基于数字的计算机音乐的构成融合

计算机音乐由音乐与计算机两大组件构成。音乐与计算机得以在计算机音乐塑造传播中合二为一，恰恰是因为数字逐渐演化成为两者的本质构成元素。换而言之，数字成为两者进行构成融合的基础和渠道。

数字化是计算机这一信息技术的本质特征这一点无须多言。在计算机科学中，信息的基本单位比特（bit）本身就是二进制数字（binary digit）的简写。计算机的两大核心能力——计算与储存（对应算法与数据），亦皆基于数字。著名的基于数字的科技、人文社科、艺术的跨学科研究者乡农（Claude Shannon），在他22岁时于美国麻省理工学院撰写的、被誉为“有史以来影响力最大的硕士毕业论文”中将符号逻辑（simbolic logic）与布尔代数（boolean algebra）结合，建构出数字逻辑，以数字化重构乔治·布尔（George Boole）的数理逻辑，为计算机的诞生作出了奠基性的贡献。在他的硕士毕业论文中，他充分论述了依托或（OR）、且（AND）、非（NOT）三大逻辑运算，就能够建立起复杂的电子线路（electronic circuit），如集成电路（integrated circuit），进而建构诸如计算机这样具有强大运算能力的复杂电子设备。

而在乡农1948年发表于《贝尔实验室技术期刊》（Bell System Technical Journal）上的、创建信息论的著名论文《一种传播的数学理论》（A Mathematical Theory of Communication）^[4]中，乡农更是为信息建立了一般等价物，即乡农比特，或信息熵（information entropy）。乡农将信息中的不确定性巧妙地操作化定义为信息接收者为了彻底消减不确定性所需要提出的是非问题的个数。信息得以被二进制数字序列（sequence of binary digits）表征，形成了信息的数字表示（digital representation）。在这之后，人类第一次意识到，信息是可以转换为数字的，是可以被计算和储存的，进而是可以被发送、接收、储存、上传、下载的。正是在乡农的数字化理论的指引下，CD、MP3等数字音乐新媒介都成为现实。

音乐的数字构成则经历了一个演化的过程。从音乐的三要素——音高、响度、音色来看，音高和响度早已可以通过数字精确描述，而音色的数字化则要归功于乡农的信息论对计算机音乐的音色革命产生的奠基性影响。美国斯坦福大学音乐和声学计算机研究中心（Center for Computer Research in Music and Acoustics，CCRMA）是计算机音乐的研究重镇。其1975年的创始主任、调频合成音色的设计者约翰·乔宁（John Chowning）在回忆调频合成音色设计时，专门点明了乡农信息论的指引^[5]。调频合成音色是纯电子乐器产生的基础，没有此算法，各类合成器（synthesizers）就无法出现，更遑论当下各种音乐流派风格当中大量使用的电子音乐音色了，音乐传播讯息的塑造亦会因此减色不少。

乔宁自述，麦克斯·马修斯（Max Mathews）的采样过程图（Mathews'Schematic Diagram of the Sampling Process）令其确信音色可以从模拟领域进入数字领域，从而设计出调频合成音色算法。而此图正是来自马修斯于1963年《科学》杂志上发表的著名论文《作为乐器的数字计算机》（The Digital Computer as a Musical Instrument）^[6]。该论文的第一份参考文献即为乡农1948年的著名论文。在论文中，马修斯以乡农信息论的采样理论为根基，得出了计算机作为音乐声响的源头在理论上其性能没有任何上限的著名论断。此论断又成为乔宁的理论建构根基，引发了计算机音乐的音色革命。

事实上，在计算机音乐中，基于计算机的数字乐器已逐渐演化成为向传播受众表达情感、塑造音乐形象的核心媒介。在传统媒介时代，乐器主要是不插电、原声的，即不依赖于任何电子发声，纯粹依靠自身的震动产生乐音的乐器。而在新媒体时代，电声乐器这一音乐人的新传播媒介被塑造出来。这类乐器的核心特征是它们的声音需要依靠电子放大技术（amplification）将其自身的震动扩充产生。而随着对乐器媒介的进一步塑造，纯电子乐器开始出现。这些乐器可以完全依靠数字硬件和软件产生相应的声音，彻底摆脱了需要依靠乐器自身震动奏响乐音的限制。此类乐器还可以运用MIDI（musical instrument digital interface，乐器数字接口）语言进行控制。对上述原声乐器、电声乐器和电子乐器的塑造媒介逐步进化，不仅影响了音乐制作的录音环节，而且在一定程度上影响了乐器演奏的范式，以及编曲配器的各种可能性。