绝对音感|基因还是后天训练的元分析

当著名音乐制作人 Rick Beato 在录音室与他三岁的儿子 Dylan 互动时,他惊讶地发现,小 Dylan 在哼唱《星球大战》主题曲时,居然准确无误地卡在了降B大调(B-flat major)的首音上 。Rick 感到不可思议,又随口让他哼唱《超人》,Dylan 再次精准地唱出了G音 [1, 2]。令人震惊的是,Dylan 此时甚至还没有开始接受任何正式的音乐训练 。他已经拥有了人类听觉史上最让人羡慕的超能力——绝对音感(Absolute Pitch,简称 AP) 。

在世界上,像 Dylan 和流行歌星 Charlie Puth 这样能够无须任何参考音,瞬间辨别出任何声音(无论是钢琴键、汽车喇叭还是鸟鸣)具体音高的人,曾被普遍认为只占万分之一 。这项神奇的能力究竟是造物主在基因里写好的密码,还是后天艰苦训练的奖赏?


听觉的「全彩世界」:什么是绝对音感?

为了理解绝对音感,音乐科普博主 Charles Cornell 提出了一个非常生动的比喻:颜色 。

对我们大多数人来说,当我们看到红色、蓝色或黄色时,我们的大脑会在瞬间做出反应:“这是红色,那是蓝色。” 我们不需要拿一张红色的色标放在旁边进行对比 。在拥有绝对音感的人耳中,每一个音高都像拥有独特的“音色(Chroma)”或“声音颜色”一样鲜明 [9, 11, 12]。当听到一个降E音时,他们的大脑会像看到绿色一样自然地反应出:“这是降E。” [9, 10]

然而,对于另外 99.9% 甚至更多的人来说,我们对音高的感知更像是某种程度的“色盲” [9, 13]。我们能听出两个音谁高谁低,也能听出旋律是在往上走还是往下走,但如果没有一个基准的“色标”(参考音),我们根本无法叫出它的名字 [10, 14]。这种通过对比来识别音程关系的能力,被称为相对音感(Relative Pitch) [14, 15]。

有趣的是,科学家发现,绝对音感拥有者的听觉器官(耳朵和耳蜗)在物理和生理结构上,其实与普通人没有任何区别 。绝对音感并不是一种更灵敏的“物理感官”,而是一种涉及大脑皮层高级加工的认知分类能力 [11, 16]。

这种认知分类在人类历史上形成得很晚。事实上,在19世纪之前,科学家甚至很难定义绝对音感 。因为在19世纪晚期音高标准统一之前,不同国家甚至不同乐团的“标准A音”有着天壤之别(在G#到Bb之间波动) 。如果没有一把公认的“物理尺子”,大自然又怎么可能凭空在大脑中刻下绝对的物理频率呢?


致命的九岁分水岭:大脑的「统计学家」与关键期

在 Rick Beato 的科普视频评论区里,经常充斥着成年人愤怒的留言。一位巴西的神经外科医生甚至写信宣称:“我花了数千个小时疯狂训练,现在我已经记住了绝大多数音符,这证明成年人也能学会绝对音感!” [18, 19] 但当 Rick 邀请他进行 Skype 连线测试时,这位医生不得不承认,自己无法像 Dylan 那样瞬间、无误地辨别,并且依然会犯错,他所训练出来的能力与真正的绝对音感并不相同 [20, 21]。

为什么成年人无论如何努力,都无法获得毫无瑕疵的绝对音感? [3, 22, 23] 答案藏在大脑发育的关键期(Critical Period)里 [24, 25]。

人类婴儿在刚出生时,大脑其实是一个极致敏锐的“声音统计学家” 。全球有大约 6500 种语言,包含 2000 个不同的音素(Phones) 。出生不久的婴儿能听到这所有音素的区别 。但到了大约 9 个月大时,由于大脑开始进行修剪和统计分析,婴儿会逐渐丧失对非母语声音的敏感度,只留下家里常说的那几种语言的音素 。

Rick Beato 提出一个极具启发性的观点:婴儿对待音乐也是如此 。当婴儿暴露在高度复杂、不可预测的“高信息量音乐”(如巴赫的《平均律钢琴曲集》或复杂的现代爵士乐)中时,他们的大脑会开启声音统计机制,并把西方音乐的12个半音像“12个音高桶”一样归类并保留下来 [27, 28]。如果只给婴儿听简单的单调儿歌,就像只教他们四个单词的语言,大脑就会关闭这扇大门 。

研究表明,绝对音感的形成高度依赖于6岁之前的早期音乐训练(最集中的爆发期在4到6岁) 。如果音乐训练在 9岁之后 才开始,几乎没有成功获得绝对音感的先例 。

不过,2013年的一项神奇研究打破了成年人的绝望。实验人员让成年男性服用一种用于治疗癫痫的药物——丙戊酸(Valproate,简称 VPA) [22, 25]。结果发现,服用 VPA 的成年人辨别音高的能力显著优于对照组 [22, 25]。这表明 VPA 似乎在分子和细胞层面上,重新开启了成年人大脑中早已关闭的“关键期”窗口 [22, 25]!


基因的底色,还是母语的馈赠?

如果我们把目光投向东亚,会发现一个令人震惊的数据差异:绝对音感在东亚人群中的发生率远高于西方 。研究显示,在 5 岁前就开始接受音乐训练、且母语为普通话的音乐学生中,拥有绝对音感的比例居然高达 74% 。

这首先要归功于声调语言(Tonal Languages)的独特馈赠 。

中文普通话有4个声调,粤语有9个声调,越南语则有6个 。在这些语言中,一个词的绝对音高直接决定了它的含义(例如普通话中的“妈、麻、马、骂”) [32, 33]。因此,声调语言国家的婴儿在牙牙学语时,其大脑就已经将“绝对音高”与“生存/沟通意义”强行绑定了 [30, 32, 33]。当这些孩子后来接受音乐培训时,大脑几乎是无缝地把这种对音高的绝对分类迁移到了音乐上 [30, 32]。

但这是否意味着绝对音感完全是环境的产物?并非如此。

科学界普遍认为,绝对音感的底层受遗传基因的强力调控,甚至可能是一种常染色体显性遗传特征 。基因组关联研究发现,绝对音感家族在特定染色体区域(如 8q24.21)存在连锁关系 。此外,绝对音感在特定群体(如 Williams 综合征和自闭症谱系,有研究估计高达 30% 的自闭症患者拥有绝对音感)中比例极高 ,且与联觉(Synesthesia,即听到声音能看到颜色)有着明显的基因重合——约有 20% 的绝对音感拥有者同时也是联觉者 。

因此,它是基因提供的一块画板,而母语与早期音乐训练,则是画板上最关键的涂色。


伪装者的秘密:我们如何「假装」拥有绝对音感?

既然成年后大脑已经失去可塑性,那么为什么像 Charles Cornell 这样的专业音乐人,依然能在不依靠乐器的情况下,思考一两秒就能准确叫出听到的音符呢? [6, 36]

这其实是一种被称为“准绝对音感(Quasi-Absolute Pitch)”的记忆假象 [12, 15]。它并不是真正的绝对音感,而是依靠大脑中极深的音高记忆(Levitin Effect)与精湛的相对音感联手完成的戏法 [37, 38]。

Charles 解释说,在他的大脑里,有几首歌的初始音符被死死地锁定了。比如爵士名曲《So What》的旋律,让他能瞬间提取出 D 音 [37, 39, 40];或者 Oscar Peterson 的唱片让他对 F 音和 C 音根深蒂固 [39, 41]。而 Adam Neely 则表示,他大脑中最深刻的“音高锚点”是 Journey 乐队的名曲《Don’t Stop Believin’》最后副歌部分的 E 音和 A 音 [37, 38]。

当他们听到一个未知的音符时,他们的大脑并不会像 Charlie Puth 那样瞬间发生全彩反射 [7, 36]。相反,他们会经历这样一个过程:

  1. 听到未知音高。
  2. 从记忆库中迅速调出最熟悉的“锚点音”(比如 E 音) [37, 38]。
  3. 利用高超的相对音感,计算出未知音高与锚点音之间的音程关系(例如:这个音比我的 E 音高了一个纯四度,那它一定是 A !) [40, 42]。

这种方法在日常沟通中足以乱真,也是成年人通过努力可以达到的“伪绝对音感”境界 [11, 40, 43]。


华丽的「诅咒」:为什么你其实不需要绝对音感?

读到这里,你可能会为自己没有绝对音感而感到遗憾。但真相是,这项所谓的“超能力”,在很多职业音乐人眼里,甚至是一场华丽的“诅咒” 。

首先,绝对音感会让人在听到非标准调音时感到崩溃 。

现代音乐统一采用 A = 440 Hz 的等宽音准标准 。但许多演奏古典巴洛克乐曲的古乐团会使用较低的音准(如 A = 415 Hz 甚至 392 Hz) 。对于拥有绝对音感的人来说,当他看着乐谱上的 C,耳朵里听到的却是 B 时,大脑会产生极度混乱的认知冲突,痛苦万分 。

其次,研究表明,绝对音感拥有者在某些整体音乐认知任务上反而表现得更差 。

在一项 2002 年的研究中,研究人员向音乐家们展示乐谱,并播放了一段转调(Transposed)后的相同旋律 [44, 47]。结果发现,拥有绝对音感的音乐家在识别旋律的转调一致性时,表现居然远逊于没有绝对音感的普通音乐家 。因为普通人能轻松察觉音与音之间的相对关系,而绝对音感者的大脑却被牢牢锁死在每一个音符的物理绝对高度上,反而忽略了旋律的整体框架 [44, 47]。

更残酷的是,如果活得足够长,你终将失去它 。

著名钢琴家 Abby Simon 曾说过:“如果你活得足够长,你终将失去它。”

研究显示,在 45 岁以上的绝对音感持有者中,有高达 80% 的人,其音高感知会随着衰老发生半个音以上的偏差 。伟大的爵士颤音琴演奏家 Gary Burton 曾在采访中苦涩地提到,他在 2011 年彻底失去了绝对音感,那种感觉就像“生命中的一个维度逐渐淡出”,仿佛世界在一夜之间发生了错位的色彩偏移,而全人类都在合伙“煤气灯(gaslight)”他,试图说服他听到的 C 依然是 C [49, 50]。


回顾这场关于“绝对音感”的科学探寻,我们不难发现,它绝非单一维度的“天才基因”,而是基因、母语文化、早期高信息量音乐环境以及转瞬即逝的大脑可塑性共同织就的一场华丽相遇 [3, 16, 25, 27, 30, 32]。

对于大多数未能在这场概率游戏中中签的普通人来说,这反倒是一种解脱。我们的听觉世界虽然是一幅黑白的线稿,但我们却能通过学习“相对音感”,去完美地理解音符与音符之间的和声、走向与情感纠葛 。

也许,比起准确无误地叫出那个冷冰冰的物理频率,能够跟着一首《Bohemian Rhapsody》在脑海中唤醒那段温暖的旋律、感知旋律流淌中的喜怒哀乐,才是大自然赋予所有人类最公平也最美妙的礼物 [13, 38]。

如果给你一次机会,通过药物在成年后重新开启关键期来获得绝对音感 [22, 25],你愿意接受这个可能会随着衰老而发生色彩错置的礼物,还是宁愿留在虽然普通、却足够自由的相对音感世界里呢?

📊 我们可以把文章中提到的“绝对音感”、“准绝对音感”和“相对音感”的机制差异制作成一张直观的概念思维导图,帮你更清晰地梳理它们在大脑中的加工路径。

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