十二平均律

十二平均律

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历史沿革

西蒙·斯特芬 作于 1605年左右的手稿 Van de Spiegheling der singconst西蒙·斯特芬 作于 1605年左右的手稿 Van de Spiegheling der singconst

公元400年左右,中国南朝数学家何承天提出世界历史上最早有记载的十二平均律数列 900 849 802 758 715 677 638 601 570 536 509.5 479 450(原文:……黄钟长九寸,太簇长八寸二厘,林钟长六寸一厘,应钟长四寸七分九厘强)。

意大利的物理学家伽利略·伽利莱的父亲伽利略·文森佐曾试图解决十二平均率问题,但他用的倍率是 18:17  而不是,因此自乘12次后只得 1.98556,不是2,八度走了音,他的系统只可算近似十二音阶平均律。

1605年荷兰数学家西蒙·斯特芬在一篇未完成的手稿“Van de Spiegheling der singconst”提出用 计算十二平均律,但因计算精度不够,他算出的弦长数字,有些偏离正确数字一至二单位之多。

西蒙·斯特芬的弦长表:

弦 10000 比率 正确的弦长
半音 9438 1.0595465 9438.7
全音 8909 1.0593781
1.5 音 8404 1.0600904 8409
2 倍全音 7936 1.0594758 7937
2.5 音 7491 1.0594046 7491.5
3 音 7071 1.0593975 7071.1
3.5 音 6674 1.0594845 6674.2
4 音 6298 1.0597014 6299
4.5 音 5944 1.0595558 5946
5 音 5611 1.0593477 5612.3
5.5 音 5296 1.0594788 5297.2
八度 1.0592000

西蒙·斯特芬的频率比,每音一率,且各不相同,这是不正确的。

朱载堉发明十二平均律

中国明代音乐家朱载堉于万历十二年(1584年)首次提出“新法密率”(见《律吕精义》、《乐律全书》),推算出以比率 将八度音等分为十二等分的算法,并制造出十二平均律律管及律准,是世界上最早的十二平均律乐器。他用九九八十一位算盘计算出来准确到25位数字新法密率为:

律名 比率
正黄钟 1.000000000000000000000000
倍应锺 1.059463094359295264561825
倍无射 1.122462048309372981433533
倍南吕 1.189207115002721066717500
倍夷则 1.259921049894873164767211
倍林锺 1.334839854170034364830832
倍蕤宾 1.414213562373095048801689
倍仲吕 1.498307076876681498799281
倍姑洗 1.587401051968199474751706
倍夹锺 1.681792830507429086062251
倍太蔟 1.781797436280678609480452
倍大吕 1.887748625363386993283826
倍黄钟 2.000000000000000000000000

朱载堉新法密率

朱载堉首创十二平均律乐器

朱载堉为了验证所创的十二平均律理论,计算出所需的长度和律管内径,特选用上等竹子,按数据截取所需的长度,按数据镟出内径,分别创制世界上最早的十二平均律律管36根,分别为新法密率倍率管12根、正律管12根和半律管12根。选上好竹子制造,金门竹、班竹或紫竹都可,但最上乘的当推江南出产的笔管竹。竹管不涂油漆,取天然之质。如没有合适的内周径,则需加工,经过加工的竹管,不得已而涂漆;宜用黑漆如同古琴,忌涂红漆,太俗气。

倍率黄钟管的内径取为五寸,下一根竹管的内径为上根竹管的直径除以

乐器尺寸

十二平均律倍律管十二平均律倍律管

十二平均律正律管十二平均律正律管

十二平均律半律管十二平均律半律管

律数 律名 长度 内径
1倍律 黄钟 2.0000尺 0.500尺
2倍律 大吕 1.8877尺 0.485尺
3倍律 太蔟 1.7818尺 0.471尺
4倍律 夹锺 1.6818尺 0.458尺
5倍律 姑洗 1.5874尺 0.445尺
6倍律 仲吕 1.4983尺 0.432尺
7倍律 蕤宾 1.4142尺 0.420尺
8倍律 林锺 1.3348尺 0.408尺
9倍律 夷则 1.2599尺 0.396尺
10倍律 南吕 1.1892尺 0.385尺
11倍律 无射 1.1224尺 0.374尺
12倍律 应锺 1.0594尺 0.363尺
1正律 黄钟 1.0000尺 0.353尺
2正律 大吕 0.9439尺 0.343尺
3正律 太蔟 0.8909尺 0.333尺
4正律 夹锺 0.8409尺 0.324尺
5正律 姑洗 0.7937尺 0.314尺
6正律 仲吕 0.7491尺 0.306尺
7正律 蕤宾 0.7071尺 0.297尺
8正律 林锺 0.6674尺 0.288尺
9正律 夷则 0.6299尺 0.280尺
10正律 南吕 0.5946尺 0.272尺
11正律 无射 0.5612尺 0.264尺
12正律 应锺 0.5297尺 0.257尺
1半律 黄钟 0.5000尺 0.250尺
2半律 大吕 0.4719尺 0.242尺
3半律 太蔟 0.4454尺 0.235尺
4半律 夹锺 0.4204尺 0.229尺
5半律 姑洗 0.3968尺 0.222尺
6半律 仲吕 0.3745尺 0.216尺
7半律 蕤宾 0.3535尺 0.210尺
8半律 林锺 0.3337尺 0.204尺
9半律 夷则 0.3150尺 0.198尺
10半律 南吕 0.2973尺 0.192尺
11半律 无射 0.2806尺 0.187尺
12半律 应锺 0.2648尺 0.181尺


倍率黄钟管的内径取为五寸,下一根竹管的内径为上根竹管的直径除以

十二平均律准

朱载堉依他对十二平均律所发明的新法密率理论,创制一种律准。用桐木制作,琴身厚四分,张琴弦12根,琴底藏一根黄钟律管,用来定黄钟。

朱载堉12弦十二平均律准朱载堉12弦十二平均律准

按第1弦为黄钟与本弦散声应按第2弦为大吕 与本弦散声应按第3弦为太蔟 与本弦散声应按第4弦为夹锺 与本弦散声应按第5弦为姑洗 与本弦散声应按第6弦为仲吕 与本弦散声应按第7弦为蕤宾 与本弦散声应按第8弦为林锺 与本弦散声应按第9弦为夷则 与本弦散声应按第10弦为南吕 与本弦散声应按第11弦为无射 与本弦散声应按第12弦为应锺 与本弦散声应

十二平均律准

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律准 

十二平均律的西传

16世纪末叶中外交通方兴未艾,1580年开始,明朝广东承宣布政使司每两年在广州举办一次为时数周的交易会,届时东西商人和传教士交流货物和思想;朱载堉刊行十二平均律学说之时,正值耶稣会意大利传教士利马窦来华之时,朱载堉的十二平均律学书,极有可能在此时通过传教士传向西方。事实上利马窦在其私人日记里提到朱载堉的历法新理论,利马窦本人又是精通天文学和数学,很可能知道朱载堉用来解决春分与夏至三个月之间的比率:无独有偶,利马窦还是法国位居高位的科学家马兰·梅森 (Pere Marin Mersenne)的朋友,他们有共同的学术兴趣,在他们交往过程中,利马窦必将朱载堉获得的=1.059463094359295264561825 传达给梅森。1638年梅森出版《和谐音概论》,书中在西方世界第一次出现1.059463 这个数字,在此之前西方无人知道这个数字。因此现今世界乐坛通行的十二平均律,其发明权非朱载堉莫属。十九世纪德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹在所著的论音感一书中写道:“中国有一位王子名叫载堉,力排众议,创导七声音阶。而将八度分成十二个半音的方法,也是这个富有天才和智巧的国家发明的”。

1890年布鲁塞尔皇家音乐博物馆馆长 Victor Charles Mahillon 按朱载堉十二平均律律管数据,复制了一套律管,经过测试之后,他写道:“关于乐管的管径,我们毫无所知,中国人比我们知道的多得多。我们按王子载堉的数据复制了一套律管,测试结果表明他的理论的准确性”。

十二平均律流行世界

德国作曲家巴赫于1722年发表的《平均律键盘曲集》(Das Wohltemperierten Klavier,中文意思是“完美调音的键盘乐器”),有可能就是为十二平均律的键盘乐器所著。十二平均律的德文是Gleichschwebende Temperatur,而不是Wohltemprierte。平均律的英文是Equal Temperament,Temperament是Temper(调律)的动词,因为百余年来欧美各国的调律都采十二平均律,故现在习惯以Temperament表示十二平均律。

James Murray Barbour (1897, 3, 31 - 1970, 1, 04) 研究“调律技术演进史”,认为1842年由英国乐器制造厂Broadwood找到十二平均律的调律法,十二平均律才能普及。 巴赫的键盘乐器则是使用他的学生,音乐理论家Johann Philipp Kirnberger综合中庸全音律与五度相生律的原理,所发明的调律法。

历史上各种十二平均律的音分

年份 人名 比率 音分
400 何承天 1.060070671 101.0
1580 伽利略·文森佐 18:17 99.0
1581 朱载堉 1.059463094 100.0
1585 西蒙·斯特芬 1.059546514 100.1
1630 马兰·梅森 1.059322034 99.8
1630 Johann Faulhaber 1.059490385 100.0

朱载堉显然是历史上最先获得100音分的十二平均律;半世纪之后德国数学家Johann Faulhaber也获100音分。

十二平均律表

弦 10000 比率 正确的弦长
半音 9438 1.0595465 9438.7
全音 8909 1.0593781
1.5 音 8404 1.0600904 8409
2 倍全音 7936 1.0594758 7937
2.5 音 7491 1.0594046 7491.5
3 音 7071 1.0593975 7071.1
3.5 音 6674 1.0594845 6674.2
4 音 6298 1.0597014 6299
4.5 音 5944 1.0595558 5946
5 音 5611 1.0593477 5612.3
5.5 音 5296 1.0594788 5297.2
八度 1.0592000

词条图册

律名 比率
正黄钟 1.000000000000000000000000
倍应锺 1.059463094359295264561825
倍无射 1.122462048309372981433533
倍南吕 1.189207115002721066717500
倍夷则 1.259921049894873164767211
倍林锺 1.334839854170034364830832
倍蕤宾 1.414213562373095048801689
倍仲吕 1.498307076876681498799281
倍姑洗 1.587401051968199474751706
倍夹锺 1.681792830507429086062251
倍太蔟 1.781797436280678609480452
倍大吕 1.887748625363386993283826
倍黄钟 2.000000000000000000000000

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