巴黎奥运会正如火如荼地进行着,不少细心的朋友们在观看比赛的同时也关注到了一个细节:巴黎奥运会官网运动员介绍页上线了一个有趣的新功能,各国运动员录制了自己名字的发音。观众点击网页上的语音按钮就可以听见快速和慢速两个版本。
不少外国人在念中国名字时会有奇怪的口音,比如:
马龙:吗~喽~
樊振东:胖~成~桶~
王楚钦:王~亲~亲~
国际音标
首先我们来看人为什么会发出声音。中学物理知识告诉我们,声音是由物体振动产生的,我们发出的声音就是呼气时来自肺部的气流带动声带振动产生的。
利用来自肺的空气发出的声音我们称之为肺部气流音。声音从声带产生之后在喉腔和口腔共同组成的声道中传播,声道对声音进行调整筛选,最终形成我们听到的具有特定意义的声音。我们说话的时候就是通过改变声道的形状来改变我们发出的声音。
这个时候,如果有一套参考标准告诉我们每个音应该怎么发,那么学习发音就会变得容易很多。
我们每个人学认字的时候都要学习拼音,刚学英语的时候老师也会教我们拼读音标。不管是拼音还是音标,都是用符号来标记人的发音。但是问题是,每个音标的发音需要师生之间口口相传来学习。
此外,随着年龄的增长,你会发现,给汉字注音的符号系统不只有一种,给英语注音的所谓“国际音标”也五花八门。如果你没有老师在身边,或者不认识音标,或者学过的音标和词典上的音标不一样怎么办?
事实上,人们早就制定了适用于所有语言的音标体系,称为国际音标(International Phonetic Alphabet, IPA)。这套符号体系根据发音时人的舌位、唇型等因素记录发音,每个音用唯一的符号标记,理论上可以囊括人类所有可能发出的音。下面让我们一览国际音标的风采吧。
我们先来看元音,下面这张图就是舌面元音舌位图。
这张图什么意思呢。你可以看到一个四边形,四边形的边上和内部标有符号,每个标有符号的位置代表的是舌头的位置。我们可以认为上腭是不动的,且舌头是自然放松地贴在下腭上的,所以这里舌头的位置也就反映了嘴巴张开的大小。
比如,你念“啊”这个字,嘴巴张得很大,你发的音就在图上右下角[a]附近,而如果你念“一”这个字,那么嘴巴就很小,你发的音就在图上右上角[i]处。
当然除了张嘴大小之外,舌头抬起的位置靠前和靠后也被刻画在了这张图里,主要有最上面一行写的“前、央、后”三个位置。比如,当你发“鱼”这个字的元音时,舌头的位置要比发“乌”这个字的元音时位置靠前。
圆唇与不圆唇是另一个影响发音的因素。成对出现在同一个位置的元音,左边的表示不圆唇,右边的表示圆唇。比如“一”和“鱼”就分别对应圆唇和不圆唇。当你念“一”时,你会发现你的嘴唇是咧开的,如果不动其它任何地方,只是把嘴唇收成一个圆形,你会发现你竟然念出了“鱼”字,对应[y]符号。
元音在发音时气流几乎不受任何阻碍,而辅音在发音时气流要受到种种不同的阻碍。国际音标根据阻碍的形式和阻碍的位置制定的辅音的符号。下面这张表中每一列表示特定的调音部位,每一行表示特定的调音方式。
我们举几个常见的例子,第一行爆发音就是一股气流冲破阻塞产生的声音,汉语拼音中的 p, t, k 就是爆发音;第五行擦音就是气流通过狭窄空间摩擦产生的声音,如汉语拼音中的 f, s, h 等。拍音是指什么呢,就是舌头与调音部位接触一下立刻移开,而近音呢,舌头只是靠近调音部位。边音则是指舌尖翘起形成声道的阻塞, 但舌的两边还有气流流通。
其它的发音读者们可以根据表中的发音部分的阻碍方式来尝试一下。国际音标不只这些,还规定了一些常见的发音组合以及对发音的修饰等,这里就不展开讲啦。要想掌握外语的发音技巧,我们还需要理解发音的原理。
弦振动
中学物理告诉我们,声音有响度、音调、音色等特征。响度与声音的功率有关,音调反映了声音的振动频率,而音色是人们区分不同物体的声音的重要依据。
从波动的观点来看,人们日常接触到的声音往往是由大量单一频率的声音混合而成的,将声音分解成各种频率成分的叠加的过程,通常被称为傅里叶变换。在声音的成分较为简单的情况下,声音的音调反映的是声波频率最低的成分的频率。音色反映的是声波的频谱信息(各频率成分混合时的权重),可以理解为人们对声波的所有频率成分的整体感知。
人们主观感受到的不同字的读音的区别,其实本质上是音调和音色上的区别,反映了声波的各频率成分,携带了产生声波的物体的信息,也就是声道的形状。要想理解发音的原理,让我们从最简单的情况,弦的横振动开始。
考虑一个长度为L柔软的、轻质的均匀弦的自由振动,自由振动的意思是弦在振动的过程中不受外力,人们拨弦的动作使弦开始振动,相当于提供初始条件,之后人不再向弦施加外力,弦进行自由振动。弦在水平方向紧绷,两端固定,如图所示。
两端固定的条件我们称之为边界条件。由于两端固定,弦可能的振动模式就受到了限制,只有弦长等于半波长的整数倍时,这种振动模式才是被允许的,我们将波长最长(频率最低)的模式称为基频,而其它模式的频率都是基频的整数倍,我们称为高次谐波,或者叫泛音。
而如果是这样的振动则不符合两端固定的条件,因而是不允许的。
两端固定的弦振动告诉我们,在一定的边界条件下,只有特定的振动模式才是允许的,振动模式由系统的参数(比如两端固定的弦的长度)决定。
声道中的振动模式
我们从弦振动模型中获得了关于振动模式的经验,下面我们将它应用到声道中去。我们以元音为例,建立下面的数学模型。在这个模型中,我们将声道视作一个截面恒定、管壁刚性的管。
如图所示,朝前的方向设为 z 轴正方向,与之垂直的平面为 xy 平面。正如一根两端固定的弦一样,声道壁在 xy 平面内给出了限制。在z方向,声音产生于声带,经过唇齿向外传播,声带和唇齿形成了这根管的边界。
我们把柔软的声道壁和声带看成刚性边界。这是因为肌肉和气体比起来要结实得多,肌肉的刚性是对声道中的气体介质而言的。刚性边界要求气体在声道壁上的宏观速度为 0,经过数学推导可以证明,这个边界条件等价于气体的压强在声道壁上沿声道法向的导数为 0。而嘴巴向外开口的地方则是柔性壁,也就是开放边界,气压必须永远是 0。
事实上,我们通常发出的声音并没有这么复杂。声道中声音的模式可以分解为 xy 平面内的分量和 z 方向的分量的乘积。在 xy 平面内,我们只需要考虑最低频的振荡,也就是没有振荡,气压在 xy 平面内是常数。而 z 方向发生的事情类似于上面我们提到的两端固定的弦振动。
不过 z 方向的两端分别是柔性壁和刚性壁,所以我们要求腔长是半波长的半奇数倍,即
满足上面这个关系的频率我们称为“共振峰”,代表这个频率的波可以和声道发生共振。仅有一个频率是不够的,我们需要更高频的共振峰来确定声音更精细的特征。通常情况下,我们需要前三个共振峰来确定一个音。
双联管示意图
几个常见元音的双联管模型和前四个共振峰
参考文献
策划制作
来源丨中科院物理所(cas-iop)
责编丨一诺
审校丨徐来、林林
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