数学是科学，音乐是艺术；科学由左脑负责，艺术由右脑掌控。数学和音乐，两个看似风马牛不相及的事情，原来，前者可解读后者，揭开人类数千年来，未开解之谜。

音乐创作靠的纯粹是感情吗？喜欢某种音乐也是感情作祟吗？

“做音乐，比如弹钢琴，其实不只是靠感觉。”

英国玛丽王后伦敦大学（Queen Mary University of London）数码音乐教授周瑜年（Professor Dr. Elaine Chew）指出，音乐演奏表演存有逻辑，因此我们可以通过一套数学模式来分析一场音乐演奏表演，量化音乐的美。

周瑜年表示，音乐演奏表演的定义是解释曲子，即是表演者如何将一首曲子用自己的方式清楚展现给给听众，让听众听到音符里的故事。而一个最好的表演，则定义为最能够清楚解释曲子的表演。

解释曲子需要采用各种“工具”去将曲子的每个起承转合之间的关系连接起来，串联成一个流畅的故事情节，带领观众走入故事当中。这些工具其实就是各种音乐表演技巧，如速度、音量、音调等。

只能意会，不能言传

正是这些关系间的连接，决定了每个表演的 “不同”。正因这些不同，决定了独一无二的表演 。换句话说，这些“不同”也是音乐演奏家对知识的贡献。但这些“不同”，微乎其微，经常，就连顶尖的音乐家在欣赏两个演奏后，也无法很好地辨认异同，这就是所谓的“只能意会，不能言传”。

周瑜年也是钢琴演奏家。她坦言，很多时候在听演奏时，即使听出出分别，却实在难以用言语去形容演奏的特点，这使她无法与他人分享她从音乐中获得的快乐，让她甚为困扰。

很多人认为音乐是抽象的，只能凭感觉去感受，用心去体会就好了，何必在乎所以然呢？但周瑜年不这么认为。

“听音乐或创作音乐，对很多人来说是情绪抒发的方式，比如伤心的时候听伤感的音乐。其实音乐不只是抒发心情的工具，它是人类文明的智慧，这包括音乐演奏表演。”

逻辑是音乐创作基础

她说， 要真正理解音乐，音乐赏析应有深度，那么人们对音乐的认识可以更深入，而不只是停留在表面。“只有认识才会进一步去喜爱，我经常在音乐中找到快乐，我希望能够与他人分享这种快乐，但很多时候用文字无法清楚解释我所听到的。”

正因为自古人无法准确地表达所听到的、所呈现的，音乐演奏表演的智慧和知识无法很好地与他人共享，更无法好好地传承下去。

周瑜年称，逻辑是音乐创作的基础。当把这些逻辑一个个串联起来，你便能更理解音乐。耳朵听见音乐的美妙，但却难听出逻辑来，除非你是行家，否则不可能。即便是行家，也并非人人办得到。

“音乐在人类初始便开始，是人类伟大的智慧之一，其重要性不亚于数学、化学、物理等高深的科学，而音乐知识早已存在，只是我们人类还未能完全理解。”

她表示，很多知识早已存在，只是人类还未能找到这些知识，这是因为人类的能力有限。但现代科技已经能够克服许多障碍，并辅助人类能力上的不足，音乐知识也一样。

“音乐创作是一门艺术，但我们却可以利用数学和现代电脑科技，去了解音乐如何被创作出来，从而深入了解音乐，达到真正的欣赏音乐。”

科技让古人的智慧得以传承给后代。就如纸和笔的发明，让伟大的作曲家得以将作品流传下来。但这种古老的传承方式不尽完美，因为不能量化音乐，以科学化地分析有用信息。

音乐飞舞在空中，但纸和笔却是躺在桌面上的死物，音乐知识虽然被传承下来了，却不完整。作曲家把脑海里的旋律化成音符写在纸上，但音符只是音乐的代号，作曲家的想法任由他人解读。这样有好也有坏。好的是，表演者可以根据自己对乐谱的解读，结合自己的想法去呈现音乐；坏的是，没能准确无误地表达想法。

把旋律变成数据

相反地，量化音乐，让数字说话，精准也清晰，没有模糊地带，可以帮助更多人，包括有音乐背景及没有音乐的人们更好地去欣赏音乐，就像专家那样。

加上如今电脑科技大法，在电脑科技的帮助下，我们可以通过电脑软件程序在音乐演奏的当儿同步萃取信息，把旋律变成数据，得以更有系统地、深入地了解音乐，准确地获取当中的信息，也就是音乐当中的宝贵知识。

音乐，数学与电脑科技，由此衍生了当下热门的领域——音乐科技。

周瑜年透露，在音乐科技到来之前，已经有人在尝试用文字去解释每个音乐演奏之间的差异及其他信息。但除非你有一定的音乐知识，听得出声音的变化，能理解文字解释音乐演奏，但文字解释音乐很难让门外汉明白音乐。

因此，对解释音乐信息来说，数字更胜于文字的是，数字能够更精准地计算差别，科学化地分析信息，还可以配合利用电脑程序把数据变成图像，一图胜千言。

音乐表演研究的历史可追溯到 1930年代。当时的心理学研究人员采用拍打计算节拍方式，收集数据并进行分析，以科学化的方式解释。另外，也有关于音调认识的研究。这些研究大多数属于心理学范畴。

不同的人演奏出不同的表现

每个音乐演奏者，比如两名钢琴家，即使弹奏同一首乐曲，但呈现出来的结果却不尽相同，观众接收到的听觉享受也截然不同 。

这“不同”到底是为什么？周瑜年解释道，这是因为作曲家在创作时所希望乐曲呈现的方式，以及后来每个演奏那首曲子的演奏者，每个人对同一首曲子都有不同的诠释，加上各人在表演时应用不同表演技巧，如此一来，即使弹奏相同的音符，呈现出来的效果也定有不同。

看见你所听见的

周瑜年多年来投身于研究数学模式解读音乐演奏表演。她表示，目的是找到一个方法解读蕴藏在音乐演奏里头的智慧与知识，从而与他人分享音乐中的愉快，并将人类文明智慧传承下去。

“我是音乐家，我深知音乐当中蕴含重要价值，我不想让音乐赏析行于表面，我也想让更多人能够理解音乐的复杂性，亲身去体验音乐的美感。”

她说，解读音乐不只可作为音乐家的工具帮助他们创作和表演，也并不只是作为教育的工具帮助人们认识音乐。解读音乐的目的是尝试解开藏在音乐里的知识，解答人类这么多年不知道的为什么。

系统化的方法解释音乐

“我要用数学解释音乐，我相信不是人们不懂得欣赏音乐，而是我们需要一个系统化的方法，用易懂的方式呈现音乐表演的知识，才能将人类文明重要的一环记录下来。”

比如音乐家把音乐用乐谱记录下来，作家把诗歌写下来，但音乐演奏家只能做现场或录制表演，却无法把表演化成可收藏及可分析的文件，因此她认为通过数学及电脑科技，可达到系统化记录及分析音乐演奏表演。她强调，其的目并非要复制表演，而是解释音乐，把人类的智慧记录下来。

为了揭开音乐演奏的奥秘，周瑜年结合自己在音乐和数学的知识，在博士班时研究解读音乐的数学模型，并成功在博士研究论文中就发表了“螺线阵列模型”（Spiral Array Model），一种可以解读音乐的数学模型。

三维螺线阵列模型

螺线阵列模型是一个三维（3D)的几何学模型，不但可以利用数学更精准地计算及分析音乐信息，也可以用眼睛看到你所听到的音乐。

“人类活在三维空间内，我们都对空间有很好的概念，所以这个模型能让引起人们共鸣，更容易了解音乐的律动，音乐的起承转合，你听到的都化成了视觉动作。”

周瑜年说，人类的视觉比听觉还要敏锐，这是与生俱来的特性，而螺线阵列模型正是把声音化成图像，把音乐的律动化成“舞步”，你可以看到音符在一个三维的螺线阵列中舞动。

“这个模型不只是帮助作曲家在作曲时更好地去创作音乐，也能够帮助演奏者了解自己的表演方式，当然这个模型也能够帮助没有音乐背景的人了解音乐。”

螺线阵列模型可以解释音乐演奏的变化、解答音乐演奏变化如何发生等等。随后，周瑜年把螺线阵列模型的概念作为基底，继续研发各种解读音乐程序和软件。

周瑜年透露，目前她与研究伙伴仍在努力开发新软件程序，包括可量化声音大小和速度的软件程序。她坦言，计划逐步在完成中，还有很多音乐知识还未获知，希望最终将建造一个可以完整解读音乐演奏表演的方法。