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『簡體書』宇宙的结构:创新揭示音乐和宇宙结构间的秘密联系

書城自編碼: 3509696
分類:簡體書→大陸圖書
作者: 斯蒂芬·亚历山大 著,符玥 译
國際書號(ISBN): 9787534999741
出版社: 河南科学技术出版社
出版日期: 2020-06-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:HK$ 117.9

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編輯推薦:
理论宇宙学家、萨克斯演奏家斯蒂芬亚历山大颠覆式新作,创新揭示音乐和宇宙结构之间的秘密联系。
《宇宙的结构》这本书*迷人之处在于,它既是一本关于历史的回忆录,又是一本推广物理学的前沿科普著作,还是一本普及爵士乐的轻松读物。
宇宙的结构是在无限空间中上演的一场即兴演出,我们的宇宙是一个音乐宇宙。50多年前,著名爵士音乐家约翰柯川画了一副叫作《曼荼罗》的名画,他在一个圈里画了12个音符,并通过直线相连,形成了一个五角星。这一灵感来源于物理学家阿尔伯特爱因斯坦, 而柯川将物理和几何元素深深植入了他的音乐中。今时今日,斯蒂芬亚历山大开始深入探讨这一问题,力图用爵士乐回答物理学中*棘手的关于宇宙结构从何而来的难题。
《纽约时报》高度盛赞,《物理世界》年度*书籍。诺贝尔物理学奖得主利昂库珀,圈量子引力论创始人李斯莫林,加州大学伯克利分校教授爱德华弗伦克尔,艺术家、作曲家布莱恩伊诺跨界推荐。
湛庐文化出品。
內容簡介:
我们的宇宙是一首即兴创作吗?宇宙结构与音乐之间有着什么样的秘密联系?我们的宇宙本质上是一个音乐宇宙吗?《宇宙的结构》一书是理论宇宙学家、萨克斯演奏家斯蒂芬亚历山大的颠覆式新作,他在书中创新地揭示了音乐和宇宙结构之间的秘密联系,非常独特。
物理与音乐看似是对立的,但在《宇宙的结构》一书中,斯蒂芬亚历山大将带领我们走过他非凡的探秘旅程从毕达哥拉斯到爱因斯坦,从爵士乐到理论物理学,从天籁之音到弦理论,并揭示出:宇宙结构的起源实际上可能与爵士乐的即兴演奏有着很大的相似之处,那就是都是一种振动与共振!
《宇宙的结构》这本书*迷人之处在于,它既是一本关于历史的回忆录,又是一本推广物理学的前沿科普著作,还是一本普及爵士乐的轻松读物。斯蒂芬亚历山大关于宇宙结构和相关历史的研究,和他的人生故事一样,值得一读。
關於作者:
斯蒂芬亚历山大
布朗大学物理学教授,主要研究理论宇宙学、量子引力和粒子物理学,荣获美国国家科学基金会杰出青年教授奖(NSF CAREER Award)。曾任教于宾夕法尼亚州立大学、哈弗福德学院和达特茅斯学院。
爵士乐演奏家,与知名电子乐乐手埃琳里乌Erin Rioux合作制作了自己的第一张专辑,名为《来了》Here Comes Now。
本科毕业于哈弗福德学院,在布朗大学获得博士学位,并在伦敦帝国理工学院和斯坦福大学直线加速器中心进行科学研究。
目錄
前言 以爵士之眼,透视物理学之奥秘

第一部分 当物理学与音乐相遇
01巨人的步伐
音符的魔法
与爱因斯坦相遇
音乐是一个物理事件
像科学家一般种下科学
02寻梦物理学,无所畏惧地向最难的问题发起进攻
库珀的诺贝尔奖之路
成为物理学家
探秘伊辛模型
03通向宇宙结构的所有河流
爵士乐,通向实验思想的大道
宇宙大尺度结构如何而来

第二部分 音乐与那些科学家的故事
04 弦论,审视美丽宇宙之声
倾听宇宙的交响曲
物理之美,数学之美
与方程式共舞,在和弦变化之间演奏
05 毕达哥拉斯之梦
万物皆存在于数的和谐之中
从托勒密到牛顿,一场反直觉的探索
06 伊诺,音乐宇宙学家
李 斯莫林,还有我的新朋友
音乐视角中的傅里叶变换
宇宙是否也是一种即兴创作
07 在爵士乐中,打破物理学的界限
即兴创作与物理学
相对论中的6个音符
08 无处不在的振动
牛顿定律:一切孤立物体都有惯性
宙结结构,某种振动模式的结果

第三部分 宇宙本身是否就是一件乐器
09 野心勃勃的物理学家们
退出物理学界,成为生物学新人
所有生命都是量子现象
10 我们生活于其中的空间
空间远比运动在其中的物质更有趣
爱因斯坦的方程可以用来描述整个宇宙的时空
点燃宇宙的膨胀
11 会发声的黑洞
黑洞,已知最神秘的天体
研究黑洞前,我们要知道声音如何在水中运动
听,黑洞正在演奏
12 声音与静默,宇宙结构的和谐旋律
一切都要归功于声音振动
引力与辐射,让声波不断响起
宇宙是一首音乐吗
13 马克 特纳的量子头脑之旅
海森堡不确定原理
光子本质上还是一种波
14 费曼的爵士风
爵士乐是一种语言
音符像是在跳一场量子之舞
费曼的即兴创作
15 宇宙的共振
声音宇宙的奥秘
打开了一个潘多拉魔盒

第四部分 我们的音乐宇宙
16 噪声之美
聆听来自噪声的音乐
暴涨场正是我们宇宙的导体
有可替代的暴涨模型吗
17 音乐宇宙
宇宙是音乐的
宇宙之声正是这件乐器,而这件乐器正是宇宙之声
18 星际空间
把复杂简单化
创造一个结构,它终将理解宇宙自身

后记
致谢
注释
內容試閱
01巨人的步伐

音乐正是这样一种乐趣,它源自人类思维在计数上的经验,而人类却没有意识到这就是一种计数。
莱布尼茨

音符的魔法
在一个炎炎夏日里,已为人祖母的露比法拉Ruby Farley正襟危坐在自己的摇椅上,头戴一个华丽的加勒比风格的发带。孩子们在她位于布朗克斯的褐色砂石屋外玩着威浮球。祖母用她那悦耳的特立尼达口音喊着:
哎呀,我才不管你会练习几个小时的钢琴呢,反正你必须练到掌握这首歌为止!她 8 岁的孙子 也就是我,很难把手指放在正确的琴键之上。我泫然欲泣,因为我唯一能听到的乐声就是小伙伴在外面玩耍时发出的欢笑声。突然,祖母严肃的表情柔和了下来。她笑了笑,自言自语般唱道:啊,仿佛现在就可以看到,我孙儿的名字在百老汇的星光大道上闪耀。祖母在布朗克斯区做了30 年的护士,积攒下了一些钱,希望能把我送上成名之路,但我并没有成为一位钢琴演奏家。
法拉是我的祖母,于20 世纪40 年代在特立尼达长大那时特立尼达还是英国的殖民地,并在 60 年代迁居到纽约。当时,加勒比海地区和纽约之间的音乐交流非常活跃,因而她带去的不仅是她的特立尼达口音,更多的是当地的音乐。当她从特立尼达返回纽约时,她会带回来卡利普索大师的唱片,如《小麻雀》Mighty Sparrow和《基钦纳勋爵》Lord Kitchener。 正是通过这些唱片,我才得以把灵魂乐soul music与特立尼达本土的卡利普索音乐calypso结合在一起。这种被称为卡利普索之魂的索卡音乐soca music融合了东印度文化与非洲文化,于 60 年代末期发展起来,并在70 年代特立尼达的艺术家在纽约录制唱片时成形,灵魂乐、迪斯科音乐和放克音乐funk music都曾对它产生影响。
对祖母和她那一代的许多非裔加勒比人来说,音乐家是为数不多的具有经济地位与社交地位的职业之一。早在我 8 岁时,在我的父母及其兄弟姐妹离开特立尼达,来纽约与祖母同住之前,祖母就为我制订了学习古典音乐并成为钢琴演奏家的宏伟计划。这是她试图给我一张通向经济自由的船票的方式,而无论是她还是我的父母都从未拥有过这种自由。我的钢琴 老师迪达里奥Di Dario夫人是一位年逾古稀的意大利女士,也是一位严格的监督者。对一个 8 岁的孩子来说,跟随她弹奏练习曲、记忆音阶是一项艰巨的任务。然而,正是这种必须成功的潜在压力迫使我坚持下去。虽然我不喜欢在祖母期盼的眼神中进行枯燥的练习,但那些创作了我练习曲目的古典作曲家还是勾起了年少时的我的好奇心。他们竟然可以把 音阶组合在一起构成音乐!我深深地为仅仅12 个音调就可以构成大量歌曲这个想法着迷。每当练习钢琴时,我就会被一些杂乱的想法分散注意力,而这些想法会逐渐变成意义深远的问题。人类是如何发明这种被称作音乐的事物的?当我演奏大音阶时,我为什么会感到愉悦? C 大调中的关键音符 C、E 和 G 都是令人愉悦的音符。猫王埃尔维斯普雷斯利 Elvis Presley的歌曲《情不自禁爱上你》I Can t Help Falling in Love的第一行WiseCmenGsayE正是这 3 个音符。然而,当我的手指从白 E 键滑到黑 E 平键上时,令人愉悦的音符就变得令人悲伤了。这是为什么呢?

与爱因斯坦相遇

相比于演奏别人创作的曲目,我对探索音乐的运作机制兴趣更大。这个隐秘的兴趣贯穿我的青春期与成年时期,但它并没能让我在日常练习中集中精力。最终,我那有着悦耳的特立尼达口音的祖母意识到,她的积蓄不足以培养我成为钢琴演奏家,于是缴械投降。我的钢琴课程也终于停止了。
那时,我就读于第十六公立小学三年级,班主任是汉德勒夫人。我字写得不好,而腼腆、好奇的天性被视为智力发育迟缓。我的父母从未怀疑过我的智力,而老师们则不然,所以我差点被送入智力障碍班。还好,我幸免于难,并且在一次改变了我人生轨迹的出游活动中找到了自我。那时候,公立学校的小学生可以免费参观百老汇的戏剧表演以及博物馆。我所在的班级被分配到自然博物馆参观恐龙。我们排成队列,手牵手地走过满是生物标本的宏伟走廊。那些生物标本栩栩如生,好像正在睡觉、进食、咆哮,甚至随时准备向我们扑来。
进入主厅之后,我发现了一条通向左侧的小一些的走廊。我走在队列的末尾,犹如一只好奇的猫,天真而坚定地准备着牺牲自己九条命中的一条,所以我擅自脱离了队伍,偷偷溜到那条走廊,打算去看看那里有什么。走廊里只有我一个人,我看到厚厚的玻璃柜里放着一些纸张,上面的字迹是清晰的手写体,然而不知所云。在 8 岁的我眼中,它们不像是这个星球上的文字。接着,我看到了这些谜一般的字迹背后的人。他坚硬的头发形成了一个蓬乱的、灰白相间的光环,专注的目光极为沉静,隐隐又透着一丝顽皮。我想象着他伛偻着坐在书桌前,对自己的方程涂涂改改,时而发出满意的哼哼声,时而发出沮丧的嘟哝声。这就是我第一次看到爱因斯坦和他描述相对论的方程时的场景。于是,不可思议的事情发生了。
那时,我并不知道那些潦草而迷人的方程把时间与空间当作一个单一的、可变的整体来描述,但我确实感觉到伟人沉思的时刻仿佛超越了时空,成为永恒。我的目光在爱因斯坦的照片与他写下的符号之间徘徊。我感觉我和他有些相似,不仅是因为我那卷曲的爆炸头型与他的不羁外貌极为相像,更是因为我看到了一位沉迷于符号与理念的孤独行者,正如喜欢用音符创作自己的音乐,并且试着回答自己提出的问题的我。我希望能深入地了解他,并理解他写下的那些方程。我内心有一种感觉,无论爱因斯坦是什么样的人,我都希望能成为和他一样的人。在那一刻,我意识到,有某种事物超越了汉德勒夫人的班级,超越了布朗克斯,甚至可能超越了整个世界,而与保存在玻璃柜里的那些爱因斯坦在很久以前写下的神秘符 号有关。
音乐是一个物理事件
4 年时光转瞬即逝。在 20 世纪 80 年代初期,包括我在内的美国大部分年轻人都沉迷于嘻哈乐Hip-Hop,因为它展现了我们的经历和背景。嘻哈乐混合了詹姆斯布朗James Brown和议会乐队Parliament的放克音乐,以及加勒比音乐Caribbean music和拉丁音乐Latin music的即兴抒情形式。我周围的一些朋友都希望成为成功的嘻哈乐制作人和艺术家。 其中,我的朋友兰迪Randy给我留下的印象最深,他后来成了文尼伊多尔Vinny Idol。那时的兰迪年仅12岁,高大、帅气,是一个有着牙买加血统的音乐发烧友,住在我送报路上的一栋房子里。出于对音乐的共同爱好和理解,我们相识相知。我经常驻足于兰迪的公寓前,而他则会为我演奏他收藏的唱片中的灵魂乐。他通常会把电贝司声与那些唱片的内容融合在一起,这正是我喜欢的风格。看,它又来了 我着迷于用音符来进行创造,而不只是复现别人的作品。这就是即兴演奏,这是我第一次欣赏到它的韵味。
我家阁楼上有一间屋子,后来成了我的疯狂科学家实验室我的实验车间。屋子里到处是七零八落的收音机零件、组装到半截的电动玩具作品,还有一套漫威漫画集。几乎每天晚上入睡之前,我都会听一会儿七年级学生很喜欢的广播电台98.7 Kiss FM或是 107.5 WBLS。某天晚上,我决定寻找一个新的电台。当我转动收音机的旋钮,期待着找到一个能与朋友分享的新节拍时,突然,我的耳朵自动聚焦在了某种声音上。一开始我误以为是电台之间纷杂的白噪声,然而它并不是。几秒钟之后,我意识到,这是萨克斯的声音。最初,这些音乐听起来混乱而随意,但随即我却感受到一种神秘的力量吸引着我屏息凝神地静静聆听。我被这乐声迷住了,直到一曲终了。这时,电台主持人说:你刚才听到的曲目是奥尼特科尔曼的自由爵士乐。看,它又来了即兴演奏。
我的父亲是萨克斯的狂热爱好者,他注意到了我对萨克斯与日俱增的热情。我的父母给我买了一把二手的老式中音萨克斯,它来自一次宅前旧货出售,前主人是纽约大都会棒球队New York Mets球员蒂姆托伊费尔Tim Teufel的夫人。我父母花了 50 美元买下它,虽然它多处掉漆、凹痕 遍布,但音色尚可。之后,我参加了我所在的约翰菲利普苏萨初级中学 John Philip Sousa Junior High School的乐队,乐队由专业的爵士乐小号手保罗皮泰奥Paul Piteo先生领导。他向我演示了如何用萨克斯吹奏出音符,以及如何自己制作簧片。真是万幸,我想,我并不需要练习。有了音乐独立的工具,我就可以演奏自由爵士乐,就像我的朋友兰迪和科尔曼一样。我可以即兴演奏,这很有趣。于我而言,这才是音乐,与练习钢琴截然不同。
如今回想起来,我简直大错特错。我从模仿和即兴演奏便携式收音机里的流行歌曲中得到了乐趣,然而,在自由爵士乐中并没有免费的午餐。在传统爵士乐中,一首歌曲中的旋律主题与和声运转都是很明确的。刚开始学习爵士乐时,我曾认为演奏自由爵士乐意味着:任何不经训练或者练习的人就可以弹奏某种乐器,并进行有意义的即兴演奏。当我在音乐之路上成长起来,逐渐领悟了标准爵士乐传统中的和声规则和基本形式时,我才发现自由爵士乐其实有着它自己的内部结构,它是标准爵士乐传统的延展。对自由爵士乐音乐家来说,结构并不是必需的,真正的挑战在于如何即兴演奏能够打动听众的音乐。然而,我们所谓的音乐到底是什么呢?
音乐是非常个人化的,不同的人对音乐有着不同的品位和偏好。我有一些朋友只听电子乐electronic music,另一些朋友则认为爵士乐是唯一值得聆听的音乐。我还认识一些人,他们认为真正的音乐只有古典音乐。此外,越来越多的个人开始喜爱噪声音乐。鉴于很难给出一个适用于所有人的音乐定义,我打算把对音乐的讨论限制在西方古典音乐的范畴之内。我之所以这么做,是因为本书中讨论的许多音乐都是基于经典的西方十二音体系。一般来说,一段音乐可以表述为随时间变化的复合声波波形。我们能感知到的许多元素都包含在这种波形中,比如音调、拍子、节奏、音高、旋律与和声。
我们很难用一句简短的话来精确地定义西方音乐中的大量元素。为了简便,我会给出简单的描述。想象我们听到了一首用钢琴演奏的乐曲,那些离散的声音就是音调或音符。我们可以感觉到,音调有确定的频率或者音高,它属于某个特定的音阶,而音阶是一系列有限频率的集合。旋律是一系列的音调,它通常是某段音乐的主旨。每个人都有自己最喜爱的旋律,我最喜爱的旋律是《我的最爱》My Favorite Things。舞者们特别关注拍子。拍子是反复出现的、一致的重音的模式,它提供了节拍,且决定着歌曲的节奏。拍子中的节拍通过小节来分组。例如,华尔兹舞曲的拍子每小节有 3 个 节拍;而电子舞曲有4 个重复的节拍;和声则涉及同时演奏出的音符之间和谐或是不和谐的关系,这些和弦制造了音乐在绷紧与释放之间的运动。
音乐是一个物理事件,和大多数非平凡的物理系统一样,它有自己的结构,也即音乐家所说的形式。正如骨骼决定了动物的形态,音乐形式为旋律、节奏与和声提供了框架,让它们得以按照一致的风格来展开。 在许多情况下,一首歌曲通常以主题或者主旋律开始。在许多古典音乐和巴洛克音乐Baroque music中,我们常常能见到这种情况。一个非常著 名的主旋律是贝多芬《第五交响曲》Fifth Symphong的前 4 个音符:ta ta ta taaaa。这些音符可以共同构成一个乐句,在音乐上相当于一个句子,是一组有着一致乐感的音符。

 

 

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