這位王爺叫朱載堉[yù],明朝第四位皇帝明仁宗的七世孫,他爹叫朱厚烷,河南的一位藩王。明朝的王爺沒有地位,被朝廷防範得很嚴,朝廷會讓你過得錦衣玉食,卻把你排斥在權力中心之外。朱載堉就是在這樣的家庭中過著逍遙自在的小王爺的日子。
養尊處優的日子過著不挺好的嗎?可他爹覺得應該關心一下朝政,不然對不起自己的血統。當時的嘉靖帝叫朱厚熜cōng],與朱載堉的爹朱厚烷是平輩,算是兄弟。嘉靖前期還行,後來卻一心想著修煉,以求長生不老,對道教的痴迷讓他忘了自己原本是皇帝。
朱厚烷看不過去了,就上書規勸,一次兩次的把嘉靖惹毛了。這時,朱厚烷的一個叔叔又趁火打劫,向皇帝誣告朱厚烷叛逆,並列舉了四十條罪狀。大明朝廷對這事非常敏感,看到這材料,加上之前把皇帝惹毛的上書,嘉靖不管三七二十一,奪了朱厚烷爵位並把他關了起來。
家裡發生這麼大的事,讓只有十五歲的朱載堉體會到了人情冷暖。但他是個懂事和孝順的孩子,父親蹲了監獄,他也索性搬出王府,住進了在王府外面砌的一間土屋裡,吃住和監獄裡一樣的簡陋。
這樣的日子要過多久?他自己也不知道,反正從小屋裡出來時,朱載堉已經三十四歲了。
在土屋裡呆的十九年,讓朱載堉後來以律學家、歷學家和音樂家著稱於世,而他的這些成就大多是在這間小屋裡完成的。
他的研究方向是數學和音樂的結合,我們在標題裡寫的2的12次方根,正是他在小屋裡的成就:十二平均律。
一個人願意窮盡心力研究一件事物,除了喜歡之外,沒有別的解釋。正因為喜歡,不遛鳥、不狎妓、不遊山玩水的朱載堉,成為一個痴迷於律學的另類王爺。
律學是什麼?可能一般人不太懂,本人也不太懂。但我們記住他的十二平均律就行了,因為他是世界上第一個發明這個東西的人。
什麼是十二平均律?
簡單地說,音樂上的do、re、mi、fa、so、la、si是一個八度,然後還有比這個八度再高八度的八度——那麼,在這個八度的do和再高八度的do之間,是2倍的關係。再把這兩個八度音之間平均分為12份,又出現12個音,讓相鄰的兩個音之間頻率之比相同,就是十二平均律。
怎麼能讓這個頻率之比相同呢?就是開2的12次方!
我們後面再說朱載堉是怎麼求出2的12次方的,先來看看十二平均律的作用。
我們知道用鋼琴能彈奏出各種複雜的神曲,它用的就是十二平均律。每個音聽起來都那麼和諧,即便不懂音樂的聽著也好聽。
古今中外的大小音樂家創作曲目,用的也是十二平均律。如果沒有它,後世也就沒有貝多芬、莫扎特、巴赫的偉大作品了。甚至連巴赫的樂譜集名字就叫作《平均律鋼琴曲集》,由此可知朱載堉的發明多重要了吧?
那麼,朱載堉時代還沒有阿拉伯數字,他怎麼算出來2的12次方根的呢?
可能有同學答對了,用的算盤。
聰明的小朱王爺設計了一個81檔的超級大算盤。用這個算盤加上漢字標註,朱載堉把2的12次方根精確到小數點後25位:1.414213562373095048801689,牛吧?
他用漢字是這樣記的:一尺四寸一分四釐二毫一絲三忽五微六纖二三七三零九五零四八八零一六八九。
看著眼暈!
然,上面那個25位還不是最終結果,他還要進行下面的計算。在算出了上千個類似的25位數字之後,朱載堉終於算出了2的12次方根:1.059463094359295264561825。
歐洲最早提出十二平均律的斯蒂文·西蒙,比朱載堉晚了起碼二十年!並且,很多專家認為,他有可能參考了朱載堉的理論。
1606年,朱載堉把自己的研究成果印成了五部《樂律全書》,獻給了萬曆皇帝,他的這本樂理書與《本草綱目》《農政全書》《徐霞客遊記》《天工開物》一起合稱為明朝五大科學巨著。
高人往往有怪癖。
嘉靖去世後,朱載堉的老爹被平反出獄,小朱王爺也離開了土屋。但他爹去世後,他本應繼承王位,卻一再要求讓出王位給別人,而那個人是當初誣告朱厚烷的那人的孫子!
這樣的奇怪行徑連萬曆都覺得很罕見。
萬曆拿到這本《樂律全書》,發現根本看不懂——裡面的數學太高深,就將其束之高閣。
清乾隆年間,高深的十二平均律甚至受到了皇家樂官的圍攻,說他只會耍小聰明,四書五經裡都沒有記載的東西,卻拿出來吹牛說是自己的創新......
整個明清兩朝,能看懂朱載堉的只有一個人,即清代律學家江永。
他看到十二平均律的時候已經七十七歲了。朱載堉的書讓他大吃一驚,佩服得五體投地,還專門寫書為其宣傳。
相比之下,西方認可朱載堉和十二平均律的人倒有不少。因朱載堉在音樂、數學、曆法、物理和繪畫等方面的巨大成就,他們甚至讚譽他為東方文藝復興式的文化巨匠。
比利時聲學家馬容認為,十二平均律比他們的要進步很多。
十九世紀德國物理學家亥姆霍茲也稱,朱載堉十二個半音及變調的方法,是一個天才的發明。
最終,十二平均律在歐洲得到了發揚光大,很多著名作曲家用它寫出了不朽的音樂作品,然後再傳到了中國。
而我們卻不知道,在這美妙的旋律裡面,迴響一位明朝王爺撥算盤的聲音......