不同文化对音乐音高的感知不同(2019年)

习惯于听西方音乐的人，通常可以感觉到相同但在不同音域演奏的音符之间的相似性-比如，高C和中C。西方音乐基于一种以八度组织的音符系统。然而，一个长期存在的问题是，这是一种普遍现象，还是由于音乐暴露而根深蒂固的现象。

这个问题一直很难回答，部分原因是很难找到没有接触过西方音乐的人。现在，麻省理工学院和马克斯·普朗克经验美学研究所的研究人员领导的一项新研究发现，与美国居民不同，生活在玻利维亚热带雨林偏远地区的人通常感觉不到同一音符在不同音域(高音或低音)演奏的两个版本之间的相似之处。

麻省理工学院大脑和认知科学系副教授乔希·麦克德莫特说，这些发现表明，尽管每个“C”的频率之间存在自然的数学关系，但无论它是用什么八度演奏的，大脑只有在听到基于八度的音乐后才会对这些相似之处变得协调起来，乔什·麦克德莫特(Josh McDermott)是麻省理工学院大脑和认知科学系的副教授。

麦克德莫特也是麻省理工学院麦戈文大脑研究所和大脑、大脑和机器中心的成员，他说：“很可能是因为生物上有倾向于八度关系，但似乎只有当你接触到基于八度系统的音乐时，这种倾向才能实现。”麦克德莫特也是麻省理工学院麦戈文大脑研究所和大脑、头脑和机器中心的成员。

研究还发现，被称为齐马尼人的玻利维亚部落成员和西方人在他们可以准确辨别的音符频率上确实有非常相似的上限，这表明音高感知的这一方面可能独立于音乐经验和生物学决定。

麦克德莫特是这项研究的资深作者，该研究发表在9月9日的“当代生物学”杂志上。19.诺里·雅各比(Nori Jacoby)，前麻省理工学院博士后，现在是马克斯·普朗克经验美学研究所的组长，是这篇论文的主要作者。其他作者是智利教皇天主教大学助理教授爱德华多·昂杜拉加(Eduardo Undurraga)；哈佛/麻省理工学院(Harvard/MIT)演讲和听力生物科学与技术项目研究生马琳达·麦克弗森(Malinda McPherson)；智利教皇天主教大学研究生华金·瓦尔德斯(Joaquin Valdes)；以及智利教皇天主教大学助理教授托马斯·奥斯桑顿(Tomas Ossandon)。

对音乐如何被感知的跨文化研究可以阐明塑造人类感知的生物限制和文化影响之间的相互作用。麦克德莫特的实验室已经在齐曼的部落成员的参与下进行了几项这样的研究，他们生活在与西方文化相对隔绝的环境中，几乎没有接触过西方音乐。

在2016年发表的一项研究中，麦克德莫特和他的同事们发现，西方人和齐曼人对和弦或音符组合有不同的审美反应。对于西方人来说，C和F#的组合非常刺耳，但齐曼的听众认为这个和弦和西方人认为更悦耳的其他和弦一样讨人喜欢，比如C和G。

后来，雅各比和麦克德莫特发现，西方人和齐曼都被由简单整数比例组成的音乐节奏所吸引，但他们喜欢的比例是不同的，这是基于他们听的音乐中哪种节奏更常见。

在他们的新研究中，研究人员使用一种实验设计来研究音调知觉，在这种设计中，他们演奏一个非常简单的曲子，只有两三个音符，然后让听者回唱。演奏的音符可以来自人类听觉范围内的任何八度，但听众在他们的声音范围内演唱他们的反应，通常限于一个八度。

西方听众，特别是那些训练有素的音乐家，往往会在听到的音调之上或之下重现确切的八度数字，尽管他们没有得到明确的指示这样做。在西方音乐中，同一音符的音高在每个上升八度时加倍，因此频率为27.5赫兹、55赫兹、110赫兹、220赫兹等的音调都被认为是音符A。

这项研究中的西方听众都住在纽约或波士顿，他们准确地复制了A-C-A等序列，但使用了不同的语域，就像他们听到了由八度分隔的音符的相似之处一样。然而，齐马尼人并没有这样做。

雅各比说：“相对音高被保留下来(在这个系列的音符之间)，但是齐曼产生的绝对音高‘与刺激的绝对音高没有任何关系，”雅各比说。“这与我们通过接触西方音乐而获得知觉相似性的观点是一致的，在西方音乐中，八度音阶在结构上非常重要。”

雅各比说，用不同的八度重现同一音符的能力可以通过与其他自然音域不同的人一起唱歌，或者与以不同音调范围演奏的乐器一起唱歌来磨练。

研究结果还阐明了人类音高感知的上限。众所周知，西方听众不能准确分辨4000赫兹以上的音高，尽管他们仍然可以听到高达近2万赫兹的频率。在一架传统的88键钢琴中，最高音符约为4100赫兹。

人们猜测，钢琴之所以设计得那么高，是因为对音高感知的基本限制，但麦克德莫特认为，有可能恰恰相反：也就是，这个限制受到了这样一个事实的文化影响，即很少有乐器产生高于4000赫兹的频率。

研究人员发现，尽管齐马内的乐器的上限通常远低于4000赫兹，但齐马内的听众可以非常好地分辨高达4000赫兹的音高，这些音高间隔的准确歌唱再现就证明了这一点。超过这一门槛，他们的感知就崩溃了，这与西方听众非常相似。

雅各比说：“在不同的人群中，它看起来几乎完全一样，所以我们有一些证据表明，生物因素对音高的限制是有限的。”

这种限制的一个可能的解释是，一旦频率达到大约4000赫兹，我们内耳神经元的放电频率就跟不上了，我们就失去了区分不同频率的关键线索。

巴黎笛卡尔大学(Paris Descartes University)高级研究科学家丹尼尔·普雷斯尼泽(Daniel Pressnitzer)没有参与这项研究，他说：“这项新研究助长了关于音乐中文化和生物限制之间相互作用的长达数年的辩论。”这一独特、珍贵和广泛的数据集既显示了齐马内和西方听众对音乐音高的感知或构思方式的惊人相似之处，也显示了意想不到的不同之处。“。

雅各比和麦克德莫特现在希望将他们的跨文化研究扩展到其他很少接触西方音乐的群体，并对齐曼人的音高感知进行更详细的研究。

麦克德莫特说，这样的研究已经表明了包括受过西方教育的相对富裕的大学本科生以外的研究参与者的价值，这些本科生是大多数关于知觉的学术研究的对象。这些更广泛的研究允许研究人员梳理出当只检查一个单一的同质群体时看不到的不同感知元素。

麦克德莫特说：“我们发现有一些跨文化的相似之处，但似乎也有很多人认为在不同文化和听众之间会很常见的东西确实存在着惊人的差异。”“这些体验上的差异可能会导致感知的不同方面的分离，给你提供感知系统的哪些部分的线索。”

这项研究由詹姆斯·S·麦克唐奈基金会(James S.McDonnell Foundation)、美国国立卫生研究院(National Institutes Of Health)和哥伦比亚大学(Columbia University)总统社会和神经科学学者项目资助。