声音是如何从墙壁反射出来的？什么是和弦，为什么它很重要？为什么羽管键琴听起来和钢琴不太一样？是什么让音乐如此美妙？《美妙的振动》一书用通俗、简洁的语言解释了音乐中看不见的物理学现象，这些现象不仅造成了以上差异，还创造了我们称之为音乐的所有元素。
物理学家巴里·帕克教授退休后开始自学钢琴，被美妙的振动深深吸引。他在这本音乐物理学之书中讨论了声学、乐器、音乐的历史、声音是如何产生和被感知的，以及电子设备和音乐厅的设计奥妙。这个有趣的过程展示了声学可以教给我们量子论的知识，解释了简谐振动与波的理论关系。本书通俗易懂，内容翔实，通过精彩有趣的实例使音乐和物理学与我们的生活更加贴近，为大众读者普及日常生活中有趣的音乐现象和物理学之间的联系，帮助音乐家了解物理学原理，帮助物理学家感受音乐的美妙！

引言
第一部分 声与声波
第1章 创造音乐：声音是如何产生的
第2章 音乐之声：感知
第3章 和谐的气氛：运动的波
第二部分 音乐的基本组分
第4章 是什么让音乐如此优美：复杂的乐音
第5章 平均律音阶
第6章 旋律、和弦与和弦连接
第7章 “你得有节奏”：节奏与音乐类型
第三部分 乐器
第8章 钢琴与羽管键琴有什么差别？
第9章 弦乐器：用小提琴和吉他奏乐
第10章 铜管乐器：小号与长号
第11章 木管乐器：单簧管与萨克斯
第12章 最灵活多变的乐器：人声
第四部分 新科技与声学
第13章 电子音乐
第14章 做一段MIDI录音
第15章 音乐厅与录音棚的声学效果
后记
索引
推荐阅读

在很多人眼里，物理学
和音乐之间的距离，似乎有
几光年那么远，但令人惊讶
的是，它们其实紧密相连。
当然，音乐是一种声音，声
学是物理学中的一个分支，
但它们之间的联系不止这一
点。物理学和音乐都是有高
度创造性的领域。物理学的
重大进展，常常诞生于一个
人的脑海里：爱因斯坦给我
们带来了相对论，海森堡和
薛定谔则创立了量子理论。
音乐也是如此：贝多芬给我
们带来了宏伟的交响曲，肖
邦则创造了一系列优美的钢
琴作品。由此可以看到，物
理学和音乐都是人类大脑的
产物。在一部分人眼中，物
理学意味着一堆艰深而复杂
难懂的数学公式，但它在很
多人眼中却是令人愉快而享
受的事业。毋庸置疑，大多
数人都热爱音乐。因此，我
可以很有把握地说，物理学
和音乐都有忠实的拥护者。
这就带来了一个问题，
就是这本书到底是给什么样
的读者写的。我相信，音乐
家会有兴趣了解更多音乐背
后的科学，而大多数学生和
物理学爱好者也都热爱音乐
（我也是其中之一）。但在
写这本书的时候，我必须得
考虑一个问题：不同人的音
乐口味可能天差地别。有些
人热爱古典音乐，讨厌摇滚
乐；有些人则热爱摇滚乐，
讨厌古典音乐。因此，我尝
试采用一种大众都接受的方
式：把各种各样的音乐都讨
论个遍。我甚至专门用一章
的篇幅，讨论了所有的音乐
类型。这大概就是我所能做
到的极限了，希望能尽量满
足大多数读者。
对音乐的简短定义
先来考虑这样一个问题
：音乐是什么？这个问题看
起来好像很奇怪，毕竟每个
人都知道音乐是什么。但这
个问题的内涵其实比你想象
的要深，而且思考这个问题
，也有助于我们更深刻地理
解音乐和物理学之间的关系
。
先来看看词典里的释义
：音乐是“以形式的美感和
表达感情为目的将声音组合
在一起”，“将不同的音高组
合在一起，产生连贯一致的
声音序列，以唤起听者的审
美享受”的艺术。两种描述
都让我们很好地了解了什么
是音乐，但它们都没有触及
问题的核心。实际上，音乐
是很难完整而精确地定义的
。我们都知道，它是一门艺
术，会激发任何一名听众的
情绪反应。美妙的音乐会让
你浑身起鸡皮疙瘩，而糟糕
的音乐则会让你感到恶心，
甚至怒不可遏。所有人听到
音乐都会产生某种反应，不
管你年龄多大。哪怕是婴儿
，哭闹的时候一听到母亲开
始唱摇篮曲，也会迅速安静
下来。不仅如此，我们人脑
似乎生来就是会对音乐产生
反应的。有多项研究表明，
音乐（尤其是演奏/演唱音
乐）和人脑最深处的运作机
理有关。我们现在知道，大
脑的右半球负责帮助我们欣
赏音乐，但研究表明，音乐
与大脑多个区域都有关。比
方说，音乐在语言发展中就
起了重要作用，而且有趣的
是，它似乎还能提高数学能
力。因此，音乐除了具有娱
乐价值，似乎还可能带来其
他益处。
你可能会问，那音乐的
特征到底有哪些呢？事实证
明，音乐有四项主要特征。
首先，音乐由不同的音高组
成，这些音高有特定的频率
。也就是说，有的音高，有
的音低。其次，音乐有节奏
，也就是每个音高保持的时
间长度不同。本质上，节奏
就是音乐的节拍，这种节拍
通常是规则的（你随着音乐
打拍子的时候，就是跟着音
乐的节奏打拍子）。第三，
音乐的强度各异，有的音量
大，有的音量小，有的音量
中等，但绝大多数音乐的音
量都在某个范围内变化。最
后，音乐还有一项特征叫作
音色，正是它让音乐如此有
趣。我们会在后文中讨论音
色这项特征，但在这里可以
用最简单的方法来描述它：
音色就是让我们能区分各种
不同的乐器的特征，哪怕这
些乐器的演奏者都在演奏相
同的音高。每个人的声音都
与别人不同，也是因为音色
。
……
图中的音符我们称为全
音符，但实际情况下可能出
现的音符有很多种（我在下
面会一一介绍）。
对应于钢琴左手（也就
是低音）的谱表见下图（谱
线左侧的□（音乐符号）称
为低音谱号）。
对于低音谱表，情况基
本上是一样的。
刚刚我提到，除了图中
用的全音符以外，还有好几
种不同的音符。不同类型的
音符，表示这个音持续的时
间不同。音乐是以不同的时
间单位写成的，有每小节有
4拍的4/4拍（狐步舞曲的节
奏）、每小节有3拍的3/4拍
（圆舞曲的节奏），等等。
全音符持续4拍，二分音符
持续两拍，等等。其他音符
见下图。
在乐谱中，我们还会见
到另一类“音符”，称为休止
符。休止符意味着这个时段
没有音符被演奏。几种不同
时值的休止符见下图。
在音符与音符之间，你
还会看到连线。两个音符之
间的连线意味着音符的长度
需要延续（而非重新敲击键
盘），如下图所示。
最后，在整本书中，我
会提到位于键盘上不同八度
内的音。一个八度就是一个
音与比它高但和它等价（也
就是相同）的音之间的距离
，比如中央C和比它高12个
半音的那个音。区分不同八
度上的音是很重要的，为此
，我们把钢琴上最低的一个
八度中的音称为C，到B1，
下一个八