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| 中外科学家发明家丛书：朱载堉 （六） | 发布于:2013/01/20 | |
| 六、物理学 在声学方面，朱载堉对乐器的共振现象作了细致的分析。在今天看来， 二个音的振动频率成整数比或简单分数比，就可以发生共振，在音乐学上， 就能产生悦耳的和声效果。在朱载堉看来，成整数比的二个音称为“正合”， 成简单分数比的二个音称为“旁合”，并且说，“旁合为和，正合为同”。 “正合”也称为“应”，“弹宫宫应，弹徵徵应，日应；弹宫徵和，弹徽商 和，日和。”他又说，“凡丝弦之属，宫与宫协为正合 （商以下做此）；宫 与徵协为旁和（商与羽协，羽与角协做此）。正合为同，旁合为协。”“筝 弦隔六为正合，隔三隔四为旁合”。 在瑟中，他又详细举了撮八 （又称隔八）为正合，而上生撮四、下生撮 五为旁合。例如，瑟第1与第8弦，第15与第22弦皆为宫音，第2与9， 第16与第23弦，皆为商音；第3与10，第17与24弦皆为角音；第4与11， 第18与25弦皆为变徵音；第5与12，第19弦皆为徵音；第6与13，第20 弦皆为羽音；第7与14，第21弦皆为变宫音。这些弦都是撮八正合音。这 些音是纯八度相合。由弦线较长的音生弦线较短的音为下生，即由低音生高 音，如宫与徵，商与羽，角与变宫等为旁合，亦即撮五旁合，反之为上生， 则是撮四旁合，如变宫与变徵，羽与角，徵与商等。这些音是纯五度相和。 这些发音分析，在音乐物理学上又称为谐和分析，也是和声学中的基本内容 之一。在音乐实践中，朱载堉吸取了民间笙师的经验，利用复音乐器笙的几 个和声管来验证律管和其它乐器的发声，作了极好的和声实验。 为了要测定准确的黄钟律管，朱载堉认为，不能以黍粒决定它的容积， 而改用水银。因此，他相当准确地测定了水银密度。他所测定的水银密度与 3 现代测定的水银密度比较，当0℃时，误差为+0.2672克/厘米 。当20℃时， 3 3 误差为+0.3165克/厘米 。平均误差为0.2912克/厘米 ，近似于0.3克/厘 3 米 。其精确性令人惊讶。 朱载堉的又一个物理学工作是测定了地磁偏角。在世界上最早发现地磁 偏角的是宋代沈括，但他没有具体记下偏斜角度及地理位置。朱载堉用“正 方案”对地磁偏角作了具体的测定。所谓“正方案”，它是由郭守敬发明的 一种利用桌影来测定南北方向的仪器。桌置于该仪器平板的中心，以此中心 为圆心画有同心圆若干。同心圆可按需要画上刻度，如朱载堉将圆分为百刻。 当南北方向测定后，指南针的方向与南北方向的夹角即是磁偏角。根据朱载 堉的测量，其地磁偏角为 1 1 3 ×360°= 4.8°= 4 °48 ′ 100 朱载堉是在1567—1581年间在北京测得的这个磁偏角。也就是说，在那 个时候北京的磁偏斜为偏离地理南北方向朝东4度48分。 |
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