朱载堉十二平均律首创
在中国古代灿烂的科技文明史上,朱载堉是一位被西方学界长期忽视却影响深远的科学巨匠。他首创的十二平均律(又称十二等程律),不仅解决了困扰中外音乐界数千年的旋宫转调难题,更对世界音乐的发展产生了革命性影响。本文将系统梳理朱载堉创立十二平均律的历史背景、理论建构、具体成就及其国际传播,通过详实的史实展现这位明代律学家的卓越贡献。
朱载堉(1536-1611)生于明嘉靖年间,是明太祖朱元璋的九世孙,郑藩王族成员。其父朱厚烷因直谏被囚禁十九年,期间朱载堉筑土室于宫门外,独居研习律历,这段经历为他后来的律学研究奠定了坚实基础。在恢复爵位后,他七疏让爵,专心著述,最终完成了《律学新说》《律吕精义》等集大成的学术著作。
在朱载堉之前,中外音乐界长期受困于三分损益律(五度相生律)带来的“黄钟不能还原”问题。传统律制通过连续三分损益生成的十二个律,最终无法回到起始音高,导致旋宫转调时音准失调。朱载堉通过精密计算,首创以二的十二次方根(即√2)为公比的等比数列划分音律,使十二律间频率比完全相等,实现了真正的旋宫自由。
朱载堉在《律吕精义》中详细记载了计算过程。他通过开平方、开立方等高次幂运算,精确计算出相邻半音的音高比值。以下为其关键数据(以现代频率比表示):
| 律名 | 与现代音名对应 | 频率比值(以黄钟为1) |
| 黄钟 | C | 1.000000 |
| 大吕 | C# | 1.059463 |
| 太簇 | D | 1.122462 |
| 夹钟 | D# | 1.189207 |
| 姑洗 | E | 1.259921 |
| 仲吕 | F | 1.334839 |
| 蕤宾 | F# | 1.414213 |
| 林钟 | G | 1.498307 |
| 夷则 | G# | 1.587401 |
| 南吕 | A | 1.681792 |
| 无射 | A# | 1.781797 |
| 应钟 | B | 1.887748 |
| 清黄钟 | 高八度C | 2.000000 |
这一理论体系的核心突破在于,朱载堉将数学与音乐紧密结合,运用当时最先进的数学工具解决了律学根本问题。他设计的律准(弦乐器)和律管(管乐器)制作规范,均体现了其理论的实践性。特别是在管口校正问题上,他首创异径管律系统,通过精确计算管径差异来修正空气柱振动产生的误差,这比西方类似的发现早了两百年。
朱载堉的成就不仅限于律学。他在《乐律全书》中融合了律历合一的思想,将音律与历法计算相通,创造了“新法密率”这一跨学科理论体系。他还精确计算了回归年长度值,与今测值仅差17秒;测算出北京地理纬度为40°16′,与现代测量极为接近。这些成果展现了其作为百科全书式学者的全面素养。
关于十二平均律的国际传播,现有史料表明,朱载堉的成果可能通过明清之际来华传教士传至欧洲。利玛窦在北京期间曾与朱载堉有过间接接触,其著作《律吕精义》被收录于《崇祯历书》。德国音乐家巴赫在1722年创作的《平均律钢琴曲集》,常被误认为是十二平均律的首创,实则朱载堉的发明比巴赫早了一个多世纪。李约瑟博士对此评价:“朱载堉的著作曾经得到很高的评价,他的理论在他自己的国家却很少付诸实践,但这却是不可以抹杀的成就。”
朱载堉的十二平均律理论在近代被重新发现和评价,被誉为“中国对世界音乐文化的第五大发明”。从键盘乐器制造到现代音乐创作,从音乐教育到声学研究,这一律制已成为当代音乐实践的基石。1997年,朱载堉的十二平均律被列为中国首批国家级非物质文化遗产,其历史地位得到正式确认。
综观朱载堉的一生,他不仅是一位杰出的音乐理论家,更是横跨天文、数学、计量等多个领域的科学全才。他创立的十二平均律解决了音乐理论的根本问题,为世界音乐发展开辟了新的道路。在弘扬中华优秀传统文化的今天,重新认识朱载堉的科学成就,对理解中国古代科技文明的深度与广度具有重要启示意义。