,都会面带微笑,满意地点点头。这个问题实在太简单了,这个答案也绝对不会错。并且好像也不会有其他答案。
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遗憾的是,这并不是绝对正确的答案。也就是说:“1+1=2”并不是绝对的真理。事实上,不但有“1+1=2”,还有“1+1=1”和“1+1=3”等不同的数学。现在,我们把“1+1=2”、“1+1=1”和“1+1=3”这三种不同的数学,一一加以讨论。
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