上圖:拉小提琴的愛因斯坦
物理學界的音樂“發燒友”
■王洪鵬
在閱讀物理學家傳記的時候,筆者發現一個有趣的現象:很多物理學家都是音樂“發燒友”。這是否說明從事物理研究與音樂有著某種聯係呢?
很多物理學家都與音樂有不解之源,甚至是音樂愛好幫助他們走到了事業的巔峰。當然,對大多數物理學家來說音樂還隻是業餘愛好,他們與專業的音樂家是有區別的,即物理學家常常從物理的角度來欣賞音樂,理解音樂。
從物理的角度理解音樂
從物理的角度對音樂進行研究始於古希臘的哲學家畢達哥拉斯。後來,伽利略、牛頓、笛卡爾、惠更斯等許多物理學家都對音樂與物理的關係有一定的研究。
伽利略是一位物理學巨匠,同時也是一個很有天賦的音樂家。他的父親精通音樂理論,著有《音樂對話》一書,伽利略也一直熱愛音樂。在比薩大學學醫期間,一次他在比薩教堂做禮拜的時候,注意到教堂屋頂懸掛著一盞搖擺不定的吊燈。他利用脈搏的跳動和自己擅長的音樂節拍,得出了擺的等時性。此外,伽利略受到他可熟練演奏的魯特琴的啟發,做出斜麵實驗,從而發現了“落體定律”。
家喻戶曉的英國科學家牛頓建立了經典物理學的理論大廈,牛頓對音樂的愛好可以從他經常帶在身邊的一架提琴看出。1665年,牛頓進行了有關音高、音階和音律的研究,並留有10頁手稿。尤其值得一提的是,牛頓早提出了音樂和顏色的聯覺理論。牛頓曾用三棱鏡對陽光做色散實驗,證明陽光是由紅橙黃綠青藍紫7種色光組成,同時牛頓還對“七音”與“七色”之間奧妙的對應關係進行過有趣的探索,認定音階中7個音和可見光譜中7種顏色可以對應起來。牛頓關於音樂和顏色的聯覺理論發表後,有人據此曾設計製造了各種色彩樂器,開始是視覺大鍵琴,後來又有色彩鋼琴和色彩風琴。20世紀70年代,科學家還將激光技術應用在色彩音樂上,這都說明音樂和顏色的確有一定的內在聯係。
現代物理學家中的“音樂人”
20世紀著名的物理學家非愛因斯坦莫屬,他也出生在一個藝術之家。愛因斯坦的媽媽能彈會唱,尤其喜歡貝多芬的鋼琴奏鳴曲,媽媽便成了愛因斯坦的音樂啟蒙老師。
愛因斯坦從6歲上小學起,就在音樂老師的指導下開始學習小提琴,他甚至夢想成為一名小提琴演奏員。後來,愛因斯坦雖然放棄了這一美好的理想,但他總是把小提琴帶在身邊,幾乎形影不離。
有一次,愛因斯坦應比利時國王邀請到他的王宮做客,樸素的衣著加上手拎一個琴箱,比利時國王派去接他的司機竟然沒有認出愛因斯坦,與他擦肩而過。愛因斯坦後自己步行到了比利時王宮。在王宮裏,愛因斯坦不僅得到了國王的熱情款待,還與王後、一位英國女音樂家和一位宮廷女侍一起演奏四重奏和三重奏,小小的即興音樂會持續了好幾個小時,令在座賓客陶醉其中。
愛因斯坦喜歡巴赫、舒伯特、勃拉姆斯的樂曲,從古典音樂中他體驗到和諧之美,感受到大自然的和諧與物理理論的和諧是相通的。愛因斯坦認為音樂是創造新理論的催化劑,他在研究“相對論”的時候,每當遇到困難時就拿起小提琴,一遍一遍地演奏樂曲,用音樂來啟迪靈感。愛因斯坦的朋友、音樂家鈴木先生說:“音樂啟發人的想象力,音樂啟發了愛因斯坦對宇宙的觀察,進而發表了著名的‘相對論’。”愛因斯坦在1930年柏林的一場音樂會後,迫不及待地上前擁抱年輕的猶太人小提琴家梅紐因,並深情表達了對音樂的讚美之情。