汉语语音“四要素”的物理属性探讨

范建玲　何新凤

【摘 要】本文分析汉语语音“四要素”的物理属性，认为音高、音强、音长、音色“四要素”对应的四大物理属性是振动的频率、振动的振幅、振动的时间和振动的形式，它们决定了所要表达的语言的语气、情感和意义的不同，音的高低表现了语言的跌宕起伏特征，音的长短显现出了语言的错落有臻特色，音的强弱体现了语言音量的不同程度，音的色质展现出语言音体的振动形式。改变发声体的任何一个属性，人们都会明显地感觉到语音的变化。

【关键词】汉语  四要素  语音  物理属性  音高  音色

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2019）10C-0138-02

语音是语言的物质基础，语音不过关会直接影响人们口语的流利程度。现代汉语语音（普通话语音）具有音高、音强、音长和音色四要素。语音是一种声音，声音是物理学中声学所研究的范畴，那么语音的四要素也会在声音中表现出来，也会显示出其特有的物理属性和功效。

一、音高

音高指声音的高低或音的高度，是构成语音的基本要素之一。物体发音之所以有高有低的区别，是由于在某一时间内振动次数不同即频率不同，物体音的高低是由发音体振动频率决定的。发音体振动快慢程度决定着音频的高低。振动快慢决定音频高低。由此，音高显示了频率这一物理属性，音高与发音体振动的音频成正比，如果发音体在一段时间内振动越快，那么它在该段时间内振动的次数就越多，音的频率数值就越高，声音就越高;反之，如果发音体在这段时间内振动越慢，那么它在该段时间内振动的次数就越少，音的频率数值就越低，声音就越低。比如，甲发音体单位时间内振动为300次，乙发音体单位时间内振动为200次，则甲发音体就比乙发音体的音高要高。

人们也用生活经历判定音的高低。例如每天使用梳子梳头的实践体验说明，若用手以较快速度梳头时，听到的音感觉比较细而高;若用手以较慢速度梳头时，听到的音感觉比较粗而低。再如使用保温瓶灌装开水，刚开始时水仅灌到瓶的底部，听到的音是比较低的;随着水越灌越多，听到的音越来越高，当水灌满时候，听到的音最高。

汉语中音的高低变化不同则引起人说话的声调不同，由此人们可区别词义的功能，如“bo”的四声bo1、bp2、bo3、bo4即“坡bō”（音高不变）、“婆bó”（音高提升）、“叵bǒ”（音高先下降后提升）、“魄bò”（音高下降）。“bo”中声母“b”是相同的，但韵母“o”的音高有“音高不变、音高提升、音高先下降后提升和音高下降”四种情形，形成了汉语中“bo”的四个声调，形成了一声“坡、泼、颇、陂”二声“婆”三声“叵”四声“破、迫、粕、珀、魄”的不同词义。

发音体振动的频率决定音的高低，与音高正相关。其实，发音体的“大小、长短、厚薄、粗细、松紧”这是决定发音体发音高低的物质条件，也是影响发音体振动频率的物质因素。人们还可从物体的形态来区别发音体发音的高低。“大、长、厚、粗、松”的物体振动较慢，导致频率较低，声音也就较低;“小、短、薄、细、紧”的物体振动较快，导致频率较高，声音也就变得较高。大提琴乐器与小提琴乐器相比，具有“大、长、厚、粗、松”物质特征，所以其振动较慢、频率较低、声音较低也就不足为奇。

语音的发音体是声带，声带的作用在于发音体振动所引起的声音。语音中声音的高低取决于人的声带的“长短、厚薄、闭合”情况以及松紧的调节。小孩的喉腔较窄，声门窄而短，声带短小而细薄、柔軟、不够坚韧，因此，小孩的声调较成人高且清脆明亮;成年男子声波频率范围为80～200赫兹，声带平均长度20mm左右，其声带具有长而厚的特征，所以成年男子音高就低;而成年女性声波频率在达到400赫兹，声带平均长度15mm左右，与成年男子声带相比具有短而薄的特征，所以音高就高;老人较成人而言语音的音高低。对同一个人来说，由于声带具有一定弹性，因此可通过调节声带松紧来控制其声音的高低。把声带调节闭合紧状态时可发高音，把声带调节到松弛状态时发低音。

人们往往喜欢听既清脆又稚嫩且富有朝气的孩子声音。但孩子声门和音域较窄，声带较易疲劳，因此，不论是父母还是教师，在教育和教授孩子时，特别要注意教授正确的发声方法和控制发音时间，也就是说也要注意教授孩子掌握正确的发音体振动频率即振动快慢的节奏。

二、音强

音强指声音的强弱，人们也称之为“音量”。声音是由于发音体振动而发出声音的动作要素，而振动幅度越大声音就越大，这一振动可以通俗地理解为物理声学上的振幅。因此，音强取决于发音体振动幅度的高低，即“发音体在空气振动时产生的声波质点离开平衡位置的最大偏移值”，它与发音时用力的大小有关。从发音角度而言，一个人发音时气流冲击发声体声带力量的强弱决定语音的强弱。呼出的气流越强，音波振幅越大，语音就越强;反之，呼出的气流越弱，音波振幅越小，语音就越弱。气息强大时声音就实，气息微弱时声音则虚。

汉语有轻声和强声，其实就是发音时音强较弱和较强表现出来的现象，如“妈mā”是音高不变的“轻声”，而“麻má”相对“妈mā”而言是音高上升的“强声”。可以说，振幅越大，声音越大，强弱也就更为明显。汉语词汇的轻重读也主要靠音强来区别，比如“本事”的“事”有两个读音，读“本事běnshī”（“事”轻读）和读“本事běnshì”（“事”第四声），由于轻重音的不同，两个词的意义显然不同，“běnshī”意义是“文学作品主题所根据的故事情节”，“ běnshì”意义则是“本领，能力”。

声音的强度是声音信号中主音调的强弱程度，由发音体在发音时振动幅度决定，振动幅度越大则声音越“强”，振动幅度越小则声音越“弱”，声音的强度是判别乐音的基础。在乐音中把音的强弱作品的强弱变化叫“力度”，并用文字或符号来标明f（强）和p（弱）等。音强也是一个物理量，表示声音强弱的常用单位是分贝（Decibe，dB）。我们熟知人刚能听到的最微弱的声音是0 dB，较为理想的安静环境为30～40 dB;闹市区约为70分贝，普通谈话时声强大致在60～70分贝，一般的住宅内约为40分贝;干扰谈话、影响工作效率的音强大于70 dB，听力会受到严重影响的音强大于90 dB，能引起双耳失聪听力的音强为 150 dB。