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【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。 三、音长
音长指声音长短，也称为“音值”，它与发音体振动时间的长短成正比关系。若某发音体振动时间长，它发出的声音就长;反之，该发音体振动时间短，它发出的声音就短。例如，发音体A、B振动时间各为20秒、10秒，则发音体A的音就比发音体B的音要长。生活经历告诉我们，语言急促时人往往发出的语音的音长比较短，但当语言缓慢时，人发出的语音的音长则比较长。音长是汉语语音“四要素”之一，它是影响语音中每个音节音程的长短的重要元素。如它对“双字词”音节音程的长短有极大影响，也对“双字词”各词的轻重格式变化起着重要作用;对三字词、四字词和五字词等同样也有其重要的作用。例如，双字词“爱国”，读音“àiguǒ”为“中重格式”;三字词“播音员”，读音“bōyīnyuán”为“中中重格式”;四字词“社会主义”，读音“shèhuìzhǚyì”为“中重中重格式”。其中双字词“爱国”中的“国”、三字词“播音员”中的“员”、四字词“社会主义”中的“义”等三字的音程相对“爱”“播音”“社会主”而言较长。如果使用轻声音节读音，发出声音的音长相对而言就比较短。例如，“婆婆pópo”读音pópo（1），后一个“婆po”字发出的声音应是又轻又短。
汉语语言表达过程中，为了表达某词的词意和表情，人们通常采用延长词重音的音长方式。例如问候时最常用的三字词“你好吗？”可采用把“你好吗？”中的“好hǎo”字音程拉长，则表达出一种关心关注的情感色彩;再如遇到危险时使用的双字词“救命”，“救”“命”两词使用时应延长词的音长即拉长声的长度呼喊，表达出一种急切或迫切的要求，老师强调教学内容重难点时或强调须注意的问题时往往说“请注意”三字词，各词的声长时间要拉长和提高音长，强调重要的作用。
四、音色
音色指声音的特色，也称为“音质”，它表征了发声体的声音品质及展示了发音体色彩的重要因素，它是反映聲音基本特征的一个物理量。A发音体和B发音体音色的差别取决于各自的振动形式，换言之，A发音体和B发音体音波波纹的曲折形式形成各自的音色，A发音体和B发音体音波波纹的曲折形式相同造成同样的音色，如果发音体音波波纹的曲折形式不同，则造成了不同的音色。形成不同音色的原因有以下方面。
（一）不同的发音体。例如，笛子和二胡，各自发出不同的声音，因此音色是不同的。因为笛子是吹奏乐器，而二胡是弓弦乐器，在胡琴之中属于中高音域乐器，是两种不同的发音体。成年男人和成年女人由于发音器官不同，因此形成的音色就不同，即使他们在同一时同说同一句话，只要熟知两人声音的人也可以听出各自的声音。
（二）不同的发音方法。如同一把二胡，用弓拉和用手弹拨出的声音音色就不一样，这是由于采用的方法不同，结果导致发出不同的声音，产生了不同的音色;出自同一人发“m”和“f”声母，由于发音的方法，产生了不同的音色。
（三）不同形状的发音共鸣器。例如，儿童、老人、成年男人和成年女人的共鸣器官形状是不同的，当各自发“a”音时，发出声音的音色就不同，这是由于不同形状的发音共鸣器将产生不同的音色。就是同一个人在发“a”音和发“i”音时音色也不一样，这是由于发“a”音和发“i”音时共鸣腔的运用不相同，当发“a”音时，将口腔开度比较大、舌位比较低;而发“i”音时，将口腔开度比较小、舌位比较高，两音“a”“i”发音运用的不同致使声音共鸣腔的形状不相同，结果导致声音的音色不一样。
音高、音强、音长、音色是汉语语音的“四要素”，也是物理声学中不可缺少的物理属性。物体中如人、鸟等任何一种发声体的声音均由“四要素”组合而成。在汉语语音中，“音高”的重要性是不言而喻的，它是左右声调的重要因子，声调则是反映音节高低的升降形式;“音强”和“音长”要素对汉语语言的语调和轻声词起到作用，“音色”要素是用来区别意义的最重要的因素。语音的四个物理要素相互联系和相互制约，影响着语音的变化，必须把握好这四个要素。
【参考文献】
[1]严小香.从语音性质看普通话培训和测试[J].凯里学院学报，2012（4）
[2]张圣.采用通用语音属性建模的说话人确认[J].小型微型计算机系统，2016（11）
【基金项目】广西高校科学技术研究项目“汉语语音物理学属性的应用研究”（KY2015LX599）;桂林师范高等专科学校教育教学法研究基地专项课题“协同教学及评价研究”（JXA201603）
【作者简介】范建玲（1974— ），女，广西蒙山人，桂林师范高等专科学校副教授，研究方向：教育实习实践研究、光学、普通物理学等课程的教学和研究;何新凤（1961— ），女，桂林师范高等专科学校教授，研究方向：教学评价。
（责编 黎 原）
【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。 三、音长
音长指声音长短，也称为“音值”，它与发音体振动时间的长短成正比关系。若某发音体振动时间长，它发出的声音就长;反之，该发音体振动时间短，它发出的声音就短。例如，发音体A、B振动时间各为20秒、10秒，则发音体A的音就比发音体B的音要长。生活经历告诉我们，语言急促时人往往发出的语音的音长比较短，但当语言缓慢时，人发出的语音的音长则比较长。音长是汉语语音“四要素”之一，它是影响语音中每个音节音程的长短的重要元素。如它对“双字词”音节音程的长短有极大影响，也对“双字词”各词的轻重格式变化起着重要作用;对三字词、四字词和五字词等同样也有其重要的作用。例如，双字词“爱国”，读音“àiguǒ”为“中重格式”;三字词“播音员”，读音“bōyīnyuán”为“中中重格式”;四字词“社会主义”，读音“shèhuìzhǚyì”为“中重中重格式”。其中双字词“爱国”中的“国”、三字词“播音员”中的“员”、四字词“社会主义”中的“义”等三字的音程相对“爱”“播音”“社会主”而言较长。如果使用轻声音节读音，发出声音的音长相对而言就比较短。例如，“婆婆pópo”读音pópo（1），后一个“婆po”字发出的声音应是又轻又短。
汉语语言表达过程中，为了表达某词的词意和表情，人们通常采用延长词重音的音长方式。例如问候时最常用的三字词“你好吗？”可采用把“你好吗？”中的“好hǎo”字音程拉长，则表达出一种关心关注的情感色彩;再如遇到危险时使用的双字词“救命”，“救”“命”两词使用时应延长词的音长即拉长声的长度呼喊，表达出一种急切或迫切的要求，老师强调教学内容重难点时或强调须注意的问题时往往说“请注意”三字词，各词的声长时间要拉长和提高音长，强调重要的作用。
四、音色
音色指声音的特色，也称为“音质”，它表征了发声体的声音品质及展示了发音体色彩的重要因素，它是反映聲音基本特征的一个物理量。A发音体和B发音体音色的差别取决于各自的振动形式，换言之，A发音体和B发音体音波波纹的曲折形式形成各自的音色，A发音体和B发音体音波波纹的曲折形式相同造成同样的音色，如果发音体音波波纹的曲折形式不同，则造成了不同的音色。形成不同音色的原因有以下方面。
（一）不同的发音体。例如，笛子和二胡，各自发出不同的声音，因此音色是不同的。因为笛子是吹奏乐器，而二胡是弓弦乐器，在胡琴之中属于中高音域乐器，是两种不同的发音体。成年男人和成年女人由于发音器官不同，因此形成的音色就不同，即使他们在同一时同说同一句话，只要熟知两人声音的人也可以听出各自的声音。
（二）不同的发音方法。如同一把二胡，用弓拉和用手弹拨出的声音音色就不一样，这是由于采用的方法不同，结果导致发出不同的声音，产生了不同的音色;出自同一人发“m”和“f”声母，由于发音的方法，产生了不同的音色。
（三）不同形状的发音共鸣器。例如，儿童、老人、成年男人和成年女人的共鸣器官形状是不同的，当各自发“a”音时，发出声音的音色就不同，这是由于不同形状的发音共鸣器将产生不同的音色。就是同一个人在发“a”音和发“i”音时音色也不一样，这是由于发“a”音和发“i”音时共鸣腔的运用不相同，当发“a”音时，将口腔开度比较大、舌位比较低;而发“i”音时，将口腔开度比较小、舌位比较高，两音“a”“i”发音运用的不同致使声音共鸣腔的形状不相同，结果导致声音的音色不一样。
音高、音强、音长、音色是汉语语音的“四要素”，也是物理声学中不可缺少的物理属性。物体中如人、鸟等任何一种发声体的声音均由“四要素”组合而成。在汉语语音中，“音高”的重要性是不言而喻的，它是左右声调的重要因子，声调则是反映音节高低的升降形式;“音强”和“音长”要素对汉语语言的语调和轻声词起到作用，“音色”要素是用来区别意义的最重要的因素。语音的四个物理要素相互联系和相互制约，影响着语音的变化，必须把握好这四个要素。
【参考文献】
[1]严小香.从语音性质看普通话培训和测试[J].凯里学院学报，2012（4）
[2]张圣.采用通用语音属性建模的说话人确认[J].小型微型计算机系统，2016（11）
【基金项目】广西高校科学技术研究项目“汉语语音物理学属性的应用研究”（KY2015LX599）;桂林师范高等专科学校教育教学法研究基地专项课题“协同教学及评价研究”（JXA201603）
【作者简介】范建玲（1974— ），女，广西蒙山人，桂林师范高等专科学校副教授，研究方向：教育实习实践研究、光学、普通物理学等课程的教学和研究;何新凤（1961— ），女，桂林师范高等专科学校教授，研究方向：教学评价。
（责编 黎 原）