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1、1,视频公开课音乐与科技 音乐的多学科属性,2,作者声明 为了形象生动，本课件选用了大量的网络图片，目的仅用于教学，在此对所有图片的作者和所有者表示诚挚敬意和衷心感谢！,在我国由应试教育向素质教育转轨的过程中，艺术教育是不可忽视的一项重要内容。钱学森曾在病榻上建议总理加强艺术教育，他说：“一个有科学创新能力的人不但要有科学知识，还要有文化艺术修养。没有这些是不行的”。前苏联科学家阿尔托波列夫斯基对一位步入科学界的青年科学工作者的嘱咐是：记住马克思列宁思想的无价之宝，记住莎士比亚和普希金的形象世界，记住巴赫和柴可夫斯基的音响世界，你们在科学创作中就象数学、物理或化学的知识一样，同样是一种武器。,
2、第1单元 音乐的多学科属性,1,第1单元 音乐的多学科属性,音乐不就是一门艺术吗？和科技沾得上边？音乐是非常奇特的艺术门类，同时具有多学科属性。音乐与哪些科技有关？与社会科学和自然科学都有联系。能否再具体些？那就要从学科体系谈起，科学技术是按照学科来划分的。,？,2,哲 学,音乐与舞蹈学,艺术学理论,美术学,设计学,经济学,法 学,教育学,文 学,管理学,历史学,军事学,医 学,农 学,工 学,理 学,艺术学,戏剧与影视学,学科门：学科专业目录中的第一层次，决定了授予学位的名称。,学科类（一级学科）：学科专业目录中的第二层次。,专业（二级学科）：第三层次，与学科分类和社会职业分工密切相关。,1
3、.1 从学科体系谈起,3,通常认为，科学就是有关研究客观事物存在及其相关规律的学说；科学技术就是利用“有关研究客观事物存在及其相关规律的学说”能为人类所用的知识。科学分为自然科学和社会科学：本单元主要介绍音乐与自然科学的关系，重点就是音乐与中学所学“数、理、化、天、地、生”的关系，主要涉及理学和农学两大学科门类。第2单元再介绍“音乐与社会科学”各学科门类的关系。而音乐与技术科学特别是工学一些学科的关系，将在其它单元专门展开。因为音乐与科技中的“技术”部分，主要就集中在工学或工科。,1.1 从学科体系谈起,4,理 学,物理学,科学技术史,统计学,生态学,系统科学,地质学,生物学,化学,数学,大气
4、科学,地理学,地球物理学,天文学,海洋科学,爱因斯坦：我从6岁起，父母就要我学习小提琴，音乐的感觉给我带来了新的发现。,1.2 音乐与理学,5,8,音乐是艺术，数学是科学，都追求美，有历史渊源。,贝多芬：只有艺术同科学结合在一起，才能把人提升到神明的境界。鹰式美：没有悲哀和惆怅，给人激情和力量，总是以恢宏的气势、胜利的欢呼把乐曲结束在主音和主和弦上。,1.2.1 音乐与数学,6,爱因斯坦：这个世界可以由音符组成，也可以由数学公式组成。我们试图创造合理的世界图像。,高斯：数学是科学的皇后，对于塑造优美的人性来说，有着意想不到的功能。,哈代：数学和艺术一样，美是它的第一标志。,1.2.1 音乐与数
5、学,7,古希腊科学家认为数学反映出作为宇宙本质的数的关系，五度相生法构成了著名的毕达哥拉斯音列。河图和洛书也说明音律生于一定比例的数。欧几里德既写了著名的几何原本，又写了音乐原理。,1.2.1 音乐与数学,8,11,17世纪在数学上的伟大成就是微积分，在音乐上产生了歌剧和乐器协奏曲。18世纪在小提琴第一根弦的振动问题上，曾引起达兰贝尔、欧拉、贝努利、拉格朗日及拉普拉斯等著名数学家争论了10年，使偏微分方程第一次真正成功。,1.2.1 音乐与数学,9,莫扎特的音乐在形式上是结构绝对对称性，类似代数对称多项式（和谐美）。最大魅力是通过旋律、节奏、和声和调性来陈述他的内心世界如何失去了平衡，又如何重
6、建平衡，可称是音乐领域的“欧拉”。,数学美,1.2.1 音乐与数学,10,13,18世纪瑞士数学家、物理学家欧拉既懂音乐又研究音乐，惊人的创造力堪称是数学领域的“莫扎特”。欧拉从18岁开始写作，到76岁逝世共发表论著500多篇（部），若加上生前未及出版和发表的手稿就有886篇之多。在双目失明的17年中，还口述了400篇论著，并完成了曾使牛顿头痛过的月离问题和许多复杂的分析问题，这一点又很像贝多芬。,1.2.1 音乐与数学,11,14,奥地利作曲家、小提琴家、指挥家约翰施特劳斯一生创作圆舞曲500余首，有“华尔兹之王”之称。传世名作蓝色多瑙河圆舞曲，用蓝色形容当时一条浑浊暗绿、两岸一片沼泽又常泛
7、滥的河。他用音乐表达了对这条母亲河的无限眷恋和深情，具有永恒的魅力和诗意，是一首无言的爱国主义民歌。奥地利每年新年钟响后，电台播送的第一首乐曲就是“蓝色多瑙河”。这是音乐的浪漫。,1.2.1 音乐与数学,12,列宁：幻想是极其可贵的品质。甚至在数学上也需要幻想，没有它就不能发现微积分。,数学命题往往是在幻想、猜想甚至梦中产生的，例如：,1.2.1 音乐与数学,13,法国数学家笛卡尔发明直角坐标系,费尔马猜想方程 当n2永远没有整数解,1.2.1 音乐与数学,哥德巴赫猜想“任何大于2的偶数都可表示为两个质数之和”。,14,罗巴切夫斯基想象在平面上过直线一点可以引两条以上平行线或根本无平行线时，创
8、造了非欧几何，赢得了“几何学上哥白尼”的称号。,1.2.1 音乐与数学,15,音乐家的浪漫和数学家的浪漫推动了社会的进步,18,钱学森：在我对一件工作遇到困难而百思不得其解的时候，往往是蒋英的歌声使我豁然开朗，得到启示。,音乐对物理学的贡献：音乐与想象力,1.2.2 音乐与物理学,16,爱因斯坦：我首先是从直觉发现光学中的运动的，而音乐又是产生这种直觉的推动力量。,音乐对物理学的贡献：音乐与直觉思维,1.2.2 音乐与物理学,17,奥地利物理学家薛定谔对人说：音乐启发了他的智慧。,1.2.2 音乐与物理学,音乐对物理学的贡献：音乐与灵感思维,18,音乐对物理学的贡献：音乐与创造性思维,心理学家
9、劳伦斯指出：只有当大脑右半球也充分得到利用时，这个人才具有创造力。音乐具有开发右脑的潜力，调整大脑两个半球的功能。直觉的、形象的、艺术的右脑思维活动对创造性思维的产生具有举足轻重的作用。,1.2.2 音乐与物理学,19,22,物理学与音乐的异同,李政道：科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面，它们共同的基础是人类的创造力，它们追求的目标都是真理的普遍性。伟大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解都需要智慧。,1.2.2 音乐与物理学,20,物理学与音乐的关系：共同的目标是和谐,爱因斯坦：音乐和物理学领域中的研究工作在起源上是不同的，可是被共同的目标联系着，这就是对表达未知的东西的企求。,牛顿：
10、凡是美都是和谐和比例合度的，凡是和谐和比例合度的就是真。,1.2.2 音乐与物理学,21,24,1.2.3 音乐与化学,在一些16世纪描绘炼丹家试验室的油画上，常常随带画有几件弦乐器。人们从中可以看出文艺复兴时期的一种迹象：那个时代的化学家能演奏音乐，而音乐家钻研炼丹术，都是很自然的事。俄国伟大的19世纪作曲家、五人强力集团成员亚历山大鲍罗丁的墓碑上,镌刻着他一生的两个主要成果：作为化学家所发现的一个化学公式,作为作曲家所写下的一系列音符。尽管他这两个成就都令人钦羡，但也有人惋惜鲍罗丁没把这两件事作为一件事来做。,22,1.2.3 音乐与化学,宇宙万物都有其结构分子式。水之所以不同于硫酸,是因
11、为水由H2O(2个氢原子和1个氧原子)构成,而硫酸却由H2SO4(2个氢原子和1个硫酸根1个硫原子和4个氧原子)构成。尽管它们同为液体,却有着天差地别的化学性质。音乐的构成也无不带有这样一种“化学性质”：音乐结构(无论横向还是纵向),均由7个最简单最基础的原材料构成。正如英语由26个字母构成40余万单词一般,变化无穷的音乐的基础材料基本元素竟然只是7个不同的音程。而有人指出：音乐就是音符在时间轴上的线性排列。,23,26,1.2.3 音乐与化学,这些音程由于各自的性格、性质大不相同,于是具有不同的色彩,如同光谱中的赤橙黄绿青蓝紫七色一般。,因此，我们之所以听到音乐中的种种音响组合,有的纯净透明
12、,有的和谐浑厚,有的尖锐嘈杂,有的混沌模糊，除去许多参数的不同,如音区的高低,时值的长短,音量的强弱,音色的清浊等综合形成人们听觉对音乐的不同感受之外，最本质的区别就在于其音高集合的结构不同。,24,27,罗蒙诺索夫诗云：放眼望深渊，星斗布满天，繁星数不尽，天涯若无边。人类探索音乐与天文间的关系几乎从音乐的起源之初就开始了。,1.2.4 音乐与天文学,古希腊哲人毕达哥拉斯认为：天地运动形成了美妙的音乐。,25,28,1.2.4 音乐与天文学,两千余年后，有多才多艺之人夜晚教授子女音乐之余，常趁兴指点星空，谁知却获意外奇迹：女儿卡罗琳卢克雷蒂娅赫歇尔成为出色的天文学家；儿子弗里德里希威廉赫歇尔成
13、为反射望远镜大型化的一代宗师、天王星的发现者和恒星天文学之父。,26,开普勒探索天体间的和谐而得到了行星运动第三定律，并用一首“行星奏曲”谱写出来。他还写过一本以“宇宙的和谐”为基本思想的书宇宙的神秘。,1.2.4 音乐与天文学,27,任何民族的传统文化都是在特定空间范围内产生和发展起来的。伏尔加河、顿河和涅瓦河流域的地形、地貌、气候同多瑙河流域的差异，在很大程度上决定了柴可夫斯基小提琴协奏曲、钢琴协奏曲的旋律同莫扎特的旋律间的差异，因此用世界水系来划分世界各地的音乐，也是音乐地理学的中心思想。,1.2.5 音乐与地理学,28,1 上唇；2 上齿；3 上齿背；4 上齿龈；5 硬腭；6 软腭；7
14、 悬雍垂；8 鼻腔；9 咽部；10 声带；11 下唇；12 舌尖；13 舌前；14 口腔；15 舌中；16 舌后,1.2.6 音乐与生物学,人类的发声机理：除了由人工演奏的乐器发声主要涉及到音乐与物理学（特别是声学）外，作为我们欣赏的由歌唱家、歌手演唱的歌曲，乃至我们在卡拉OK中的自娱自乐，都是利用声带的振动并通过声道和口腔的共振与成型而产生的，这就有必要研究人类的发声机理。了解并正确运用这方面的知识，应该有助于我们掌握更多的发声技巧，唱得更“动听”。,29,1.2.6 音乐与生物学,人类的听觉感知：音乐是由人耳的听觉来感知，并主要是供人娱乐和欣赏的，因此，科学家必须了解人类（甚至其它动物）耳
15、朵的解剖学构造和听觉感知机理。,30,1.2.6 音乐与生物学,大脑对音乐的处理：哲学家认为语言是人类有别于其它动物的特征之一，尚没有任何动物像人类那样能掌握复杂的句法结构，也还没有任何动物会玩乐器。90年代末的研究结果表明大多数人以左脑控制语言，音乐则主要受右脑支配。当没有受过音乐训练的人听到乐曲的和声时，他们右脑中血流量开始增加；而音乐家则在听乐曲时左脑的血流量有所增加，这表明他们所受过的训练已影响到对和声的接受方式。当听到节奏极强的摇滚乐时，两组人员的左右大脑血流量都会增大，这表明大脑内部对音调和节奏的处理是各有分工的。心理学家的实验证明了音乐不仅能抒发情感，也能触发情景感：悲伤的乐曲导
16、致脉搏跳动变慢，血压升高，触觉迟钝，体温下降；恐怖的音乐使心律加速；而欢快的音乐使呼吸加快。,31,作物学,园艺学,农 学,农业资源与环境,植物保护,畜牧学,兽医学,林学,水产,草学,农业文明给传统音乐带来发展机遇。现存昆曲、秦腔、京韵大鼓、福建南音、纳西古乐、长安古乐等，一定程度上都反映了我国农业文明时期地域文化特点，并得益于农耕经济自给自足的封闭性保护。农业文明向工业文明的转型给传统音乐带来影响。,南泥湾,1.3 音乐与农学,32,梦溪笔谈上就有“虞美人草闻乐而舞”；西双版纳有随音乐而舞动的树。,1.3.1 音乐与作物学,达尔文：失去音乐爱好，无疑就会失去一部分幸福，也许会影响智力。,英国
17、科学家用音乐刺激法培育出了十几斤重的大卷心菜。,法国科学家用耳机向生长期番茄播放优美的轻音乐,每天3小时，竟长到4公斤。,33,36,前苏联用类似办法种出了5斤重的萝卜、足球般的甘薯和蓝球大小的蘑菇。我国用超声波音乐处理小麦、玉米、水稻和棉花,使小麦出芽率、水稻出苗率大大提高,各种作物生长期缩短并增产，棉花提前吐絮并提高了结桃率。,1.3.1 音乐与作物学,34,我国一些研究发现通常苹果树中养料输送的平均时速只有几厘米；在和谐的钢琴曲刺激下,时速超过了1米。,音乐是一种有节奏的弹性机械波,其能量在介质中传播时,一是可通过生物力学加快细胞分裂，并影响植物内源激素含量水平，细胞分裂快了自然就长得快
18、、长得大；二是会促使细胞内的养分受到声波振荡而分解，并在植物体内更有效地输送和吸收，这也有助于植物的生长发育和增产。但音频对植物为什么能产生这样的影响，其机理至今仍未完全清晰。,1.3.1 音乐与作物学,35,38,过强的声波会使植物细胞破裂以至坏死，噪声的破坏力当然更大。美国科学家把20多种花卉分别放在喧闹与幽静环境中观察对比：噪声能使花卉长速平均减慢约40%；在140dB以上噪声的喷气式飞机机场附近，农作物产量总是很低甚至会枯萎。在摇滚乐作用下，植物会枯萎，动物会渐失食欲，对人也有危害。,过犹不及！,1.3.1 音乐与作物学,36,39,“对牛弹琴”在畜牧学意义上，有一定的道理。,1.3.
19、2 音乐与畜牧学,37,40,日本制造一种长米，装有录音机和放音器的塑料鲸鱼，让它在海里不时发出鲸鱼进攻时的怒吼声，把海豚吓跑。不仅保护了鱼群，也使海豚免遭捕杀。,2008年美国科学家宣布在纽约近海域地带首次听到了鲸鱼唱歌，包括多种鲸鱼相互召唤、雌雄鲸鱼间调情的歌声全过程都被记录下来，整个歌声清晰优美。,1.3.3 音乐与水产学,38,1.3.3 音乐与水产学,美国费城一家海产批发公司的经理克劳斯，特爱弹钢琴。虽然商务繁忙，但每天都抽些时间弹，满足心头所好。一天,他在存放水产品的库房里发现了一架旧钢琴，一时手痒便兴致勃勃地弹奏起来。克劳斯很快发现水桶中的虾纷纷向桶边聚拢，好像对悠扬的钢琴乐很感
20、兴趣似的。克劳斯马上想到农民能用音乐使奶牛变得更加鲜美可口。于是他天天为虾弹钢琴，而且经常变换曲目，有轻柔抒情的，也有慷慨激昂的，不少人对克劳斯此举表示大惑不解，甚至以为他“神经搭错了线”。然而他依然我行我素。三个月后,这些曾受“音乐陶治”的虾已长成。吃过此虾的人说，经过音乐调理的虾肉，确实与众不同。,39,医 学,中西医结合,中药学,音乐是人类伟大的精神财富，它不仅给人以美的享受，而且通过心理和生理的作用，影响人的心身和行为。音乐疗法，是指用音乐艺术治疗疾病的方法。相传伏羲氏作瑟，女娲作笙簧，创乐曲和弹奏法，制定乐律。而应用音乐治疗疾病，早在战国时期的吕氏春秋中就有记载。到战国秦汉之际，一些
21、医学家应用音乐疗法治疗疾病的经验已很丰富了。黄帝内经灵枢五音五味篇中已有五音治疗疾病的记载。,临床医学,口腔医学,特种医学,药 学,医学技术,护理学,中医学,基础医学,公共卫生与预防医学,1.4 音乐与医学,40,最新研究发现（2012年生命时报报道）：音乐能通过副交感神经系统来调节身体各部位的功能（如消化系统），促进人体健康；优美的古典音乐更能提高人体免疫力。,世界医师交响乐团2011慈善音乐会,1.4 音乐与医学,41,仅以背景音乐为例加以简介。从实际效用看，音乐可分为两大类：鉴赏性音乐和非鉴赏性音乐，后者也叫背景音乐。背景音乐是指与主体的意识行为无直接关系，是通过非音乐鉴赏环境这一媒介间
22、接地作用于主体意识行为的音乐，是那种既令人舒心而又不妨碍人们的主要意识活动的音乐。,1.4 音乐与医学,42,背景音乐必须使个体集中精力去做原来的工作，其声响只是进入个体的潜意识层。背景音乐的应用有悠久历史。1960年代，德国杰汉尼斯舒尔兹等人就开始了背景音乐超级学习法的研究。实验证明在优美音乐伴随下，记忆力是通常状况的2.17-2.5倍。我国东汉时期的学问家马融，门下弟子数千，就使用了背景音乐教学法：把课堂用帷幕隔开。前面是学生，后面是乐队。马老先生就在丝竹弦管悠扬的乐曲声中“传道解惑”，颇有成效。后来培养出一批成就卓著的学生，如东汉著名经学家郑玄、知识广博的学者卢植等。举不胜举。,1.4
23、音乐与医学,43,背景音乐应用于学习的科学依据生理方面：音乐不仅给人以无穷的乐趣。还使头脑清晰，思维敏捷，精力旺盛。在思考同题的时候，音乐使左脑得到休息，同时能迅速调动右脑储存的信息，使大脑的能量充分发挥。心理方面：心理学家认为音乐可使学生注意力集中，驱除烦躁心理，有利于稳定情绪，能维持较长时间的学习而不会感到厌烦。,1.4 音乐与医学,44,47,背景音乐要宁心安神。以清、静、淡、远的乐曲为主，速度稍缓。特别是一些恬淡风格表现出自然美的乐曲。具有清虚、空灵、恬适、淡远、古朴、飘逸的风韵，在人的潜意识中起着极好的“净化作用”。乐曲以古琴曲、二胡曲、琴箫合奏等为好，这些乐器音色宁静、优美，感染力
24、很强。可选、等。,1.4 音乐与医学,45,军事思想及军事历史,战略学,军事学,军队指挥学,战役学,战术学,军制学,军队政治工作学,军事训练学,军事装备学,军事后勤学,商朝的“王者功成作乐”：不仅用铙或铎等乐器来传达军令和警报，统治者更用音乐来歌功颂德。成语“四面楚歌”：楚汉战争中项羽被刘邦围困在垓下，汉军巧妙利用了楚军思乡厌战的情绪，夜晚在四周唱起楚歌，瓦解了楚军斗志。日本战机偷袭珍珠港时利用夏威夷电台的音乐广播进行导航。,1.5 音乐与军事学,46,我国陆航飞行学员除了学习基础课、飞行专业课、军事课，以及心理学、法学等相关课程外，还要学习篮球、音乐指挥和乐器演奏，以帮助提高飞行员的逻辑思维能力、心理调节能力和身体协调能力。,1.5 音乐与军事学,47,军歌嘹亮：吹军号、唱军歌流传至今,1.5 音乐与军事学,骑吹：山东曲阜汉画像砖,48,51,本单元结束，谢 谢！,
