为什么按照既定规则就可以把声音组织成音乐？

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凯斯西储大学物理学副教授杰西·别列佐夫斯基(Jesse Berezovsky)是一名经验丰富的科学研究员和业余中提琴演奏者，他很自然地理解了这两种现象之间的内在联系——更具体地说，就是音乐的有序结构如何从一般的混合声音中凸显出来。

“为什么声音可以按照既定的规则组织成音乐？为什么我们用这种方式创作音乐？为了解释这个问题，我们可以借用相关的方法:随机气体或液体中的原子如何结合形成特定的晶体？”

物理学和音乐中的相变

他说物理和音乐有一个共同的答案。别列佐夫斯基认为这是一个叫做“相变”的过程。秩序和无序(或熵)之间的平衡产生有意义(有意义)的形式。

“我们可以看到声音的不和谐和熵之间的平衡或竞争，我们也可以看到相变也可以从无序的声音中发展出有序的音乐结构。”。

数学和音乐的结合并不新鲜。数学家们一直对音乐结构着迷。

然而，别列佐夫斯基认为，到目前为止，大多数想法都是自上而下的方法，将数学思想应用到现有的音乐作品中，作为理解现有音乐的一种方式。

他认为他揭示了艺术固有的“音乐和谐的新结构”，正如秩序来自物质世界的无序。他认为这可能意味着过去、现在和未来的音乐应该以一种全新的方式来看待。

"我相信这种模式能揭示和谐的结构，尤其是在西方音乐中."别列佐夫斯基说，“但我们可以更进一步:这些想法可以为研究整个文化和跨历史的可调和谐系统提供新的视角——甚至可能成为探索这些领域的新路线图。或者这只是我们欣赏音乐的另一种方式——音乐的出现就像雪花或水晶宝石的形成。”

音乐的新结构

别列佐夫斯基说他的理论不仅仅是一种音乐美学观点。相反，他说数学结构实际上是音乐本身的基础，因此八度音阶和其他音乐理论是固有的属性，而不是人类任意规定的。

他的论文发表在5月17日的《科学进展》上，“它旨在解释为什么基本有序模式出现在音乐中，并使用相同的统计力学框架来描述物理系统中的相变序列。”

换句话说，当原子从气体或液体中组织成晶体时，指导原子排列的相同的一般原则促成了这样一个事实，“在这个模型中，从无序声音到离散音高集的相变导致了西方音乐中的八度十二边形。”

这个理论也解释了为什么我们喜欢音乐——因为它显示了太不协调和太复杂之间的紧张关系。

连续播放的单个音符没有任何不和谐(低“能量”)，但对人耳来说完全是无聊的，而过于复杂的音乐(高熵)通常不会让人耳满意。别列佐夫斯基说，大多数音乐跨越时间和文化，存在于两个极端之间的张力。

这篇文章是从物理翻译过来的，由基于知识共享的翻译者发表。