书城童书走进声音世界(物理知识知道点)
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第15章 语言、语音与声学

全世界有2万多个民族,讲着2800多种语言。被5000万以上人口使用的语言有13种,其中说汉语的人口最多,其次是英语、印地语、西班牙语、阿拉伯语、葡萄牙语……讲英语的国家最多,其次是西班牙语,再次是阿拉伯语、法语、德语。

不仅如此,每种语言里还有许多方言。

但是,所有语言都是用语音来表达的,这是它们的共同点。语音是通过人的发音器官发出的声音。人的发音器官包括呼吸器官、声带和口腔。肺、支气管和气管是发音的动力站,说话时由那里发出气流。声带是我们喉头中间的两片薄膜,它富有弹性,附着在喉头的软骨上。两片声带中间的通道叫做声门。

我们默不作声时,声带是松弛的。从肺里呼出的气流经过声门时,自由自在地从那个三角形的孔里通过,不会引起声带的振动。当我们讲话或唱歌时,声带便会绷紧,向中线内收,并且相互紧紧地接触,“声门关闭”了,从肺里呼出的空气只能从缝隙中挤出,于是引起声带的振动,发出了声波。人们在说话的时候,不管是讲哪种语言,都会有一个个的音节。

请你大声说:“花真香!”分析一下,这是三个音节,头一个音节是huā,第二个音节是zhēn,第三个音节则是xiāng。

请你拉长声说“花”字,你会发现,“花”字变成ā音,如果不把嘴闭上,“花”字是出不来的。可见,花(huā)这个音节是由h、u、ā三个更小的语音组成的,这种最小的语音单位叫音素。

几千种语言都是由音素组成的。音素包括元音和辅音两大类,例如a就是元音,h就是辅音。元音是由声带振动发出来的乐音,每个元音的特点是由口腔形状决定的,辅音是发音时由口腔的不同部位以不同的方式阻碍气流所产生的一些音。

无论哪种语音都是由不同形式的声波构成的。每一个音都有一定的音色、音高(声调)、音强(声强)和音长,这些就是语音的物理属性。

音色和发声体有关,这个道理语音中也在应用:声带振动发出的音和声带不振动时发出的音就有不同的音色。

音色和发音方法有关,同是弦乐器,用弓拉和用手指拨,音色会不同。语音也是如此,送气或不送气,就形成了音色不同的两个音。例如不送气时是b,送气时就成了p。

共鸣器的形状会影响音色,这个原理在语音中也适用。口腔闭合一点或张大一点,发出的音也不同。发a音口腔必须大开,发o音口腔是半合的。

音高是由声波的频率决定的。音高在汉语语音里是很重要的,例如mai这个音节,读成mǎi是“买”,读成mài是“卖”,意义相反。在语言学里这叫声调的变化,它主要取决于音高,有时也和音长有关。

音强(声强)是由声波的振幅决定的。音强在汉语里有甄别词义和语法的作用!把重音放在不同的位置,往往有不同的词义;“虾子”和“瞎子”,前者读作xiāzǐ,表示虾的卵,后者读作xiāzi,“子”要轻读,表示盲人。“对头”这个词,把重音放在“头”字上,读为duìtóu,表示正确、合适的意思,把重音放在前面,“头”字轻读,读成duìtou,就变成了仇敌、对手、冤家的意思:

音长是声音的长短。不同的音长可以表达不同语气和情态。

从物理学角度来看,千变万化的语音不过是千变万化的声波。一切语言都可以用频率、声强和时间这三个物理量来描述。早在40多年前,物理学家和语言学家就共同研究出了“语图仪”,用这种“语图仪”可以把声音信号画出图形。“语图仪”的出现标志着近代语言声学进入了新阶段。

近年来,语言声学又有了新发展,人们已经造出了能听懂某些词汇的机器(例如可以识别200个词),会说某些语言的机器。

但是,要让机器听懂人的语言还需要克服许多困难。因为人们能听懂话,不光是靠物理上的语音信息,而且要靠大量的非物理量的信息。我们都会说汉语,为什么老师用汉语讲课,你有时听不懂?这就比较复杂了。科学家们正在研究“语言理解系统”,这要涉及人工智能的许多问题。不过,这些难题在不久的将来是一定能解决的。在学好“数理化”的同时,努力学好语文和外语吧,要解决这类难题,偏科和“重理轻文”的学生是不胜任的!

弦乐器

弦乐器的发音方式是依靠机械力量使张紧的弦线振动发音,故发音音量受到一定限制。弦乐器通常用不同的弦演奏不同的音,有时则须运用手指按弦来改变弦长,从而达到改变音高的目的。

弦乐器是乐器家族内的一个重要分支,在古典音乐乃至现代轻音乐中,几乎所有的抒情旋律都由弦乐器来演奏。可见,柔美动听是弦乐器的共同特征。它们音色统一,有多层次的表现力:合奏时澎湃激昂,独奏时温柔婉约;又因为丰富多变的弓法(颤、碎、拨、跳等)而具有灵动的色彩。

弦乐器从其发音方式上来说,主要分为弓拉弦鸣乐器和弹拨弦鸣乐器。弓拉弦鸣乐器:小提琴、中提琴、大提琴、倍低音提琴、二胡;弹拨弦鸣乐器:竖琴、吉他、电吉他、电贝司、古琴、琵琶、筝。