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第9章 同声相应

鲁迅与茅盾,同为我国著名的作家。自20世纪20年代末期,他们二人就开始并肩战斗,共同从事革命文艺活动和社会斗争。比如1931年为抗议国民党反动派的血腥屠杀政策,发表了《为国民党屠杀大批革命作家宣言》;1932年2月,发表《上海文艺界告世界书》和《为日军进攻上海屠杀民众宣言》;同年5月,发起为日本革命作家小林多喜二遗族募捐,等等。后来人们提起他们,会说道:“这二位是同声相应的作家。”

同声相应,典出《易经·乾·文言》:“子曰:‘同声相应,同气相求。水流湿,火就燥。云从龙,风从虎。圣人作而万物睹。’”王弼注疏:“同气相求者,若天欲雨,而柱础润是也。”《易经·乾》卦认为:声音相同的就相互响应,气味相投的就互相追求。这是一种天地、天人感应的说法,圣人有生养之德,众人有生养之情,前事之“兆”,为后事之“应”。这个成语用来形容相同的声音可以互相呼应,相似的气味可以互相融合,比喻志趣相同的人便会结合在一起或应和别人的话。明·兰陵笑笑生《金瓶梅词话》第六九回:“自古同声相应,同气相求,本乎天者亲上,本乎地者亲下,同他做伙计,亦是理之当然。”西汉·司马迁《史记·伯夷列传》中说:“同明相照,同类相求。”这是从偶然与必然、原因与结果之间的联系出发,叙述同类之间的关系。这个成语现泛指事物之间的聚结,也用于贬义。

如果从科学的角度客观来说,这个成语其实描述了物理声学中的共振现象。共振是指一个物理系统在其自然的振动频率(所谓的共振频率)下趋于从周围环境吸收更多能量的趋势。自然中有许多地方有共振的现象,比如乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振、电路的共振等等。其中声学上的共振现象也称为“共鸣”。这是当两个物体发生振动时,它们的固有频率相同或具有简单的整数比时所产生的现象。

古人很早就注意到,在弹奏弦乐器时会出现共振现象。世界上最早记录共振现象的文章载于《庄子》:“为之调瑟,废于一堂,废于一室,鼓宫宫动,鼓角角动,音律同矣。夫或改调一弦,于五音无当也。”意思是:于是为之调好了瑟,一张放在堂屋里,一张置于内室中,在一张瑟上奏宫音,另一瑟的宫弦应声,在一张瑟上奏角音,另一瑟的角弦应声,因为它们音律相同或者改调一弦,与五声音阶上的五个级(即宫、商、角、徵、羽,相当于现行简谱上的1、2、3、4、5)都不符合,弹奏它,则25根弦一齐振动。

这个实验发现了两种现象,一种是基音与基音之间的共振,另一种是基音与泛音之间的共振,后一种现象在一般情况下较难察觉。

后来《吕氏春秋》一书也对上述现象进行解释:“类同相召,气同则合,声比则应,鼓宫而宫动,鼓角而角动。”汉末学者高诱作注说:“鼓,击也。击大宫而小宫应,鼓大角而小角应,言类相感也。”高诱的解释既有定性的,也有定量的内容。说定性,是他注意到声与声之间的作用;说定量,是“大宫”与“小宫”、“大角”与“小角”的作用应成比例,它们相隔八度,即频率比为1:2,这就是一种泛音现象。

唐段成式(?~860)在《酉阳杂俎》中记载了一个关于共振的故事:“蜀将军皇甫直,别音律,击陶器能知时月。好弹琵琶,元和中,尝造一调,乘凉临水池弹之,本黄钟而声人蕤宾,因更弦再三奏之,声犹蕤宾也,直甚惑,不悦,自意为不祥。隔日,又奏于池上,声如故。试弹于他处,则黄钟也。直因调蕤宾,夜复鸣弹于池上,觉近岸波动,有物激水如鱼跃。及下弦则没矣。直遂集客,车水竭池,穷池索之数日,泥下丈余得铁一片,乃方响蕤宾铁也。”意思是:蜀将军皇甫直善于辨别音律,只需敲击几下陶器,就可以确定该陶器的制作年月。他喜欢弹琵琶,元和年间,他曾自己谱成一种曲调,在凉爽的水池边弹奏。这首曲子本来属于黄钟(今律名“f”)调,却走调成为蕤宾(今律名“b”)调,经多次调弦演奏还是蕤宾调。他极为迷惑,心中郁郁不悦,认为这是不祥之兆。隔了一天,他又在池边弹奏,其调仍为蕤宾。于是他试着到别处弹奏,则恢复到正常的黄钟调了。他于是干脆把琵琶弦音调成蕤宾,晚上再到池边弹奏,觉近岸处池中波浪随乐音旋律而跳动,似有东西在激水,就像跃鱼激水一般。当停止弹奏时,水面也归于平静。皇甫直就召集宾客,用水车排干池水,在池中四处搜索,这样在池中搜了好几天,终于在泥下3米多深的地方找到一块铁片,原来它正是方响蕤宾调的定音铁。

此外,古人记载最多的共振现象应属“自鸣”。西汉·董仲舒在《春秋繁露·同类相动》中指出:“物之以类动者也,其动以声而无形,人不见其动之形,则谓之自鸣也。”董仲舒认为,同类的物体运动或振动会产生自鸣,由于它是以声音的形式表现出来,人们不能直接看到它的成因。他以琴瑟的弦音为例,认为“五音比而自鸣,非有神,其数然也”。可见董仲舒注意到自鸣的数理关系,并借此说明“天人感应”的道理。

《太平广记》中也有关于自鸣现象的记载:“永建时,殿上钟自鸣,帝甚忧之。公卿莫能解,乃问英。英曰:‘蜀岷山崩,母崩故子鸣,非圣朝灾也。’”“魏时,殿前钟忽大鸣,震骇。省署。华曰:‘此蜀铜山崩,故钟鸣应之也。’蜀寻上事,果云铜山崩,时日皆如华言。”钟不扣自鸣,古籍上的记载不胜枚举,仅《三冈识略》就有三次。

而最先提出“自鸣”这一术语的是宋代科学家沈括。一天,沈括在朋友家中看到一个共振现象,他记述并解释说:“予友人家有一琵琶,置之虚室,以管色奏双调,琵琶弦辄有声应之,奏他调则不应,宝之以为异物,殊不知此乃常理。二十八调但有声同者即应。”其中的“管色”就是“筚篥”,古代的一种吹奏乐器;“双调”是古代燕乐的一个调名。沈括在友人家中看到的是一个琵琶的弦与管乐器发生共振的现象。为了进一步弄清原因,沈括设计了一个实验,即琴瑟的弦发生共振实验。沈括在《梦溪笔谈》中记述:“琴瑟弦皆有应声。宫弦则应少宫,商声则应少商,其余皆隔四相应。”其中宫、商相当于现代简谱中的“1”、“2”;少宫、少商则相当于高音“1”、高音“2”。琴瑟都是以五声音阶定弦的,第一弦隔二、三、四、五弦,同第六弦“隔四相应”,以此类推。

沈括还特地用纸人来演示其“相应”的情形:“今曲中有声者,须依此用之,欲知其应者,先调诸弦令声和,乃剪纸人加弦上,鼓其应弦,则纸人跃,他弦即不动。声律高下苟同,虽在他弦鼓之,应弦亦震,此之谓正声。”也就是说,为了要知道某一根弦的应弦,可以先将各条弦的音调准,然后剪纸人放在待测弦上,一弹与它相应的弦,纸人就会跳动,弹其他弦,纸人就不动。如果琴弦的声调高低都相同,即使在别的琴上弹,这张琴上的应弦同样也会振动,沈括把这叫做“正声”实验。沈括的实验是世界上第一个弦线共振实验。

宋末学者周密重复了五度的共振实验,他在《癸辛杂识》中写道:“琴间指以一与四,二与五,六、四与七为应。今凡动一弦,则第四弦自然而动。试以羽毛轻纤之物,果然,此气之自然相感动之妙。”周密所论述的都是弦长比为2:3的共振情况。

由此可见,沈括与周密的实验研究,分别发现了共振发生在振数比为1:2(宫与少宫,商与少商)、2:3(隔四相生)等处。同样的实验研究方法,意大利达·芬奇在15世纪进行,牛津诺布尔和皮戈特在17世纪进行。他们的研究比沈括(1031~1095)、周密(1232~1298)要晚几百年。

明末学者方以智对沈括的实验也做了补充。他在《物理小识》中写道:“今和琴瑟者,分门内外,外弹仙翁,则内弦也动。如定三弦子为梅花调,以小纸每弦贴之,旁吹笛中梅花调一字,此弦之纸亦动。”文中所说的“内外”是指琴瑟的内侧和外侧,“仙翁”是一种定弦的方法,“一字”是吹笛时六孔全闭的音。当笛子吹出“一字”的乐音时,“三弦子”上发“一字”音的弦也振动起来。方以智用小纸片演示了这时产生的共振现象。

同声相应,琴弦间跳动的不仅是音符,还有科学。

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