十二律是中国传统音乐使用的音律,后来逐渐传入到朝鲜、日本、越南等东南亚国家。律,本指用来定音的竹管,古人用12个不同长度的律管,吹出12个高度不同的标准音高,以定出音阶的高低,故这十二个标准音高也叫十二律。
中国古代以“三分损益法”定律,将十二个音逐个导出;而前五个音与主音的数学关系较为简单,同时也是常用音阶,故又与十二个音并称五音十二律。
准确读音:黄钟(huáng zhōng)、 大吕(dà lǚ)、太簇(tài cù) 、夹钟(jiā zhōng)、姑冼(gū xiǎn)、中吕(zhōnglǚ)、蕤宾(ruí bīn)、林钟(lín zhōng)、夷则(yí zé)、南吕(nán lǚ)、无射(wú yì)、 应钟(yìng zhōng)
十二律分为阴阳两类,奇数六律为阳律,叫做六律;偶数六律为阴吕,称为六吕,合称律吕。一般所说的六律包括阴阳各六的十二律。
相传三分损益法为管仲所发明。
司马迁的《史记》“律书第三”中写到:“……九九八十一以为宫。三分去一,五十四以为徵。三分益一,七十二以为商。三分去一,四十八以为羽。三分益一,六十四以为角。”
意思是取一根用来定音的竹管,长为81单位,定为“宫音”。然后将81乘上2/3,就得到54单位,定为“徵音”。将徵音的竹管长度54乘上4/3,得到72单位,定为“商音”。将商音72乘2/3,得48单位,为“羽音”。羽音48乘4/3,得64单位,为“角音”。而这宫、商、角、徵、羽五个音高,被称为中国的五音。
中国音乐中用来定音律的“三分损益法”的确立是考“中声”而量之以制。儒家的“中声”指音高、速度适中的有节制的音乐,“琴瑟尚宫,锺尚羽,石尚角,匏竹利制,大不逾宫,细不过羽”,要舍却弹奏中的“烦手”(复杂多变)。《左传》有鲜明排斥过度追求音响、速度变化的“淫声”、以能使人保持平和“中声”为美的思想。“毕氏学派”中的“五度相生律”与三分损益法相似,但是五度相生律与三分益损法上下生成次序有不同,产生的音阶相对应为中国音阶中的燕调式,与中国流行的宫调式不同。
在声学中,声高指物体振动的频率。取一简单物体用来定音高时(如竹管、丝弦),则它的频率与其长度是成反比的关系。如果物体的材质固定,长度愈长,声音愈低。
除此之外,当长度减为一半时,频率将变为原先的两倍;长度增成为原先的两倍时,频率成为原先的一半。将这种互为二倍数的特殊比例,定义为彼此互为“八度音”。由此,便可以从九九八十一的长度出发,试算前述借由“三分损益”求得的长度,所得到的十二律(宫调):
黄钟(C): (n = 0)
林钟(G,由黄钟三分损而来): (n = 0 + 7 = 7)
太簇(D,由林钟三分益而来): (n = 7 - 5 = 2)
南吕(A,由太簇三分损而来): (n = 2 + 7 = 9)
姑冼(E,由南吕三分益而来): (n = 9 - 5 = 4)
应钟(B,由姑冼三分损而来): (n = 4 + 7 = 11)
蕤宾(F#,由应钟三分益而来): (n = 11 - 5 = 6)
大吕(C#,由蕤宾三分益而来): (n = 6 - 5 = 1)
夷则(G#/Ab,由大吕三分损而来): (n = 1 + 7 = 8)
夹钟(D#/Eb,由夷则三分益而来): (n = 8 - 5 = 3)
无射(A#/Bb,由夹钟三分损而来): (n = 3 + 7 = 10)
仲吕(F,由无射三分益而来): (n = 10 - 5 = 5)
清黄钟(黄钟的高八度音,由仲吕三分损而来): (n = 5 + 7 = 12)
注意,最后一个“清黄钟”的长度39.9548849,与直接取“黄钟”长度的一半 40.5 仍有一段小小的差距,这就是“黄钟不能还原”的问题。因为在连乘十二次 2/3 或 4/3 后,最后的值不可能达到原始的 1/2。
另外,若在定律时不断地使用三分损益的操作,最后一定会出现除不尽的小数,使得在实际制作时容易产生误差。然而在现实上,准确度(Accuracy)与精密度(Precision)绝对有其极限,所以经过十二次的三分损益之后,已经可以构成一个(不甚完美)的音阶循环。这也是为何中西音乐理论中,都不约而同地发展出以“12音阶”为主流的原因。之后才会出现如纯律、十二平均律等不同的改进或修正方法。
从上面所计算出来的结果,对照《史记·律书》中的文字,便可发现当中的抄录错误。宋代沈括的《梦溪笔谈》,便记载了《律书》当中出现“七分”之类的文字,当为“十分”的误写。因此原文中的黄钟“八寸七分一”为“八寸十分一、81分”才合理。以下列出古音十二律与史记的文字记载比较,并附上与西方“参考音名”与“十二平均律的误差”计算。
中国音名 |
三分损益(由原文更正后) |
西方音名 |
十二平均律 |
三分损益与十二平均律之偏差(%) |
黄钟 | 81 | C | 81 | - |
林钟 | 54 | G | 54.0610 | 0.11 |
太簇 | 72 | D | 72.1628 | 0.23 |
南吕 | 48 | A | 48.1629 | 0.34 |
姑洗 | 64 | E | 64.2898 | 0.45 |
应钟 | 42.6667 | B | 42.9083 | 0.56 |
蕤宾 | 56.8889 | F♯ | 57.2757 | 0.68 |
大吕 | 75.8519 | C♯ | 76.4538 | 0.79 |
夷则 | 50.5679 | G♯ | 51.0268 | 0.90 |
夹钟 | 67.4239 | D♯ | 68.1126 | 1.01 |
无射 | 44.9492 | A♯ | 45.4597 | 1.12 |
仲吕 | 59.9323 | F | 60.6814 | 1.23 |
若不照音高排列,而是如上表照三分损益法排列十二律,则会发现其顺序与五度圈自C开始往顺时钟方向的音位排列恰巧一样。
由于音律与一年中的月分恰好都定有十二个,于是在中国上古时代,人们便把十二律和十二月联系起来,又名十二月律。例如大秦景教流行中国碑中有“太蔟月”即正月。依照《礼记·月令》上的记载,它们之间的对应为:
孟春之月,律中太簇;
仲春之月,律中夹钟;
季春之月,律中姑洗;
孟夏之月,律中仲吕;
仲夏之月,律中蕤宾;
季夏之月,律中林钟;
孟秋之月,律中夷则;
仲秋之月,律中南吕;
季秋之月,律中无射;
孟冬之月,律中应钟;
仲冬之月,律中黄钟;
季冬之月,律中大吕。
所谓“律中”就是“音律的对应”,其征验的方法则是凭“吹灰”。据说古人将十二根律管里塞入葭莩的灰,只要到了某个月分,相对应的那一只律管中的灰就会自动地飞扬出来,这便是“吹灰候气”、“夷则为七月之律”等词汇的典故。当然以今日的观点,吹灰候气并没有现实的根据。
值得注意的一点,十二律中最基本的是黄钟,而中国历法最基本的则是含有冬至的月分。《月令》中所列出的,正是以黄钟对应冬至所在的仲冬月分——子月(大雪至小寒之月)。
另外,《周髀算经》提及由于中国古代使用天干地支,以六十年甲子为一个周期,而60又包含2、3、4、5、6、10、12、15、30、60等公约数,所以不同时期规律出现的天象,会在60年内集中重复,这些看似奇异的现象实际上是可以用数理逻辑解释清楚的。