美妙的音符是由不同的頻率組成的,最常見的就是中央Do,頻率是261.6Hz,依序應該有Do、Re、Mi、Fa、So、La、Si再接著就是高八度的Do、Re、Mi、Fa、So、La、Si了,其各音階頻率約如下表所整理:
| 音名 | 中央C | D | E | F | G | A | B | 高音C |
| 唱名 | Do | Re | Mi | Fa | So | La | Si | Do |
| 頻率(Hz) | 261.6 | 293.7 | 329.6 | 349.2 | 392.0 | 440 | 493.9 | 523.3 |
同一個音(例如Do),不管是高八度或低八度時,它們聽起來的感覺其實是與頻率存在著倍數關係。例如像高音Do(523.3Hz)頻率正好是中央Do(261.2Hz)的兩倍,也正是這種頻率的關係,讓我們能區別音樂的高低起伏,甚至不同樂器發出同樣頻率的音時也能產生共嗚!
音符的頻率我們可以聽得到高低音,水面的波動我們可以看的到漣渏,光波的不同頻率造就了七彩顏色;那有沒有我們可以看到頻率的不同,又可以看到共振的現象呢?今天就來介紹大家學樂器時一定會用到的節拍器來做幾個實驗吧!
首先機械式的節拍器是依照不同的刻度造成擺錘重心的變化,產生出不同的擺動週期,而擺動週期的反比就形成了我們可”看見和聽見”的不同節拍及頻率,那我們就趕緊用節拍器來做實驗吧!
首先,每個節拍器都有一根擺錘,只要調動擺錘上的刻度方塊就可以改變擺錘的重心位置,進而讓擺錘晃動的速度(tempo)和頻率有所不同,有些人甚至會以每分鐘平均心跳數來當作基準;例如♩=72,表示以梅智節拍器計算,每一分鐘演奏七十二個四分音符(即一分鐘七十二拍)。常見的音樂速度標記如下(bpm=每分鐘擺動幾下):
- Prestissimo – 最急板(約為200 – 208 bpm)
- Presto - 急板(168 – 200 bpm)
- Vivace - 活潑的(~140 bpm)
- Allegretto - 小快板 (104 – 112 bpm)
- Moderato - 中板(90 – 115 bpm)
- Andante - 行板(76 – 108 bpm)
- Adagio - 柔板(66 – 76 bpm)
- Larghetto - 小慢板(60 – 66 bpm)
- Lento - 慢板(40 – 60 bpm)

那我們今天要討論的是,如果不同的頻率的話,其實兩個節拍器的擺動頻率當然就不相同,像72 bpm和200 bpm就不相同,但兩者若剛好擺動到最小公倍數時還是有可能會有相同的相位,但要持續同頻率真的很困難。但是若兩個節拍器調整成同樣的頻率時,會不會相同相位達成共振呢?答案是還是有困難,因為每個節拍器出廠時都會有公差存在,擺錘重量誤差、轉軸的摩擦系數不同、環境的溫度和膨脹系數等等都會影響,另外兩個節拍器的起始相位不同,如一左一右,兩者也不會呈現相同週期擺動的。
我們做的第一個實驗,就是將節拍器的頻率都調成200 bpm,觀察一下兩者的擺動週期,但這兩個節拍器不會互相影響,幾乎可以視為兩個獨立的系統,可以發現大部分時間,兩者都是各跳各的,只有在影片末尾時才稍微有相同相位,但無法持續很久。
第二個實驗,若有了傳導介質的存在,兩個節拍器的擺動可以互相影響,我們利用圓形的飲料瓶和木板做成了滑車系統,當作兩個節拍器中的能量傳導介質,在相同的節拍和頻率下,我們可以發現,雖然兩個節拍器的起始相位不同,但經過互相擺盪幾個週期後,就到達了相同相位的擺盪, 持續的兩個節拍器之間互相調節快慢,會保持相同擺盪頻率,直到兩者的能量都耗盡。
第三個實驗,測試三個節拍器,一開始只放在堅固的桌上時,雖然都是設置相同的200bpm,但三個節拍器因為起始相位不同,三者仍然是各跳各的,偶爾有兩個節拍器同步,卻片刻後就各走各的路了;而加上滑車系統後,三個節拍器很快就達成相同頻率、相同相位的擺盪了,而且可以達成共振的時間也更久了,可以仔細看到影片後頭時,偶爾有單獨的節拍器想脫隊了,但又很快的被其他兩個節拍器同步了。
綜合以上三個實驗,我們可以發現幾個道理,不同頻率之間,本來就很難有同步或共振的情形,而相同頻率的節拍器(例如200bpm),如果沒有傳導能量的滑車系統,仍然是會呈現各跳各的情形,只有在滑車系統上,能量互相傳導達成一致的共振,兩個或三個節拍器才會呈現一致的擺盪。這其實可以用來描述我們人與人之間的互動,一家人的兄弟姐妹都會有所不同了,朋友同事間的頻率差異就更大了,我們不大可能與其他人永遠都呈現相同頻率或同步,比較可能是我們相互之間可能某些時間是可以在相同相位或步伐的,例如上班做同一件事,我們兩者之間可能在這段期間快速達成目標,但可能這件事之後,或下班後,我們兩者又可能像陌生人一樣沒交集,而相同相位還有另一個條件,我們需要有能量傳導存在,換句話說就是「對話」或「磨合」,才有可能達到同步的情況。而三個人或多人團隊又是更複雜的情形了,有可能一個口令一個動作同步,但若失去對話或調整,仍然可能變成各走各的陌生人。
最後再補充個猜測,人當然不像節拍器這麼簡單,我們的一輩子都在調整我們自身的頻率,生活作息、教育、工作都讓我們的頻率不斷在改變,而我們一定可以找到最適合自己的頻率,但更微觀來說,我們一個人的身體可能有37.2兆個細胞,當所有細胞同步時,才是最適合自己的、舒適的頻率,若我們自身細胞不同步且不平衡時,很可能就是產生疾病或器官衰竭的狀況,所以找到自己的頻率,和身體所有細胞對話就是我們很重要一輩子的追求。
當然如果今天有遇到讓你一見如故、頻率相同的人,就是古人說的心有靈犀,那一定要好好把握你們相處的時光,因為不可能會一輩子同步,很容易就漸行漸遠了,要好好珍惜身邊的好友們或伴侶,這是人生最重要的課題。
