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當音樂遇上數學,迸發藝術新火花!

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我們常說,音樂是一種藝術,而數學應該很難和藝術畫上等號,當音樂遇上數學,將會激起什麼樣的火花呢? 讓我們一同來了解,音樂與數學的關係! 即使泰勒斯與他的後繼者們曾經瞭解,他們有必要從關於物質的理論中,推導出可以拿來與觀察結果兩相比較的結論,他們終究仍會發現這項工作窒礙難行,其中部分原因出自當時希臘數學能力上的限制。 巴比倫人在更早之前已經運用一套60進位而非10進位的數字系統,訓練出了卓越的算術能力;他們也發展出了一些簡單的代數技巧,例如解各種二次方程式的規則(雖然這些規則並非以符號表示)。相比之下,對於早期希臘人來說,數學大部分僅限於幾何學。如同我們在前面看到的,到了柏拉圖的年代時,數學家已經發現了關於三角形和多面體的定理;而許多在歐幾里得(Euclid)的《幾何原本》(Elements)中提到的幾何學,早在歐幾里得所處時期─亦即約西元前3001之前,已經為人所熟知。 然而即使在當時,希臘人對算術的認識仍是相當有限,更別提代數、三角學或微積分了。 希臘人最早運用算術方法來研究的現象可能是音樂,這是畢達哥拉斯(Pythagoras)的追隨者們的研究工作。 畢達哥拉斯出生於愛奧尼亞的殖民地薩摩斯(Samos)島,在西元前530年左右他移居至南義大利。在當地的希臘城邦克羅頓(Croton),他創建了一個延續至西元前300年代的秘教(cult)。 「秘教」一詞似乎很貼切。 早期的畢達哥拉斯學派(以下簡稱畢氏學派)門人並未留下自己的著作,但根據其他作者所述,畢氏學派門人相信靈魂轉世之說。據稱他們都穿著白袍並戒食豆類,因為豆子形似人類的胎兒。他們也組織了某種神權政府,且在他們的統治下,克羅頓人於西元前510年摧毀了鄰近的錫巴里斯(Sybaris)城。 與科學史相關的是,畢氏學派也發展出了對數學的熱情。根據亞里斯多德《形上學》的記載,「所謂的畢達哥拉斯學派門人將自己獻身於數學:他們是最早推進這門學問的人,由於自小在數學的環境中成長,他們認為數學的原理即為萬物的本原。」 畢氏學派對於數學的重視,或許根源自對音樂的觀察。 他們注意到在演奏弦樂器時,如果同時撥動2條同樣粗細、相同材質且具相等張力的弦,而且兩弦的長度比率等於2個小整數之比,那麼發出的聲音就會是悅耳動人的。在最簡單的例子裡,其中一條弦的長度恰為另一弦的一半;依循現代術語,我...