題:
質數和音樂之間有關係嗎?
Albrecht Hügli
2019-09-23 14:32:19 UTC
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素數與泛音系列及其頻率之間有關係嗎?

我已經找到了與Euler關於數學和音樂的研究相關的鏈接,當我在這裡發現鵝I時是整個相關的宇宙。

有人可以為像我這樣的傻瓜分解這種理論嗎?

http://www.tonalsoft.com/monzo/euler/euler-en.aspx

http://eulerarchive.maa.org//pages/E033.html

我的意思是特別是字符串-長度,泛音和素數。在仔細考慮並嘗試向我解釋後,我發現這很簡單,但我從未意識到這種關係

這是一個廣泛的問題。在不透露我與背後的人的關係的情況下,我只能說我的一個親戚是致力於將數論與音樂融合在一起的研究的數學家。有許多涉及音樂的質數應用程序,其中一些涉及[Eratosthenes篩子](https://en.wikipedia.org/wiki/Sieve_of_Eratosthenes),而我自己的一項涉及基於質數的不可逆函數編號屬性以產生自動音樂。您將需要更具體一點。
可能我必須先研究一下:https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0801/0801.4049.pdf,並在這裡進行研究:https://www.open.edu/openlearn/whats-on/tv/英國廣播公司音樂關於節目的原聲
不。只有虛假的相關性,例如PeterJ的答案中所展示的那種。
我只是試圖在清潔游泳池時向我的妻子解釋我的問題。到了這個時候,我發現了一個基本的教學問題:我不能問這個問題,我不得不嘗試給出答案!因此,這就是本SE中的確切要求:“ *告訴我們您已經嘗試做的事情!*”我發現,在能夠更加精確地了解自己之前,我首先必須能夠回答我的問題。題。有時我們必須首先知道答案,才能理解其他人的解釋。 ...
我必須對上面的鏈接用拉丁語表示歉意,但我沒有註意到這一點,因為據說那裡是用英語翻譯鏈接的。我在Ipad上很容易找到它,但現在在筆記本電腦上它顯示錯誤404。我將盡快發布英文版本。是的,我們開始:http://www.tonalsoft.com/monzo/euler/euler-zh.aspx
如果我沒記錯的話,Bohlen-Pierce量表是建立在素數上的,特別是3:5:7。 https://www.youtube.com/watch?v=Ur6GOoSNGN0 https://en.wikipedia.org/wiki/Bohlen%E2%80%93Pierce_scale
@Bob:是一個了不起的視頻,它變得非常聰明。但是我怕我聽不懂,尤其是當他談論三角唱片的時候,我也不理解比率3:5:7。這是指頻率還是和弦音調?
我有一本書《音樂和數學:從畢達哥拉斯到分形》。這是一本不錯的書,高中或以上水平的任何人都應該掌握數學。
我現在對波長和頻率很困惑。我可能已經錯過了很多東西,並且誤解了很多東西。在我的回答中,我忘了關於畢達哥拉斯逗號的事情!但是也許有人對此文章感興趣:https://yapps-arrgh.de/data/primes_Online.pdf(這很複雜,因為我從來沒有上過英語的數學課,也不懂這些術語。還有很多我想了解音樂和音樂的背景下的精美視頻和圖片,也許有一天,有人會提出一個更聰明的問題,使我們前進。
五 答案:
ttw
2019-09-24 02:10:42 UTC
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關於素數有一種觀察。沒有素數冪(除0外)是任何其他素數的冪。因此,沒有任何堆疊的五分音符數目等於任何數目的堆疊的八度音程。 (以五分之一的比例為3:2)。因此,任何超過幾個音符的有用音樂都需要調音。

“畢達哥拉斯”調整僅使用2或3的比率。“正義”調整使用2、3和5的比率。畢達哥拉斯的三分之一變為81/64,而Just的第三者變為5/3;這些不匹配。

除此之外,除了弄清楚如何以實用的方式調節(例如)7個八度音階和12個五分之一音階之間的差異外,沒有什麼其他東西了。

這個。除2以外,音樂中很少使用素數。 (例外情況是:5個半音到四分之一,7到五分之一,有時是3個節奏,全音階音階上有7個音符(感覺上更像是一個意外)。但是,就是這樣。另一方面,它在節奏中無處不在,並且是在音階上將兩個頻率稱為相同音符的基礎。此外,“ 12 = 2 * 2 * 3”半音構成了所有和聲理論的基礎。)
是。兩個倍頻程等效的因子排擠了其他素數。在3:2處五分之一的間隔(據傳聲學地確定)永遠無法匹配。
我真的很想念這個勾股號逗號。真可惜!
Todd Wilcox
2019-09-23 20:14:55 UTC
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我會說“平凡,是”。

是的,因為可以對音樂進行分析,並且音樂的創建方式通常涉及代數的數字和基本原理(例如加法和乘法)以及一次數字變得容易介入,尤其是當涉及乘法(和除法)時,素數變得很重要。

瑣碎地是因為,人類思想的每一個分支都可以使用數字和基本代數,尤其是乘法/除法,與質數有著有意義的交互作用。 / p>

此處僅列出了一些音樂領域,其中由於質數的乘和/或除法有用,素數與概念有重要的相互作用:

  • 頻率比和間隔
  • 拍號和節奏
  • 調音,語調和音階 l i>
  • 共振,阻尼和樂器的構造
  • 聲學
  • 等。

其中一些區域存在重疊,例如許多人肯定會注意到。

特別是關於Euler的想法,至少從音樂的角度來看,它們對我似乎沒有特別的幫助。他們可能以他們自己的方式很有趣,但是我認為有一個原因,人們在談論音樂時並不經常提及這些想法。而且,歐拉的數學創新也更加令人興奮。

// @ Todd:我已更正並編輯了我的問題。實際上,這主要涉及聲學基本原理,即音符長度,頻率和質數。我在學校都學過這兩種語言,但我沒有檢查它是否只是一種相關性,實際上是一樣的!這是當老師在教一些數學,物理和音樂方面的知識時所產生的效果,但他們看不到或不知道這種聯繫。老實說,它還沒有連接到我的腦海!您仍然可以解釋頻率和素數的這一點,或表明此問題/答案已經發布且重複:)
-1
有時最瑣碎的事情並非無關緊要。我知道數學和音樂是瑣事/四等分的要素。但是直到今天,這兩件事之間的關係對我而言並不微不足道。我的問題仍然有用且適當,因為此內容(聲學)是每個音樂學生的基礎知識。如果您知道第3類的素數,則可以得出所有諧波的頻率-這是我沒有意識到的。我只是從銅管樂器的泛音中了解它們,並從心底學習它們。對一個人來說瑣碎的事情似乎並不是對每個人都是瑣碎的。
*瑣碎地講,因為可以使用數字和基本代數(尤其是乘法/除法)分析和/或發展的人類思想的每個分支與素數都有有意義的交互作用。*也許我真的沒有素數的含義你說這是微不足道的。我將不得不在日常生活中多考慮這種現象。無論如何,您提出了一些我仍然沒有想到的觀點。你能告訴我其他方面或單位的關係嗎?我現在開始了解素數和頻率的關係。
PeterJ
2019-09-23 17:37:40 UTC
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是的!這是一個令人著迷的。

素數(> 3)僅在6n +/- 1處出現(緊接著被六除的數)。這是由於數字2和3的乘積之間的相互作用所致。如果將數字行視為6/8時間的音樂,則素數總是出現在每個小節的第二個或最後一個四分之一上。因此,有5、7、11、13、17、17、19等。

素數的分佈完全取決於較小素數的“乘積波”之間的相互作用。每個素數根據規則產生6n +/- 1的乘積,以使每6p個數在此位置有兩個乘積。例如,在此位置出現的5的乘積總是以6np +/- p的速度出現,因此每30(6p)個數字有兩次。

這與相互作用的頻率有關,並且數論廣泛使用傅立葉分析。分析的訣竅是要認識到沒有“素數音樂”,而是“素數積的音樂”,而這正是決定素數分佈的原因。

任何一個掌握聲學和振動弦的技巧的人都將很容易掌握素數的工作原理。

您是否將第一個顫音計數為零?那是違反直覺的。
這是質量最好的櫻桃採摘。人們可以努力找到音樂中的原聲和共鳴之間的某種明顯關係,但是原聲的數學與西方音樂理論或東方音樂理論的發展都沒有任何關係(例如出現配對時)。
如果您是程序員,則不是@phoog,(除非您使用Visual Basic編程,在Visual Basic中數組索引從1開始)。
第一點很重要,選擇將數字線表示為一系列6拍小節是相當隨意的,並且不會增加素數> 3可以表示為6n +/- 1的事實。我完全不理解其餘的答案-顯然與音符頻率,傅立葉分析和機械振動有關,但是我不知道這與質數有何關係。
@Pyromonk我是一名程序員。這並不會因為從違反直覺而從零開始計數,例如可以看到以下事實:斷言“素數始終出現在每個小節的第二個或最後一個四分音上”將序數* second *與索引* 1相關聯。 *
@ Carl:也許問題太清楚了,您無法理解我的問題是什麼...我沒有看到質數的類比或標識以及字符串的分割或字符串頻率的多樣性。我現在將回答我發現如何問後的問題。但是其他人仍然有機會。
@NuclearWang-好吧,這個主意足夠有用,足以保證發表有關該書的文章,這是一本數學教學期刊,所以也許您錯過了一些東西。通過使用6n數字作為度量標準,可以分析素數的分佈。這不是比通常的方法更好的方法,但它是了解行為方式和行為方式的好方法。 6n規則可用於構建素數檢查器,如果沒有其他要求,則具有教學價值。 。
@CarlWitthoft-我認為在數論中使用傅立葉分析和諧波序列的中心性可以使連接清晰。我沒有說素數對音樂理論的發展有影響,儘管顯然這全都與數學有關。素數必須具有一定的相關性。例如。音樂家傾向於在酒吧的節拍中不使用質數。
@phoog-我的評論適用於大於3的素數。因此,第一個官方悲觀情緒將持續到6日。
但是,如果拍子6是拍子,則其前面的拍子為零(當然,假設樂曲從拍子開始)。第二小節的下行拍實際上是樂段中的第七拍。 (也有一些音樂傳統,其中高級表很普遍,儘管它們可能與本討論無關。)
您所說的內容是否專門適用於質數而不適用於6n + -1形式的數字?
@user2679290-我不知道。我得檢查一下。我對回答的不正確回答感到困惑。也許我沒有很好地解釋這個問題。
@phoog-該規則適用於素數> 3。因此,5是一個向上拍,6是一個向下拍,7是第一小節的第一拍。這不是火箭科學,而只是一種分析素子的方法,這些素子對於音樂家來說應該很容易並且對他們來說很有趣。顯然,沒有我想的那麼有趣。素數乘積的“音樂”或波狀行為是音樂和OP所要求的素數之間的聯繫,它解釋了為什麼諧波序列在數論中如此重要。指出這一點似乎很有幫助,我不知道為什麼有人在爭論。 。
W3BC
2019-09-24 16:56:39 UTC
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巴赫(Bach)倡導的平等氣質時代已使3:2之類的比率過時了。在過去的幾個世紀中,使用12音階的音樂通過將當前音符的頻率乘以2 ^(1/12)來改變每個升音符的頻率,我們將其稱為2的第十二根。幾何級數。

它使那些認為大五分之一(例如C到G)的間隔必須精確地是 頻率的1.5倍的人震驚。巴赫先生將其更改為恰好為2 ^(7/12)的折衷值。這是五分之一的間隔(例如C與G)在12位精度中的比率:1.49830707688:1。

每個半步都需要將頻率乘以2 ^(1/12)或1.05946309436,是一個無理數(表示它不是,也不能是任何兩個整數的比率。)如果將該數字本身乘以12倍,則意味著您已經向上移動了構成12個半音的12個半音(半步) -音階,則得到整數2。每個八度是二次諧波,或者是起始音符頻率的兩倍。這意味著任何八度音階中的特定音符將與任何其他八度音階中的該音符“同步”。因此,所有A彼此都調音,所有D#都調音,依此類推。 。

很抱歉,如果我消除了任何氣泡,但是自巴赫(Bach)以來,設計和製造使用12音階的樂器的目的是使用十二的第十二個根來調音,並且音樂家們畢生學習以相同的節奏演奏,這是一個無理數,這意味著它不能且不等於任何兩個整數(素數與否)的比率。 / p>

其他具有不同音符音階的音階可能具有等於兩個整數之比的間隔,甚至有可能以兩個素數之比為基礎,但是這種調音幾乎與普通音調完全不兼容。 12音系統。 (當然,除非您的作曲是“貓和割草機奏鳴曲”)

抱歉。

現在,有足夠的數學可以進行一天!我要回到我的作文中。

“由巴赫(Bach)吸引”:直到19世紀中葉,平常的氣質都沒有得到經常使用。在巴赫之前的兩個世紀中,回火的五分之二(甚至比3:2比率的三分之二的比率還遠)已被使用。脾氣暴躁的五分之一通常跳動得太慢,以至於不能太大地影響音樂質感。脾氣暴躁的三分之二的人不能說同樣的話。
此外,在沒有鍵盤的情況下製作音樂的人們繼續使用合理的音調間隔,並且人們繼續以不平等的氣質來調音(或者說,近幾十年來恢復了調音)。在最近幾十年中,您還編寫了新的“微調”音樂,其中明確指定了正調或近調。
W3BC,您的陳述有許多真相。當然,相同的回音與質數無關,但是我不關心TET。我想知道自然色彩和素數背後是否存在形而上學的秘密。
Albrecht Hügli
2019-09-23 21:37:38 UTC
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這是我的答案(但這不僅僅是一種質量檢查(因為我以前真的沒有看到這種關係!)

從最小素數開始:

它們是 1,2,3,5,7,11 ...

這是我們在小學中學到的:這些數字只能除以1和單獨。

泛音,(諧波)和頻率:請注意,我已經將波長編輯為字符串長度圖表的1.列中的>!

是2.中的字符串長度,3.中的頻率因子 / p>

1 => 1 =例如C

1/2 => 2 = c

1 / 3 => 3 = g

1/4 => 4 = c(c的8va 1/2 x 1/2)

1 / 5 => 5 = e

1/6 => 6 = g(8va of g 1/2 x 1/3)

1/7 => 7 = b7

1/8 => 8 c(8va of c 1/2 x 1/4)

1/9 => 9 d(g的5th 1/3 x 1/3)

1/10 => 10 e(e 1/2 x 1/5的8va)

為我們可以看到粗體頻率是新泛音,所有其他頻率是已經衍生出的泛音的倍數,顯然可以被其他素。此表顯示,每個和聲必須與其他素數明確地相同,且不能將其除以一個或多個其他數。本身。這就是為什麼有些人可能會說這很簡單,但是直到現在,對我而言,這都不是簡單的!諧波與素數之間沒有相似性或相關性。它們是相同的。

編輯:

最後一句話我想說:

素數和泛音是一回事-只能用不同的術語和媒體,因為所有非素數都必須是八進製或我們已經開發的那些泛音的五分之一:例如

但是我現在看到的是我錯過的東西:畢達哥拉斯逗號:7個八度不等於12個五分之一。我已經完全忘記了這一點!

在這裡我發現了一個對口說相同的話:

諧波數等於源諧波的值在所有先前有關諧波演化的討論中。由於我們只研究了Quintality之前的產品,因此大多數產品都是黃金。但是,從圖表中可以看到,從數值上看,大多數源諧波和諧波乘數都是非質數,其中任何一個都是質數的乘積-它自己的一系列諧波和乘數。我們將系列中的第一個稱為根諧波,因此與產品本身(源諧波)不同。

它說出等價我認為這比一個相同的產品好。

enter image description here

,這是另一個鏈接,指出它們的本徵和諧波是等效的:

http://tonalsoft.com /enc/p/prime.aspx

enter image description here

http://tonalsoft.com/enc/p /prime.aspx

這是一個重言式:您只是說諧波是本諧波或其他諧波的倍數。數字是相同的:每個數字都是另一個數字的倍數,或者是質數。
究竟!這必須首先找出:)
也許這是一個重言式。讓我們聽聽別人怎麼說。但是奇怪的是我以前沒有看到這種關係嗎?我非常關心數學,音樂以及邏輯。但也許我真的是個傻瓜? 2010 / the-connection-between-prime-numbers-and-music.html?interest = 1https://plus.maths.org/content/music-primes
請注意,儘管1通常不是被視為素數。關於乘法,您可能對[素數分解](https://en.wikipedia.org/wiki/Prime_number#Unique_factorization)感興趣。
@AndrewT。確切地說,1永遠不會被視為素數。
ups,愚蠢,我已經編輯過,這在以前是完美的!
另外,雖然“ 3/2”非常接近五分之一,但它並不相同(假設調整為調音)。通過擴展,“ 4/3”也不是精確的四分之一。 “ 5/4”與脾氣暴躁的大三號相距甚遠,而“ 7/4”絕對不及小七號。真正的分數都是非理性的,並且是*十二分之一的2的根的冪。
我認為投票否定是因為最後一句話:我知道我在窗外書寫質數,而泛音是相同的。但是我的意思是:所有非素數必須是八進製或我們已經得到的泛音的五分之一!因此,所有其他(新的)泛音都必須是質數!當然,我說的是單個樂器的單個音調的泛音。在這種情況下,調音無關緊要。但是我現在看到了我錯過的東西:勾股逗號:7個八度不等於12個五分之一。我已經完全忘記了這一點!
托德·威爾科克斯(Todd Wilcox)的編輯是正確的:1不是*質數。對於您的理論而言,這可能無關緊要,但是將更正還原為錯誤的斷言似乎並不好。
但是,@CarlWitthoft 1在過去被認為是主要產品。
我也發現這個問題並打算向@Carl講話。但是他們說,Euler在給另一位數學理論家的信中回答說,他不認為1是素數...我不知道我們所學的是什麼在學校(我可以抬頭看)
“所有非素數都必須是八進製或已經形成的泛音的五分之一”:這是不正確的,並且數論為我們提供了證明:我們只需要查找沒有二或三的因數:25、35、49、55,...
我的想法是這樣的:如果頻率因子5的音調是C(= E)的主要三分之一,而不是25一定是... E(= G#)的三分之一,那麼,伙計,你是對的! !我們現在在做什麼?我想我也會繼續作曲:**素數交響曲2 **
我為認為1不是素數而被稱為單位的傻瓜感到遺憾,因為僅將1包含為素數會使某些理論複雜化。換句話說,僅就慣例而言,並不將1描述為質數。


該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 4.0許可。
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