2010年4月13日 星期二

Day 41: 號角

音樂愛好者對法國號(圓號)的感覺, 大概都是認為它是最容易走音的樂器, 誠然圓號的高音難於控制, 而且管子比所有Brass長, 所以特別多撠, 就算是高手也難免出現走音情況.

不過對於法國號的發聲原理, 尤其是泛音 (overtone) 的聲學, 當中涉及到有關 Fournier Transformation 的數學理論, 複雜的微積分不宜在此闡述, 有興趣的朋友可自行查找. 反倒有個十分有趣的數學悖論, 既關於法國號的前身號角, 也包含了簡單的積分, 名為加百利號角 (Gabriel's Horn), 命題是把一條 y= 1/x 的曲線(從 x=1 開始)圍繞 x 軸旋轉成號角狀 (圖), 由於 x值越大 y值越接近零, 所以是一條無盡的漸近線. 利用(香港中學會考級的)表面面積和體積積分公式後, 竟然發現體積為有限實數 π 而表面面積為正無限. 聖經的啟示錄中就有預言末日來臨時的天使吹號, 加百利就是天使的意思, 而這個特別的"號角"象徵了有限和無限的對衡, 所以被稱為加百利號角.

加百利號角其實本名為托里拆利小號 (Torricelli's Trumpet), 由意大利物理學及數學家托里拆利(Evangelista Torricelli) 所發現, 而他的最高成就則是發明了水銀氣壓計.

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