虽然数学和音乐密不可分,但音乐往往被视为神奇的。它超越了情感和自然,通常很难(如果不是不可能)正确解释。例如,许多人深受贝多芬第九交响曲情感力量的影响,但可能并不完全理解为什么。也许伟大的作曲家只是凭直觉将数学与音乐联系起来。
但即使是音乐也有很多结构,可以清楚地识别,因此也可以计算。在Wolfram | Alpha,我们正在努力识别这些潜在结构,并正在想出令人兴奋的方法来将其激活。
以音阶为例。虽然我们习惯于在熟悉的音乐作品中弹奏琶音和旋律,但我们可以看到音阶的核心是有内在结构的。每个音高与下一个音高之间存在一定的可测量差异。此外,我们通常认为在音高空间中的每个音高都有特定的频率。
或者您可以直接查询给定注释的频率:
或者你可以检查给定音乐间隔的属性;Wolfram|Alpha支持音乐运算,允许用户获得音高加或减给定间隔的结果,例如完美五分之一:
Wolfram|Alpha也可以用作合成工具。也许你不确定哪个音阶包含一组特定的音符,或者你想探索几个包含相同音符的音阶。我们只需输入几个音符名称并计算结果就可以做到这一点。Wolfram|Alpha将返回包含这些音符的音阶和普通和弦。单击其中任何一个按钮可听到结果:
音乐风格和分析技巧不断发展。在Wolfram|Alpha,我们打算尽可能多地涵盖,从传统的音调理论到最近的音高集分析技术。
例如,输入一个或多个音乐键,Wolfram | Alpha将计算许多有用的事实,包括密切相关的键、输入键在五分之一圆上的位置以及给定键中的全音阶三和弦:
在下面的音乐集合论示例中,每个音高类都被指定了一个数字,其约定是C=0、C#=1、D=2等。许多理论家,如艾伦·福特,使用这种简单的技术对各种音高集进行分类并对其进行变换,如展开结果所示。
我们希望,我们的努力将有助于音乐家和非音乐家的更大社区,从教学到作曲本身。由于数学和音乐之间的正式联系可以追溯到古希腊人,我们有很多内容要介绍,并且很高兴能够应对使其全部可计算的挑战:从毕达哥拉斯,他是最早观察到琴弦的不同部分产生不同谐波的人之一,以及现代数字音频合成先驱,如Max Mathews,他是最早使用数字计算机合成声音的人之一。我们力求千方百计。